电感耦合等离子体发射光谱法测定岩矿中的铌和铈

电感耦合等离子体发射光谱法测定岩矿中的铌和铈

赵蓓蕾1，范立柱2

(1.云南国土资源职业学院，云南 昆明650217；2.中国冶金一局测试中心，河北 燕郊065201)

摘要：样品处理采用氢氟酸、盐酸、硝酸、硫酸高温溶解，之后使用HCl和酒石酸提取，再进行电感耦合等离子体发射光谱法测定铌和铈的含量。论文详细讨论了样品分解酸的用量及检测波长的选择。方法简便快捷，测试成果准确可靠。

关键词：发射光谱法；铌、铈测定

收稿日期：2014-10-22

作者简介：赵蓓蕾(1975~)，女，陕西西安市人，高级工程师，长期从事岩矿分析测试及质量管理和教学研究。

中图分类号：O656.31文献标识码：A

稀土矿石中含有丰富的稀土铌、铈、钽等元素，矿石中测定铌、铈等元素的方法很多，主要有：等离子发射光谱法测定白云鄂博矿及铌物相中的铌[1 ]纸色谱分离电感耦合等离子体发射光谱法测定地质样品中的铌、钽[2 ]；等离子质谱法测定矿石中的铌、钽、锆、鉿、铀[3 ]；由于稀土矿石中的基体成分复杂，溶样的方法较多，有将样品置于铂金坩埚中，加酸溶解、微波消解、碱熔[4 ]等方法。有的资料选用碱熔，酒石酸和盐酸酸化，稀释后电感耦合等离子体发射光谱法测定选矿产品中铌、钽、钨和锡。但由于盐份大，导致易堵塞雾化器，并且检出限高。有资料选用碱熔后，在弱酸介质中用丹宁沉淀铌，然后灰化，氢氟酸溶解，等离子体发射光谱法测定铌和钽，此法分析流程长，要用聚四氟乙烯的雾化器。

一般铌矿石可用氢氟酸和硫酸分解。铈矿石如铈硅石、独居石、磷酸铈矿、碳酸铈矿等可被盐酸和硫酸等分解，对难溶的稀土铌钽矿物则可用氢氟酸和硫酸分解。

本文采用试样用氢氟酸、盐酸、硝酸、硫酸高温溶样，用HCl和酒石酸提取，电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铌和铈含量。方法简便快捷，准确可靠，测定范围宽，适用性广，用于岩石和选矿产品中铌和铈的测定。

本文标准物质测定值与推荐值一致，加标回收率(98.1%~102.5%)。相对标准偏差(RSD%)：0.59%~5.24%。

本方法仪器检出限：Nb：0.0036μg/mLCe：0.0203μg/mL

方法检出限：Nb：2μg/g.Ce：10μg/g

1实验部分

1.1　主要仪器及工作条件

Th6300 型电感耦合等离子体原子发射光谱仪(美国Thermo Fisher 公司)。主要参数见表1。

表1　仪器主要工作参数

1.2　标准和主要试剂

铌、铈标准储备溶液ρ(W)= 100 ug/ml

硝酸、氢氟酸、盐酸、硫酸均为分析纯。

0.2%和10%酒石酸溶液

1.3　样品分解

准确称取试样0.2000g于50ml聚四氟乙烯少杯中，加入10mlHF、5ml盐酸、10mL硝酸和1mL硫酸，加热溶解，至硫酸蒸干.取下，加入5mLHF，于电热板上加热蒸发至剩余0.5mL液体(不要蒸干)，加入10%酒石酸溶液10ml，加热溶解蒸发至小体积(剩余液体约1mL)，加入2mLHCl，取下，用0.2%酒石酸溶液转移至100ml容量瓶中，定溶至刻度摇匀。

按常规仪器条件用ICP-OES光谱仪测定NbCe

1.4　标准曲线的配制

取0、0.1、0.5、2、10、20、mL的铌、铈混合标准溶液(100ug/ml)，分别置于100mL容量瓶中，加入2mLHCl，用0.2%酒石酸溶液转移至100ml容量瓶中，定溶至刻度摇匀。标准曲线见图2、图3。

2结果与讨论：

2.1　样品分解酸的用量

2.1.1酸度实验

本条件实验中分别以 1%2%5%20%的盐酸提取样品，结果(表2)如下：大于2mL的加入量均能将样品溶解完全，故选择加入盐酸2mL。

表2　盐酸加入量对铌、铈测定的影响

2.1.2酒石酸用量

本实验分别选择0.1%0.2%0.5%1%的酒石酸定容测试样品于容量瓶中，结果(表3)如下：大于0.2%的酒石酸含量测定值稳定，故选择用0.2%的酒石酸定容。

2.2　检测波长的选择

铈只有一条404.0nm的谱线，铌在309.4nm线干扰较少，313nm线Be的干扰较大，316.34nm线Fe和Na的干扰严重。以发射谱线不受和尽可能少受光谱干扰为原则，选择铌的分析线为309.4nm。铈的分析线为404nm。

表3　酒石酸加入量对铌、铈测定的影响

2.3　检出限

测空白溶液见表4。

表4　方法检出限

铌的方法检出限为0.0036ug/ml，铈的方法检出限为0.0203ug/ml。

2.4　准确度

本方法选取GBW07155、GBW 7188标样采用1.3溶样方法进行测定。结果见表5：

表5　方法准确度

说明本方法准确度好。

2.5　方法精密度

在同一实验室，同一操作者使用相同设备，按本方法多次独立测定岩石中微量元素铌和铈，其标准偏差列入表6。

表6　方法精密度

2.6　加标回收率

按实验选定的方法条件，给一测定的样品中加入一定量的铌、铈标准，在进行样品分解，测定计算回收率见表7。

表7　回收率实验结果(n=3)

3结论

电感耦合等离子体发射光谱法(ICP- AES)具有灵敏度高、线性范围宽和稳定性好等优点。本文采用此法对岩石和选矿样品中铌、铈进行测定，选择了最佳工作参数，消除了背景干扰、光谱干扰及基体校应对测定的影响。方法更加简单、快速，适用于铌、铈的测定，结果令人满意。

参考文献

[1]李全春.等离子体发射光谱法测定白云鄂博矿及其铌物相中铌[J].光谱仪器与分析，2001(04)：10.

[2]金同顺，吴爱萍.纸色谱分离电感耦合等离子体发射光谱法测定地质样品中痕量Nb、Ta[J].南京大学学报(自然科学版)，1995，31(3)：524.

[3]张海政，阎欣.稀土铌钽矿中铌、钽、锆量的电感耦合等离子—原子发射光谱法测定[J].地质实验室，1996，12(6)：330

[4]许涛，崔爱端.稀土铌钽矿中铌、钽、锆量的电感耦合等离子—原子发射光谱法测定[J].分析科学学报，2007，23(6).

THE APPLICATION OF INDUCTIVELY COUPLED PLASMA

EMISSION SPECTROGRAPHY TO THE DETERMINATION

OF NB AND CE IN ROCK AND ORE

ZHAO Bei-lei1，FAN Li-zhu2

(1.YunnanProfessionalInstituteofLandResources，Kunming650217；

2.TestingCentre，ChinaMetallurgyBureau1，Yanjiao065201)

Abstract：The sample is resolved with hydrofluoric acid，hydrochloric acid，nitric acid under high T，then abstracted with hydrochloric acid and tartaric acid，thereafter，Nb and Ce are determined with the inductively coupled plasma emission spectrography.In this paper，we have a discussion in detail about the dosage of acid for the sample decomposition and the selection of wave length for determination.This method is simple，convenient，rapid，the result is accurate and reliable.

Key Words：Emission Spectrography；Nb，Ce Determination