宋帥娣，楊旭龍，高 楊

（1.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110032；2.南京一校沈撫示范區(qū)分校，遼寧 沈陽(yáng) 110032）

鈦白粉，主要成分為T(mén)iO2，物理化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，并具有優(yōu)良的光學(xué)性能，是當(dāng)前最佳的白色顏料之一。鈦白粉廣泛應(yīng)用于造紙、塑料、印刷、陶瓷、化妝品、食品添加劑等行業(yè)[1]。目前，關(guān)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1706-2006《二氧化鈦顏料》中鈦含量的測(cè)定[2]，操作繁瑣，分析周期長(zhǎng)，雜質(zhì)干擾終點(diǎn)判斷[3]。鈦元素的分析方法包括化學(xué)分析方法，如容量法和分光光度法等；儀器分析方法，如X 射線熒光光譜法和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法等[4]。傳統(tǒng)分析方法操作步驟繁瑣，分析時(shí)間長(zhǎng)[5，6]。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法線性范圍寬，分析速度快，能夠同時(shí)測(cè)定多種元素，已廣泛應(yīng)用于地質(zhì)行業(yè)分析測(cè)試樣品[7]。本文選用Na2O2熔融樣品，熱水浸提后HCl 酸化，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定鈦白粉尾渣中的鈦含量。克服了國(guó)標(biāo)方法操作繁瑣、雜質(zhì)干擾終點(diǎn)判斷的缺點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確快速分析樣品，適合大批量樣品分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作參數(shù)

iCAP 7400 型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（美國(guó)熱電）功率1150W；泵速50r·min-1；進(jìn)樣時(shí)間20s；積分時(shí)間長(zhǎng)波10s，短波15s；輔助氣流量0.5L·min-1；霧化器氣體流量0.6L·min-1；垂直觀測(cè)高度12mm；耐高鹽霧化器；高純液氬。

1.2 試劑

1000μg·mL-1鈦元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）。實(shí)驗(yàn)所用標(biāo)準(zhǔn)工作溶液由標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液逐級(jí)稀釋，采用全程序樣品空白定容。

Na2O2（AR）、HCl（優(yōu)級(jí)純），沈陽(yáng)化學(xué)試劑廠。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

稱取預(yù)先在105℃干燥至恒重的樣品0.2g（精確到0.1mg），置于30 mL 剛玉坩堝中，加入約1.5g Na2O2，攪勻，再加入0.5g Na2O2覆蓋，放入已升溫至700℃的高溫爐中，熔融15min，取出冷卻。將坩堝放入預(yù)先加入100 mL 溫水的燒杯中，待劇烈反應(yīng)后，加入30mL HCl，用純水洗凈坩堝，轉(zhuǎn)入250mL 容量瓶中，10% HCl 定容，搖勻，待測(cè)。同時(shí)做空白樣品實(shí)驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析譜線的選擇

由于ICP-OES 的光源激發(fā)能量高，具有大量的發(fā)射譜線，幾乎每種元素的分析譜線均受到不同程度的干擾。因此，分析譜線的選擇應(yīng)遵循靈敏度高、檢出限低、共存元素光譜干擾程度低的原則[8]。

根據(jù)儀器操作軟件iTEVA 的推薦，在譜線庫(kù)中選擇鈦的兩條譜線337.280nm 和338.376nm 作為分析譜線。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，鈦鐵礦標(biāo)準(zhǔn)物GBW07841 采用337.280nm 譜線分析時(shí)，測(cè)定結(jié)果偏高，而采用338.376nm 分析時(shí)，譜圖理想，測(cè)定值接近真實(shí)值，最終選擇338.376nm 作為分析譜線。338.376nm（ICP-OES 方法光譜分析，338.376nm 為鈦元素的特征譜線）。

2.2 熔融溫度的選擇

熔融溫度的選擇在堿熔方法中至關(guān)重要，選擇鈦鐵礦標(biāo)準(zhǔn)物GBW07841，在不同溫度下熔融15min 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同溫度下TiO2 測(cè)定結(jié)果Tab.1 Result of TiO2 at different digestion temperature

由表1 可見(jiàn)，溫度為650℃時(shí)的測(cè)定結(jié)果偏低，存在樣品熔融不完全的情況。溫度為750℃時(shí)，樣品迸濺和外溢導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果也偏低。700℃時(shí)，結(jié)果在不確定范圍內(nèi)，結(jié)果滿意，因此，選擇700℃做為熔融溫度。

2.3 熔融時(shí)間的選擇

熔融時(shí)間的長(zhǎng)短關(guān)系到樣品是否熔融完全，選擇鈦鐵礦標(biāo)準(zhǔn)物GBW07841，在700℃不同熔融時(shí)間下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同熔融時(shí)間下TiO2 測(cè)定結(jié)果Tab.2 Result of TiO2 at different digestion time

由表2 可見(jiàn)，熔融時(shí)間為10min 時(shí)仍能看到少量顆粒態(tài)存在，測(cè)定結(jié)果偏低；15min 以后測(cè)定結(jié)果變化不明顯，15min 時(shí)測(cè)定結(jié)果滿意，為節(jié)約成本，故選擇熔融時(shí)間為15min。

2.4 Na2O2 的用量

采用Na2O2做為溶劑熔融樣品，用量過(guò)少，樣品熔融不完全，用量過(guò)多，鹽分過(guò)多，容易造成霧化器堵塞，分析方法的精密度下降，不適合ICP-OES 的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)中選擇鈦鐵礦標(biāo)準(zhǔn)物GBW07841，按照1.3 的實(shí)驗(yàn)方法，分別加入1.0、2.0、3.0g 的Na2O2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同Na2O2 用量下TiO2 測(cè)定結(jié)果Tab.3 Result of TiO2 at different quality of sodium peroxide

由表3 可見(jiàn)，加入Na2O21.0g 時(shí)，樣品未完全熔融，結(jié)果偏低；加入Na2O22.0、3.0g 時(shí)，樣品均能完全熔融，考慮到Na2O2用量對(duì)儀器靈敏度的影響，最終選擇加入2.0g Na2O2。

2.5 方法檢出限

采用1.3 的實(shí)驗(yàn)方法，制備空白溶液12 份，測(cè)定后計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法檢出限，結(jié)果見(jiàn)表4，方法的檢出限為0.0038%。

表4 方法的檢出限Tab.4 Detection limits of the method

2.6 方法精密度和準(zhǔn)確度

選用鈦鐵礦標(biāo)準(zhǔn)物GBW07841，按照本文的實(shí)驗(yàn)步驟測(cè)定12 次，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 方法的精密度和準(zhǔn)確度（%）Tab.5 Precision and accuracy of the test method

由表5 可見(jiàn)，樣品的平均值為19.76%，相對(duì)誤差為-0.35%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.79%。方法的精密度好，準(zhǔn)確度高。

2.7 實(shí)際樣品測(cè)定

采用本方法和國(guó)標(biāo)方法（GB/T 1706-2006）兩種方法分析鈦白粉尾渣中鈦含量并進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 實(shí)際樣品中TiO2 測(cè)定結(jié)果比對(duì)（%）Tab.6 Comparison of analytical resultsof TiO2 in the actual sample（%）

由表6 可見(jiàn)，兩種方法測(cè)定出鈦白粉尾渣中鈦含量基本一致。

3 結(jié)論

采用Na2O2堿溶試樣，使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定鈦白粉尾渣中的鈦含量，準(zhǔn)確度高，精密度好，與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法相比，縮短了分析時(shí)間，提高了工作效率,滿足大批量樣品的分析測(cè)試工作。