火焰光度法测定陶瓷及耐火材料中氧化锂含量

谷琴 吴君 马秀军

摘  要  本文详细叙述了采用火焰光度法测定陶瓷及耐火材料中氧化锂含量的定量分析方法，并对检测结果准确性进行了确认。

关键词  火焰光度法;陶瓷;氧化锂;

0  前  言

利用火焰光度法测定氧化锂含量，目前的报道不多，国内已有相对应的检测标准YS/T 509.1-2008《锂辉石、锂云母精矿化学分析方法，氧化锂、氧化钠、氧化钾量的测定，火焰原子吸收光谱法》（以下简称YS/T 509.1-2008标准），此法在试剂操作过程中，对于低含量结果检测稳定性较好，而对高含量结果检测稳定性有不确定性存在，而采用火焰光度法检测可以消除该弊端，且简单、快速、准确。

1  实验方法

1.1 方法提要

试样用硫酸（H2SO4）-氢氟酸（HF）分解，在硝酸（HNO3）介质中，用AP1301型火焰光度计分别进行氧化锂、氧化钾、氧化钠的测定。

1.2 试剂

氧化锂标准贮存溶液：把碳酸锂（Li2CO3）（99.9%以上）预先在105 ℃～110 ℃烘2 h，并置于干燥器中冷至室温，称取2.472 9g置于250 mL烧杯中，加80 mL水，盖上表面皿，从杯嘴慢慢加入20 mL盐酸（HCl）（1+1），加热至Li2CO3全部溶解，煮沸驱除二氧化碳，冷至室温，用水冲洗表面皿，将溶液移入1000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，移入干塑料瓶中保存。此溶液为1 mL含1.0 mg氧化锂。

氧化钠标准贮存溶液：把氯化钠（99.9%以上）预先在400 ℃～450 ℃灼烧1.5 h，并置于干燥器中冷至室温，称取1.885 9 g置于250 mL烧杯中，加水溶解，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，移入干塑料瓶中保存。此溶液为1 mL含1.0 mg氧化钠。

氧化钾标准贮存溶液：把氯化钾（99.9%以上）预先在400 ℃～450 ℃灼烧1.5 h，并置于干燥器中冷至室温，称取1.585 9 g置于250 mL烧杯中，加水溶解，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，移入干塑料瓶中保存。此溶液为1 mL含1.0 mg氧化钾。

移取氧化锂标准贮存溶液、氧化钠标准贮存溶液、氧化钾标准贮存溶液各25 mL，置于250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1 mL分别含100 g氧化锂、氧化钠和氧化钾。

1.3 仪器

火焰光度计AP1301型，以液化石油气为燃气，具备同时测定氧化钾、氧化钠和氧化锂的功能。

1.4 试样制备

将实验室样品破碎至6.7 mm以下，按四分法缩分至100 g。将缩分后的样品粉碎至0.5 mm以下，继续缩分，并加工成粒度小于0.090 mm的试样。试样分析前应在105 ℃～110 ℃烘2 h，置于干燥器中冷却至室温。

1.5 分析步骤

称取0.10 g试样，精确到0.000 1 g;重复性条件下测定2次;重复性条件下做空白试验。将试样置于50 mL铂皿中，用水润湿，加入H2SO45滴、HF10 mL，置于盘式电炉上小火加热分解，蒸发至冒浓的三氧化硫白烟，取下冷至室温。加水25 mL，加HNO32 mL，低温加热使盐类完全溶解，取下冷至室温，移入100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

按表1移取溶液加入HNO3置于100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，随同试样的空白试验。

将溶液置于火焰光度计上，选定仪器的最佳工作条件，以试剂空白作参比，分别测定氧化钾、氧化钠和氧化锂的浓度值。

移取0 mL、1 mL、2 mL、5 mL、10 mL、20 mL、30 mL氧化锂、氧化钠和氧化钾混合标准溶液分别置于一组100 mL容量瓶中，加入2.0 mL HNO3，用水稀释至刻度、摇匀。在火焰光度计上，按仪器的最佳工作条件，绘制工作曲线。

1.6 分析结果的计算

氧化锂的质量分数ω，数值以%表示，按下式计算：

式中：c——在标准曲线上查得的氧化锂浓度（g/mL）

V——试液的体积（mL）

m——试样质量（g）

a——分取试液的体积和总体积之比

2  结果与讨论

2.1 试样制备

YS/T 509.1-2008标准中的方法：试样经H2SO4和HF分解冒白烟后，加入2 mLH2SO4（1+1）溶液，制备成待测液，本法采用加入2 mLHNO3（1+1）溶液，制备成待测液，目的便于实际工作中更加方便操作，且对氧化锂测定结果不影响。

2.2 氧化锂标准溶液的制备

YS/T 509.1-2008标准是采用H2SO4（1+1）溶解Li2CO3（99.9%以上），本法采用HCl（1+1）溶解Li2CO3制备氧化锂标准溶液，对氧化锂测定结果不影响。

2.3 共存元素的影响

在陶瓷材料及耐火材料中氧化钾、氧化钠、氧化锂共存的情况下，采用配制相同等量的混合标准溶液来消除同族元素的干扰，试验结果表明共存元素的干扰影响不大。

2.4 检测结果的准确性试验

本文通過对不同材质的标样进行加标实验，实验室间的比对和对取不同含量的锂辉石进行全分析，来确认检测结果的准确性（见表2）。

回收率的允许限：被测细分的含量：≤1 mg/L，回收率为80%～120%;含量：1～100 mg/L，回收率为90%～110%;含量：≥100 mg/L，回收率为95%～105%。试验表明加标回收率符合回收率允许限的要求，实验结果准确可靠。

选用锂辉石6.0样品，送江西省陶瓷检测中心进行氧化锂比对试验（见表3）。