第27卷,第4期2010年7月
光 谱 实 验 室
ChineseJournalofSpectroscopyLaboratory
Vol.27,No.4July,2010
ICP-AES测定金红石中的二氧化锆、
三氧化二铁、二氧化硅含量
吴天良 庞书南 苏丽
(海南出入境检验检疫局技术中心 海口市海秀西路165号 570311)
摘 要 叙述了ICP-三氧化二铁、二氧化硅含量的方法。将样品用过氧AES测定金红石中二氧化锆、化钠-氢氧化钠混合熔剂熔融,采用基体匹配扣除基体干扰,被测杂质元素不用分离,直接测定。
关键词 金红石;电感耦合等离子体-原子发射光谱法;基体干扰
中图分类号:O657.31 文献标识码:B 文章编号:1004-8138(2010)04-1294-03
1 引言
海南省有漫长的海岸线、有丰富的海滨砂矿资源。据有关资料显示,海南省海滨砂矿储量约占全国的70%,金红石是众多海滨砂矿中的一种,由于金红石在工业生产、日常生活中有广泛的用途,故人们对金红石的需求量也越来越大,对金红石品质要求也越来越高。在对金红石成品的检验
中,除对主元素TiO2的检验外,对铁、锆、硅等杂质元素的检测也必不可少。传统方法对铁、锆、硅等的检验,通常采用化学法进行[1—3],检验方法手续繁琐,各个元素测定要分开进行、试剂用量大、检验周期长,不能满足出口检验要求。
电感耦合等离子体发射光谱法具有灵敏度高、检出限低、精密度好、线性范围广、基体效应小、可同时或顺序测定多种元素的优点,因而在地质、环保、化工、食品和科研等领域已得到广泛的应用[4]。然而有关用ICP-AES测定金红石中二氧化锆、三氧化二铁、二氧化硅含量的报道我们目前还没见到。本文研究了用高纯二氧化钛(99.999%)进行基体匹配消除基体干扰,待测杂质元素不经分离直接测定的方法。该方法操作简单、快速、精密度和准确度良好。方法的杂质回收率在95%—105%之间,可用于日常进出口商品检验。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂2.1.1 仪器
POLYSCANⅡ型电感耦合等离子体发射光谱仪(美国TJA公司)。
工作参数:高频功率1150W;冷却气流量14L/min;辅助气流量1.0L/min;载气流量0.5L/min;雾化器压力206kPa;观测高度16mm;蠕动泵速度100L/min;积分时间10s;积分次数3次。
2008年度海南省自然科学基金项目(808167)
联系人,电话:(08)68616258;传真:(08)86816206;E-mail:wutianliang138@163.com作者简介:吴天良(1963—),男,海口市人,高级工程师,主要从事分析化学检测工作。收稿日期:2010-01-11;接受日期:2010-03-10第4期吴天良等:ICP-AES测定金红石中的二氧化锆、三氧化二铁、二氧化硅含量
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2.1.2 试剂
除特别声明外,本方法所用的试剂均为分析纯试剂,实验用水符合GB/T6682-2008[5]的规定。高纯二氧化钛(99.999%);过氧化钠;氢氧化钠;HCl(1+1);H2SO4(1+1);NCS国家标准溶
液:Fe(1000g/mL);NCS国家标准溶液:Zr(1000g/mL);NCS国家标准溶液:Si(1000g/mL)。2.2 实验方法2.2.1 样品处理
试样需预先研磨至过200目筛网。
称取0.1000g试样于30mL铂坩埚中,加入过氧化钠0.6g及氢氧化钠0.3g,混匀,置于520℃的高温炉中熔融15min,取出冷却。置于预先加入50mLHCl(1+1)及5mLH2SO4(1+1)的250mL烧杯中。加热使熔块溶解,用水洗出坩埚,移入200mL容量瓶中用水定容。
——编者按:此段样品处理似不太妥。因为贵重物品铂坩埚会受Na2O2腐蚀甚至穿孔。
作者答:在520℃下如此处理不会使铂坩埚腐蚀。2.2.2 校准曲线
称取4份0.0900g高纯TiO2于30mL铂坩埚中,加入过氧化钠0.6g及氢氧化钠0.3g,混匀,置于520℃的高温炉中熔融15min,取出冷却。置于预先加入50mLHCl(1+1)及5mLH2SO4(1+1)的250mL烧杯中。加热使熔块溶解,用水洗出坩埚,移入200mL容量瓶中。
在上述4个容量瓶中分别加入0.00,1.00,2.00,3.00mL的硅、铁、锆标准溶液(1000g/mL),用水定容至刻度,摇匀,制成校准曲线溶液。2.2.3 测定
将校准曲线溶液及样品溶液引入ICP进行测定。仪器自动绘制校准曲线并计算分析结果。
3 结果与讨论
3.1 分析线的选择
本方法各被测元素的固定道谱线灵敏度高,相互干扰较少,因此均采用固定道谱线:Fe:259.9nm,Si:212.4nmZr:339.2nm。3.2 基体对杂质元素分析线的干扰
为了检验TiO2基体对杂质元素的干扰情况,我们对金红石样品进行扫描,从扫描图上看出基体对杂质元素Fe、Zr、Si干扰不大,采用基体匹配后,基体干扰可消除。3.3 检出限
根据IUPAC的规定,检出限用除待测元素以外的全部试剂作为空白溶液,用3计算,测得各元素的仪器检出限。本方法在仪器优化的工作条件下,用与试样同样操作得到的试剂空白溶液连续积分11次,根据积分信号计算出标准偏差,并按上述公式求出各元素的仪器检出限(g/mL)分别为:Fe:0.012,Zr:0.015,Si:0.036。3.4 回收率与精密度实验
称取0.1000g试样(样品号:200901359),加入各被测元素Fe(1000g)、Zr(500g)、Si(2000g),按实验步骤2.2进行实验,结果如表1。1296
光谱实验室第27卷
表1 回收率试验
分析元素样品原含量(%)加标量(%)加标测定值(%)回收率(%)
Fe1.321
2.34,2.35,2.35102,103,103
Zr0.460.5
0.94,0.95,0.9696,98,100
Si2.082
4.12,4.14,4.10102,103,101
将金红石标样(德国生产,编号:5802290306)当做未知样品进行检测,结果如表2。
表2 精密度试验
成分标准值(%)
Fe2O30.6290.6300.6250.6260.634
测定结果(%)
0.6200.6280.6360.6240.6230.6240.005030.8027
ZrO21.601.581.621.611.651.551.631.621.601.611.560.03131.952
SiO22.042.032.062.032.052.082.092.042.062.052.070.02010.9782
标准偏差SD
相对标准偏差RSD(%)
4 结论
本文采用基体匹配法消除了基体TiO2对杂质元素的谱线干扰,建立了ICP-AES直接测定金红石中杂质元素的方法,方法简单、快速、精密度和准确度良好,目前已应用于日常进出口检验。
参考文献
[1]中华人民共和国冶金部标准.高钛渣、金红石化学分析方法 重铬酸钾容量法测定全铁量[S].YS/T514.2-2006.北京:中国
标准出版社,2006.1—3.[2]中华人民共和国冶金部标准.高钛渣、金红石化学分析方法 重量法测定二氧化硅量[S].YS/T514.7-2006.北京:中国标准
出版社,2006.1—3.
[3]王英,杨毅,何创等.高钛物料中二氧化硅的测定方法改进[J].云南冶金,2007,36(3):71—74.[4]金丽,孟红,杜英林.ICP-AES法测定矿石中的二氧化钛[J].吉林地质,2008,27(1):83—85.
[5]中华人民共和国国家标准.分析实验室用水规格和试验方法[S].GB/T6682-2008.北京:中国标准出版社,2008.1—11.
DeterminationofZirconiumDioxide,FerricOxideandSiliconDioxide
inRutilebyICP-AES
WUTian-Liang PANGShu-Nan SULi
(HainanEntry-ExitInspectionandQuarantineBureauTechnologyCenter,Haikou570311,P.R.China)
Abstract Thequantitativeanalysisofzirconiumdioxide,ferricoxideandsilicondioxideinrutilebyICP-AESwithsodiumperoxide-sodiumhydroxidemixedfluxfusionsamplepretreatmentwasperformed.Themethodofmatrixmatchingsubtractingmatrixinterferencewasintroduced.Themeasuredelementsaredetermineddirectlywithoutseparation.
Keywords Rutile;ICP-AES;MatrixInterference
