ICP-OES法测定高纯磷酸盐中金属杂质

张均祥

ICP-OES法测定高纯磷酸盐中金属杂质

张均祥

（广东广试试剂科技有限公司，广东 肇庆 526238）

通过盐酸对高纯磷酸盐的处理后，利用等离子体发射光谱法对其中Co﹑Cr﹑Mn﹑Ni﹑Ti微量金属杂质进行了检测，方法回收率为82.4%～117.6%，相对标准偏差为0.12%～4.06%，该方法操作简单，可准确测定高纯磷酸盐中金属杂质，在实际生产中能满足生产分析需求。

高纯磷酸盐； 等离子体发射光谱法； 金属杂质的测定

磷化工产业由磷酸、中间原料黄磷、磷肥、磷酸盐、磷化物产业组成，是国民经济各个领域必不可少的基础原材料行业。我国磷化工产品产量位居世界第一，但产品单一，经济效益低，总体技术水平与国际先进水平存在差距，不能满足国民经济发展的需求。目前，磷化工产业存在着严重问题，如产品能耗高（1 t黄磷耗电14 000 kW·h），排放量大，污染重（仅黄磷年排放废气12亿m3）。低值产品大量出口，消耗了大量不可再生的磷资源，国土资源部已将磷列为紧缺资源[1]。

为改变我国磷化工产业的现状，推动磷化工产业的可持续发展，发展高纯磷化工产品，提高产品附加值，就成为一种途径。

近年来，高纯磷酸盐、特种磷酸盐、功能磷酸盐等产品在尖端科技、国防工业等方面得到进一步推广应用，出现了许多新型磷酸盐产品，如磷酸盐电子电器材料、磷酸盐光学材料、磷酸盐太阳能电池材料、磷酸盐传感原件材料、人工生物材料、催化剂、离子交换剂等。目前，它与十多个科学领域有着密切的关系，涉及的部门多达60多个，已成为国民经济中具有重要作用的一个产业。特别是近年来磷酸盐光学材料在激光玻璃中的广泛应用（磷酸盐激光玻璃广泛应用于激光聚变、激光武器、激光测距、光通信波导放大器、超短脉冲激光器等领域），使磷酸盐成为军事工业的重要原料。

由于过渡金属离子铁、钴、镍等的存在会导致偏磷酸盐玻璃在近紫外到红外区域产生强吸收，影响玻璃的激光性能，因此在工艺生产过程需要进行严格控制和监测[2-4]。

世界各国都制定了自己的光学玻璃原料标准，对影响其透过率的有害杂质（铁、钴、镍、锰、铬等）进行了控制[5]。

本课题研究了用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）对高纯磷酸盐中金属杂质元素（钴、锰、铬、镍、钛）进行分析检测。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

Agilent 5110 ICP-OES电感耦合等离子体发射光谱仪，美国安捷伦公司；DTT-A500电子分析天平，福州华志科学仪器有限公司。

盐酸，GR，广东广试试剂科技有限公司；Co、Ni、Ti、Mn、Cr各元素标准杂质溶液，0.1 mg·mL-1，广东广试试剂科技有限公司；超纯水。

1.2 仪器工作条件

RF功率：1.20 kW；冷却气：氩气，流量为 12.0 L·min-1；辅助气：氩气，流量为1.00 L·min-1；载气：氩气，流量为0.70 L·min-1；观测高度：轴向；积分时间：5 s。

1.3 分析方法

1.3.1 样品的制备

称取5 g样品，置于烧杯中，加入20 mL水，15 mL盐酸（GR），温热溶解，煮沸10 min，冷却，稀释至80 mL。取8 mL，用6%的盐酸稀释至25 mL。按GB/T 23942—2009[6]中7.3.3的规定测定，结果按7.3.4的规定计算。

1.3.2 工作曲线的配置

配置的系列标准溶液的组成见表1。

表1 系列标准溶液的组成 mg·L-1

2 结果与讨论

2.1 分析波长的选择

从仪器上选取最灵敏的3条谱线对样品进行测定，考察基体的干扰情况。在选定的工作条件下，在相同质量浓度样品溶液中加入成比例的混标（Co、Cr、Mn、Ni、Ti），综合考虑了待测元素分析的检出限、灵敏度、强度、相互间的干扰和基体对待测元素的干扰等因素，选择出元素的分析线如下：Co 238.892 nm、Cr 205.560 nm、Mn 257.610 nm、Ni 231.604 nm、Ti 334.941 nm。

2.2 干扰元素的影响及消除

标准加入法是一种不须要预先了解样品基体而又能够校正基体效应干扰的方法。当难于制备有代表性的标准溶液系列时，这种方法比较适用，可以改善低含量元素测定的准确度[7]。由于试样中基体含量较高，本实验采用标准加入法来校正基体干扰。

2.3 方法回收率及精密度

按本实验方法操作，加入不同量的Ti、Cr、Mn、Co、Ni标准溶液到已知含量的样品中，进行回收率试验，测定结果在82.4%～117.6%，同时进行6次平行测试，计算方法的精密度在0.12%～4.06%。

2.4 方法检出限

调节仪器至最佳状态，连续10次测定空白溶液的质量浓度值，以3倍标准偏差计算方法中各待测元素的检出限如下：Co 0.05 μg·g－1、Cr 0.05 μg·g－1、Mn 0.02 μg·g－1、Ni 0.07 μg·g－1、Ti 0.02 μg·g－1。

2.5 对比试验

同时用该方法对 4个不同的磷酸盐样品进行分析后，再将上述4个样品外送相关权威机构进行分析，检测结果对比见表2。

表2 两种方法对比结果 μg·g－1

注：1.磷酸二氢钠；2.磷酸二氢钾；3.磷酸二氢锂；4.磷酸二氢钡。

将表2中两种分析结果进行比对，不难发现本法与外送测试机构分析结果之间误差较小，数据可信程度较高，检测数据准确度较高。

3 结束语

采用电感耦合等离子体法，优化仪器工作参数后，选择标准加入法来克服基体干扰和环境的影响因素，从而快速测定高纯磷酸盐中金属杂质质量分数，该方法简便快速，结果稳定可靠，能满足质量检测要求。

［1］钟本和，方为茂．浅谈我国高纯磷化工发展方向[J].中国石油和化工标准与质量，2010，30（8）：22-25．

［2］ 张丽娜，刘长林.高性能激光玻璃原料——KH2PO4的纯化[D].武汉：华中科技大学，2006．

［3］刘长林，张丽娜．高性能磷酸盐玻璃原料（高纯KH2P04）的制备[J].华中科技大学学报（自然科学版），2007，35（5）：120-123．

［4］徐俊俊，梅朋．电感耦合等离子体质谱法测定磷酸钡激光玻璃中超痕量铜[J].分析化学，2015，43（1）：27-32.

［5］干福熹．光学玻璃[M].北京：科学出版社，1982．

［6］GB/T 23942­—2009，化学试剂 电感耦合等离子体原子发射光谱法通则[S].

［7］杨春晟，李国华，徐秋心．原子光谱分析[M].北京：化学工业出版社，2010．

Determination of Metal Impurities in High Purity Phosphates by ICP-OES

（Guangdong Guangshi Reagent Technology Co., Ltd., Zhaoqing Guangdong 526238, China）

The trace metal impurities of Co, Cr, Mn, Ni and Ti in high purity phosphate were detected by ICP-OES after the treatment with hydrochloric acid. The results showed that the recovery of the method was 82.4% ~117.6%, relative standard deviation was 0.12% ~ 4.06%. This method is simple, accurate for determination of metal impurities in high purity phosphate, can satisfy the analysis requirement in the actual production.

High purity phosphates; ICP-OES; Determination of metal impurities

广东省广州市海珠区科技计划项目高新企业专项（项目编号：2017-12）。

2020-04-23

张均祥（1982-），女，湖南省邵阳市人，分析工程师，2006年毕业于吉首大学化学专业，研究方向：仪器分析。

TQ420.7

A

1004-0935（2020）09-1177-02