電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定鋯化合物中的雜質(zhì)含量

陳 文

（江西省鎢與稀土產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，江西贛州 341000）

鋯化合物中鈣、鉿等元素含量的方法具有可行性，且與傳統(tǒng)方法相比，本方法具有更快速、更準(zhǔn)確、檢出限低等優(yōu)點(diǎn)，解決了測(cè)定中的關(guān)鍵技術(shù)難題，對(duì)鋯化合物中鈣、鉿等元素含量的科研和生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)也能起到一定的數(shù)據(jù)支撐與借鑒作用。準(zhǔn)確測(cè)定鋯化合物中鈣、鉿等元素含量，能更好地為企業(yè)生產(chǎn)、交易服務(wù)，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1）試劑材料。水，二級(jí)；鹽酸（ρ=1.19 g/mL）；標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：鈣、鉿等元素采用有效期內(nèi)有證書的單元素標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液，質(zhì)量濃度為1 000μg/mL；鈣等元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：分別移取5.00mL 鈣等元素標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液于 100mL 塑料容量瓶中，加入5mL鹽酸，以水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL分別含有50μg 鈣等元素；鉿標(biāo)準(zhǔn)溶液：移取10.00mL 鉿標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液于 100mL容量瓶中，加入5mL鹽酸，以水稀釋至刻度，混勻。此溶液1 mL 含有100μg鉿；氧化鋯基體（鈣等元素元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.0002%）：稱取22.22g高純氧氯化鋯（氧化鋯含量 36%），加入10mL鹽酸，加熱溶解，冷卻，轉(zhuǎn)入100mL塑料容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含有80 mg氧化鋯。

2）儀器設(shè)備。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀。

1.1 鈣等元素分析試液的制備

稱取氧氯化鋯2.22g置于200mL聚四氟乙烯燒杯中，加入少量水，加5mL鹽酸，低溫加熱至溶解完全，冷卻至室溫，移入100mL塑料容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

1.2 鉿分析試液的制備

移取5.00mL試液于100mL的容量瓶中，加入5 mL鹽酸，以水稀釋至刻度，混勻。

1.3 鈣等元素系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

準(zhǔn)確移取0.20mL、1.00mL、4.00mL、10.00mL、20.00mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（5.4）于一組100mL塑料容量瓶中，分別于每個(gè)塑料容量瓶中加入10.00mL氧化鋯基體（5.6，），加5mL鹽酸（5.2），用水稀釋至刻度，混勻。此系列標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度分別為0.10μg/mL、0.50μg/mL、2.00μg/mL、5.00μg/mL、10.00μg/mL。

1.4 鉿系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

準(zhǔn) 確 移 取 1.00mL、2.00mL、5.00mL、10.00 mL、20.00mL鉿標(biāo)準(zhǔn)溶液（5.5）于一組100mL容量瓶中，加5mL鹽酸（5.2），用水稀釋至刻度，混勻。此系列標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度分別為0.00 μg/mL、1.00 μg/mL、2.00μg/mL、5.00μg/mL、10.00μg/mL、20.00μg/mL。

2 結(jié)果討論

2.1 元素種類及測(cè)定范圍

元素種類的主要確定依據(jù)為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《氧氯化鋯》，按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鈉、鈣、鈦、鐵等元素需要測(cè)定，同時(shí)結(jié)合日常客戶的檢測(cè)需要，增加鉻、銅、鋅、鉛、鎘、錳、鎳、鉿含量的測(cè)定。因此，本方法包括對(duì)氧氯化鋯、碳酸鋯中12種雜質(zhì)元素的測(cè)定。

元素的測(cè)定范圍主要根據(jù)《氧氯化鋯》產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的限值以及電感耦合等離子體光譜法的方法檢出限來(lái)確定的。因此元素的測(cè)定范圍為：鈣、鈉測(cè)定范圍0.0010%~0.050%，鈦、鐵鉻、銅、鋅、鉛、鎘、錳、鎳測(cè)定范圍0.0005%~0.050%，鉿測(cè)定范圍0.10%~2.00%。

2.2 分析譜線的選擇

對(duì)各被測(cè)元素的預(yù)選分析線進(jìn)行加標(biāo)回收，選出基體干擾和共存元素干擾小，信背比大，峰型好的最佳譜線作為分析線（表1）。

表1 分析譜線

2.3 酸度影響

分別稱取四份1# 碳酸鋯樣品2.000 0g，置于200mL聚四氟乙烯燒杯中，加入少量水，分別加入2mL、5mL、7mL、10mL鹽酸（2.2.1），低溫加熱至溶解完全，冷卻至室溫，移入100 mL容量瓶中，再分別加入0.5mL（2.2.3）鈣等元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液用于鈣等元素對(duì)酸度的影響。

再稱取一份1# 碳酸鋯樣品2.0000g，置于200 mL聚四氟乙烯燒杯中，加入少量水，加入5mL鹽酸（2.2.1），低溫加熱至溶解完全，冷卻至室溫，移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。分取5.00mL于四個(gè)100mL的容量瓶中，分別加入2mL、5mL、7mL、10mL鹽酸（2.2.1），以水稀釋至刻度，混勻。此溶液用于鉿對(duì)酸度的影響。在所選擇待測(cè)元素的分析譜線上進(jìn)行測(cè)定，考察酸度對(duì)測(cè)定元素的影響。結(jié)果見表2、表3。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：不同酸度對(duì)本方法沒(méi)有明顯影響，考慮酸對(duì)儀器的長(zhǎng)期影響，本方法選擇5%的酸度比較合適。

表2 酸度對(duì)雜質(zhì)元素的影響實(shí)驗(yàn)

表3 酸度對(duì)鉿的影響實(shí)驗(yàn)

2.4 方法測(cè)定下限

在選定的測(cè)定條件下，鈣等元素的檢出限用標(biāo)準(zhǔn)曲線中0.10μg/mL的溶液進(jìn)行11次的測(cè)定、鉿的檢出限用0.50μg/mL的鉿溶液進(jìn)行11次的測(cè)定，計(jì)算各元素的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以其3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算檢出限，以其10倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)合稀釋倍數(shù)、定容體積，計(jì)算測(cè)定下限，結(jié)合實(shí)際需要，給出最終測(cè)定下限見表4。

表4 方法測(cè)定下限

2.5 回收率實(shí)驗(yàn)

稱取二份1# 碳酸鋯樣品2.0000g，置于200mL聚四氟乙烯燒杯中，加入少量水，加入5mL鹽酸（2.2.1），低溫加熱至溶解完全，冷卻至室溫，移入兩個(gè)100mL容量瓶中，再分別加入5.00mL（2.2.4）標(biāo)準(zhǔn)溶液和5.00mL（2.2.3）標(biāo)準(zhǔn)溶液，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液用于鈣等元素的回收率測(cè)定。

再稱取一份1# 碳酸鋯樣品2.0000g，置于200mL聚四氟乙烯燒杯中，加入少量水，加入5 mL鹽酸（2.2.1），低溫加熱至溶解完全，冷卻至室溫，移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。分取1.00mL試液+5.00mL（2.2.5）鉿標(biāo)準(zhǔn)溶液、1.00mL試液+10mL（2.2.5）鉿標(biāo)準(zhǔn)溶液于兩個(gè)100mL的容量瓶中，加入5mL鹽酸（2.2.1），以水稀釋至刻度，混勻。此溶液用于鉿的回收率測(cè)定。從表5看出，各元素回收率在96.8%~104.4%，能夠滿足分析要求。

表5 回收率實(shí)驗(yàn)

3 結(jié)論

本方法采用鹽酸分解樣品，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定鋯化合物中鈣、鉿等元素的含量。方法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.46 % ~4.25 %，加標(biāo)回收率為96.8%~104.4%。方法適用于鋯化合物中鈣、鉿等雜質(zhì)元素含量的測(cè)定。