蘇 丹,劉向東,周春陽
(吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局研究所,吉林長春 130012)
隨著近年來科技的發(fā)展,稀有金屬越來越受人們所重視。鉬作為工業(yè)添加劑、催化劑、著色劑等,廣泛應(yīng)用于冶金、鋼鐵、機械、醫(yī)療、電子等行業(yè)。尤其是在1994年以后國內(nèi)鉬市場需求旺盛,價格巨漲,一些中小型礦山也紛紛建立,使鉬產(chǎn)品市場空前繁榮。而鉬精礦作為鉬產(chǎn)品的原材料,交易過程中就需要測定鉬含量,所以如何對其含量進行快速準(zhǔn)確的測定就顯得尤為重要?,F(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)方法[1]在樣品補正部分采用的瓷坩堝灰化、碳酸鈉-氧化鋅堿熔、硫酸鹽分光光度法測定,流程長、步驟繁瑣,雖然校正部分含量不是很高,但是它可以驗證樣品是否溶解完全、分離雜質(zhì)時是否夾帶鉬離子。鉬酸鉛重量法將樣品補正部分經(jīng)硝酸、氫氟酸、高氯酸分解,ICP等離子發(fā)射光譜測定,對分析結(jié)果給予補正,方法簡單、快捷,試樣結(jié)果與按照國家標(biāo)準(zhǔn)方法測定的數(shù)據(jù)吻合良好。
鹽酸;氨水;硝酸;氫氟酸;高氯酸;硝酸-氯酸鉀飽和溶液;乙酸-乙酸銨緩沖溶液:稱取250 g乙酸銨于1 000 mL燒杯中,加入500 mL水溶解后,加入150 mL乙酸,用水稀釋至1 000 mL,混勻;乙酸鉛溶液(18 g/L):稱取18 g乙酸鉛于1 000 mL燒杯中,加入15 mL冰乙酸、80 mL水溶解過濾后用水稀釋至1 000 mL;甲基橙溶液(1 g/L);單寧溶液(10 g/L,作外指示劑用);鉬標(biāo)準(zhǔn)儲備液1 000 μg/mL,按照所需濃度的逐級稀釋;濾紙漿:將定量濾紙撕成碎片,放入500 mL燒杯中,加水煮成絮狀。
1.2.1 儀 器
美國熱電公司生產(chǎn)的IRIS IntrepidⅡ型等離子發(fā)射光譜儀。
1.2.2 工作參數(shù)
載氣流量:0.5 L/min;冷卻氣:14 L/min;泵速: 130 r/min;沖洗時間:20 s;功率:1 150 W;積分時間: 15 s;標(biāo)準(zhǔn)曲線:含量分別為 0.00 μg/mL、0.20 μg/mL、0.50 μg/mL、1.00 μg/mL、2.00 μg/mL、5.00 μg/mL鉬標(biāo)準(zhǔn)溶液。
準(zhǔn)確稱取在100~105℃烘1 h的試樣0.200 0 g于400 mL的燒杯中,加入20 mL硝酸-氯酸鉀飽和溶液,蓋上表面皿,低溫加熱溶解,蒸至3~5 mL,補加5 mL硝酸-氯酸鉀飽和溶液,繼續(xù)蒸至3 mL,取下稍冷。加入10 mL濃鹽酸,繼續(xù)加熱蒸至3~4 mL,取下。向試液中加入10 mL濃鹽酸,用水沖洗表皿和杯壁,稀釋至約80 mL,煮沸,加入少量紙漿,取下稍冷,在攪拌下徐徐加入濃氨水(約15 mL),使氫氧化物沉淀生成后再過量20 mL,煮沸5 min,取下,趁熱用快速濾紙過濾,用3%的熱氨水溶液洗滌沉淀4~5次。在漏斗中沿濾紙邊緣加入10 mL(1+1)鹽酸溶解沉淀于原燒杯中(分兩次加入,每次5 mL),用熱水沖洗濾紙至無黃色,再用水稀釋濾液至50 mL,加入25 mL濃氨水,煮沸5~6 min,用原濾紙過濾于第一次濾液中,再用3%的熱氨水溶液洗滌沉淀4~5次,保留殘渣用于鉬的補正測定。
濾液用水稀釋至約300 mL,加入2滴甲基橙溶液,用濃鹽酸中和至溶液呈粉紅色,再過量5~6滴。加入50 mL乙酸-乙酸銨緩沖溶液,加熱至微沸,取下,在攪拌下用滴定管滴加入乙酸鉛溶液(乙酸鉛以1 mL/3 s均勻加入),至單寧外指示劑溶液不呈黃色反應(yīng),再過量2~3 mL。加入少量濾紙漿,加熱微沸后,在溫?zé)崽庫o置30 min。取下,用中速定量濾紙過濾,粘附在燒杯和玻璃棒上沉淀用小片濾紙擦凈,用5%的熱乙酸銨溶液洗滌沉淀10~12次。將沉淀和濾紙一同移入已恒重的瓷坩堝中,置于600℃高溫爐中烘干,灰化,灼燒至恒重(在干燥器中冷卻后稱重)。
將氨水分離后的殘渣連同濾紙一起放到瓷坩堝于600℃高溫爐中灰化,待濾紙除去后取出冷卻,將試樣完全轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯坩堝中,用少量水潤濕,加入3 mL硝酸、5 mL氫氟酸、1 mL高氯酸于電熱板上低溫溶解,待高氯酸煙冒盡時,取下冷卻后加入1 mL鹽酸,少量水浸取,待鹽類完全溶解后取下,冷卻,將試樣完全轉(zhuǎn)移到25 mL比色管中,用水定容,搖勻后在給定的儀器條件下進行測定。兩次數(shù)據(jù)加和為樣品的最終測定結(jié)果。
灼燒溫度對最后結(jié)果影響很大,如果溫度過高會使鉬沉淀分解,造成結(jié)果偏低,溫度過低雜質(zhì)不能完全除去使結(jié)果偏高,因此對灼燒溫度進行實驗,所得數(shù)據(jù)見表1。
表1 溫度對實驗結(jié)果的影響
由表1可知,該方法宜選擇600℃之間作為沉淀的灼燒溫度。
按照上述分析方法對鉬精礦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及試樣進行測定(均平行三份),將結(jié)果與按照國家標(biāo)準(zhǔn)方法[1]測定結(jié)果進行對比,結(jié)果見表2。由表2可知,該方法與按照國家標(biāo)準(zhǔn)方法測定的數(shù)據(jù)吻合良好。
表2 鉬精礦中鉬含量的分析結(jié)果(n=3)%
從實驗數(shù)據(jù)可以看出樣品補正部分經(jīng)硝酸、氫氟酸、高氯酸分解,ICP等離子發(fā)射光譜測定,對分析結(jié)果給予補正,避免了采用的瓷坩堝灰化、碳酸鈉-氧化鋅堿熔、硫酸鹽分光光度法測定,方法簡單、快捷,試樣結(jié)果與按照國家標(biāo)準(zhǔn)方法測定的數(shù)據(jù)吻合良好,使鉬酸鉛重量法測定鉬的檢測方法得到簡化。
[1] YS/T555.1-2009,鉬精礦化學(xué)分析方法(S).
[2] 陳尤和.ICP直讀光譜法測定高含量鉬[J].甘肅冶金,2010,32 (5):162-163.
[3] 張世濤,徐艷秋,王宇.ICP-AES同時測定鉬礦石中多種元素[J].光譜實驗室,2006,(6):63-68.