电感耦合等离子体一原子发射光谱法测定锆石精矿及氧化锆中的铪

摘要：研究了用电感耦合等离子体—原子发射光谱法(ICP—AES)测定锆石精矿和氧化锆中锆：制定了准确和简便的分析方法．诂的测定下限为0．01%．当锆石中氧化话的古量为1．90%时，测量相对标准偏差为1．5%，加料回收率为95%～102%氧化锆中氧化锆为0．034%时，相对标准偏差为4．0%加料回收率为97%～102%．

关键词：电感耦合等离子体—原子发射光谱法，锆石精矿，氧化锆；氧化铪

锆石精矿中铪的测定，一般采用沉淀萃取、离子交换、纸色层等手段来实现锆铪分离和铪的富集．然后再进行铪的测定．这些方法操作烦琐，分析周期较长．氧化锆中铪的测定一般采用电弧光谱法和火花压片法．这些方法同样存在流程长，操作烦琐，测量误差较大的缺点．

本文采用电感耦合等离子体一原子发射光谱法(ICP—AES)，对锆石精矿及氧化锆中铪的测定进行了研究．对试样分解、基体影响及谱线选择等进行了试验．制定的方法铪的测定下限为0．01%，当锆石中氧化铪含量为1，90%时，相对标准偏差为1．5%，加料回收率为95%～102%；当氧化锆中氧化铅含量为0．034%时，相对标准偏差为4．0%，加料回收率为97%～102%．

1试 验

1．1主要仪器及工作条件

JY一38P顺序扫描等离子光谱仪，其ICP光源：Plasma Therm ICPHFP一1500D型，工作功率750W，反射功率<5W；ICP炬管；三同心石英管；雾化器：LB型玻璃气动雾化器，冷却气12L／min；载气压力0．18MPa；观测高度：工作线圈上方12mm；分析线(nm)：Hf264．14．

1．2标准溶液的配制

称取0．100g氧化铪(>99．9%)，置于50mL烧杯中，加入硫酸铵lg，浓硫酸2mL，盖表面皿加热溶解至清亮．冷却后转入100mL容量瓶，用水稀释至刻度，制得lmg／mL氧化铪初始标准溶液．用1．37mol／L HCI溶液将初始标准溶液稀释，依次配成100，10．1，0．1μg／mL的氧化铪标准溶液供测定使用．

1．3样品溶液的制备

1．3．1锆石精矿的处理

称取0．2000g锆石精矿于高铝坩埚中，加5g氢氧化钠和1g过氧化钠，在电炉上加热，除去水分后在马弗炉内于700℃下熔融至透明．冷却后放入装有120mL热水的250mL烧杯中浸取，洗出坩埚，煮沸，稍冷后用中速滤纸过滤．沉淀用0．5mol／L氢氧化钠溶液洗涤数次，再，以0．13mol／L硝酸铵溶液洗2～3次后，用1：1热盐酸溶解．滤纸用热水洗数次，滤液装入100mL容量瓶，定容，供测定用．

1．3．2氧化锆的处理

称取0．100g氧化锆试样，加硫酸铵lg，浓硫酸2mL，置于50mL烧杯中，盖表面皿加热溶解至清亮．取下冷却后转入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，以供测定用．

2结果与讨论

2．1工作条件的选择

2．1．1 ICP功率

试验绘出功率曲线图1．从图1看出，功率从0．5kW升高至0．75kw，铪的谱线强度Ia不断提高，信背比Ia／Ib也明显提高，但是，功率提高后冷却气用量必然增多，而且当功率高于0．75kW后，信背比增加不大，因此选定输出功率为0．75kW．

2．1．2载气

试验如图2所示，增大载气压力，将增加试液的提升量，使信背比Ia／Ib增高．当压力为0．18MPa时，信背比达到最大值，随后压力增大，信背比反而下降．这与气溶胶在炬管停留时间缩短有关．因此，选择载气压力为0．18Mpa．

2．1．3观测高度

铪是难熔元紊，离子化温度较高，因此其激发温度应较高为好．铪的最佳激发温度区域应距工作线圈较近为宜．试验表明，在工作线圈上方11~13mm处为铪的最佳观测区域，见图3．

2．1．4分析线的选择

在ICP—AES中，饴的灵敏线不多．仅有Hf264．14nm，Hf277．33nm和Hf273．88nm等几条谱线．由于Hf273．88nm受Mn，Ti干扰，仅对Hf264．14nm，Hf277．33nm进行了试验．结果表明，这二条谱线灵敏度差不多，但Hf277．33am受Cr277．33nm，Fe277．32am谱线的重叠干扰，而Hf264．14nm在Fe，Ti<10，Ni，V，Cu，AI≤1时不受干扰，故确定Hf264．14nm为分析线．

2．1．5基体影响

在Hf264．14nm处，测定lmg／mL氧化锆(HfO2<0．001％)时，有微弱信号出现．该信号随氧化锆浓度增大而增大，表明是由基体背最所致．为了保证分析结果准确，在铅的标准溶液中应加入与试样大致等量的氧化锆．

2．1．6酸度影响

在测定氧化锆中铅时．试样溶液中硫酸浓度大于0．51mol／L时，会使溶液粘度增大，试液提升量减少，引起分析结果偏低．因此，试验时应严格控制硫酸用量，以不大于0．20mol／L为宜．测定错石精矿时．试液盐酸含量在1．37～2．74mol／L之间，对铅的测定无影响．

2．2精密度与准确度

当锆石中氧化锆含量为1．90％时，平行分析6妖，经误差统计，相对标准偏差为1．5％．氧化铅试样中氧化铅含量为0．034时，平行分析6次，经误差统计，相对标准偏差为4．0．

从加料回收试验数据来看(见表1)，方法无系统误差，准确度较好．

3结 论

(1)本方法操作简便，流程短，准确度较高．

(2)未发现话石精矿及氧化话中所含的杂质对饴的测定有影响．

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