離子選擇電極法測定鈹精礦中氟的含量

張雪蓮

(湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

·分 析·

離子選擇電極法測定鈹精礦中氟的含量

張雪蓮

(湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

文章采用離子選擇電極法測定鈹精礦中氟的含量,該方法有效地排除了精礦中的鋁和鈹對測定的干擾,能簡單、快速、準(zhǔn)確地測定出鈹精礦中的氟量。

離子選擇電極;鈹精礦;氟

試樣經(jīng)氫氧化鈉-過氧化鈉熔融分解,以水浸出,沉淀分離部分雜質(zhì),以鈦鐵試劑和磺基水楊酸作為離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)液于pH值7.5左右,用氟離子選擇電極測定溶液的電位值,在擬定的分析條件下,鈹精礦中含有的鈹、鋁、硅等元素不影響測定,方法簡單、快速、準(zhǔn)確。

1 試驗部分

1.1 試劑及標(biāo)準(zhǔn)溶液

1.氫氧化鈉(200 g/L)。

2.氫氧化鈉(20 g/L)。

3.鹽酸(ρ=1.19 g/mL)。

4.硝酸(ρ=1.42 g/mL)。

5.磷酸(分析純)。

6.硫酸(ρ=1.82 g/mL)。

7.高氯酸(ρ=1.67 g/mL)。

8.鈦鐵試劑(150 g/L):稱取75 g鈦鐵試劑于250 mL燒杯中,加適量水,加熱溶解后冷卻,移入500 mL容量瓶中,稀釋至刻度,混勻。

9.磺基水楊酸溶液(400 g/L):稱取200 g磺基水楊酸于250 mL燒杯中,用水溶解,移入500 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。

10.氟標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液:稱取2.210 2 g預(yù)先在105～110℃下烘2 h并置于干燥器中冷至室溫的氟化鈉(優(yōu)級純),置于燒杯中,用水溶解,移入1 000 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻,移入干燥的塑料瓶中保存。此溶液1 mL含1.0 mg氟。

11.氟標(biāo)準(zhǔn)溶液:移取50.00 mL氟標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液,置于500 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻,移入干燥的塑料瓶中保存。此溶液1 mL含0.1 mg氟。

12.氟標(biāo)準(zhǔn)溶液:移取50.00 mL氟標(biāo)準(zhǔn)溶液置于500 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻,移入干燥的塑料瓶中保存。此溶液1 mL含0.01 mg氟。

1.2 儀器

1.酸度計:精度0.02pH。

2.離子計或數(shù)字電壓表:精度正負(fù)0.1 mV。

3.電磁攪拌器。

4.氟離子選擇電極。

5.甘汞電極。

1.3 條件試驗

1.3.1 測定溶液pH值的影響

取500μg氟標(biāo)準(zhǔn)溶液,置于一組50 mL燒杯中,加入5 mL鈦鐵試劑和5 mL磺基水楊酸溶液,以氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為5.0～9.0,以水稀釋至50 mL,混勻,將溶液于離子計上測定其電位值,結(jié)果列于表1。

表1 測定溶液pH值的影響

從表1可見:pH值不同對氟的測定有不同程度的影響。當(dāng)pH值在6.5到8.5之間時,氟的測定值相對穩(wěn)定,故選擇pH值7.5時測定氟。

1.3.2 不同酸的影響

取500μg氟標(biāo)準(zhǔn)溶液,置于一組50 mL燒杯中,加入5 mL鈦鐵試劑和5 mL磺基水楊酸溶液,分別加入不同量的鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸和高氯酸,以氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7.5,以水稀釋至50 mL,混勻,將溶液于離子計上測定其電位值,結(jié)果列于表2。

表2 不同酸的影響

從表2看出:鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸、高氯酸介質(zhì)中都有不同程度的影響,而且隨著量的增加,電位值下降。所以要盡量控制少加或不加,采用氫氧化鈉溶液和磺基水楊酸溶液調(diào)節(jié)pH值。

1.3.3 離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)液的選擇

移取500μg氟標(biāo)準(zhǔn)溶液,置于兩組50 mL燒杯中,其中一組加入干擾元素(BeO 15 mg,Al 10 mg),一組不加干擾元素,在兩組中分別加入不同量的鈦鐵試劑和磺基水楊酸溶液,調(diào)節(jié)pH值7.5,將溶液移入50 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻,用離子計測量電位值。結(jié)果列于表3。

表3 離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)液的選擇

由表3可以看出:加入鈦鐵試劑和磺基水楊酸溶液各5 mL以下時電位值略偏低,在5 mL以上時結(jié)果基本穩(wěn)定,因此,本方法選用加入鈦鐵試劑和磺基水楊酸溶液各5 mL。

1.3.4 干擾元素的影響

移取500μg氟標(biāo)準(zhǔn)溶液,置于兩組50 mL容量瓶中,加入干擾元素溶液,其中一組加入5 mL鈦鐵試劑和5 mL磺基水楊酸溶液,另一組不加鈦鐵試劑和磺基水楊酸溶液,調(diào)節(jié)pH值7.5,移入50 mL容量瓶中,以水稀釋至刻度,記錄電位值。結(jié)果列于表4。

由表4可見,鋁、鈹干擾氟的測定,鐵、鋰、鈣、鎂、硅、磷不干擾測定,加入鈦鐵試劑和磺基水楊酸可消除干擾。

表4 干擾元素的影響

2 分析步驟

2.1 分析方法

稱取0.500 g(精確至0.000 1 g)試樣于30 mL鐵坩堝中,隨同試樣做空白試驗,加入4 g氫氧化鈉置于電爐上驅(qū)除水份,再覆蓋1 g過氧化鈉,移入700～750℃高溫爐中熔融5 min,取下,冷卻。

用水洗凈坩堝外壁,置于250 mL燒杯中,蓋上表面皿,用熱水浸取熔融物,洗凈坩堝,取出,將溶液冷至室溫。

將溶液移入250 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻,靜置。

移取25.00 mL上層清液,置于50 mL燒杯中,加入5 mL鈦鐵試劑和5 mL磺基水楊酸溶液,在酸度計上用氫氧化鈉和磺基水楊酸溶液調(diào)至pH7.5,將溶液移入50 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。

將溶液全部倒入原50 mL燒杯中,置于電磁攪拌器上,插入氟電極和甘汞電極,接通離子計,測定其動態(tài)平衡電位,記錄電位值。在工作曲線上查出相應(yīng)的氟濃度值,計算試樣中氟的含量。

2.2 工作曲線的繪制

各移取25.00 mL空白清液,置于一組50mL燒杯中,分別加入氟標(biāo)準(zhǔn)溶液/mg:0、0.025、0.10、0.30、1.00、3.00,各加入5 mL鈦鐵試劑和5 mL磺基水楊酸溶液,在酸度計上用氫氧化鈉和磺基水楊酸溶液調(diào)至pH7.5,將溶液移入50 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。

將溶液全部倒入原50 mL燒杯中,置于電磁攪拌器上,插入氟電極和甘汞電極,接通離子計,測定其動態(tài)平衡電位,記錄電位值。在半對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制E—ρF曲線。

2.3 分析結(jié)果計算

按下式計算氟的質(zhì)量百分含量wF,數(shù)值以%表示:

式中ρF為自工作曲線上查得的測定溶液的氟濃度/ mg·mL-1;V為試料溶液的總體積/mL;V1為分取試料溶液的體積/mL;m0為試料的質(zhì)量/g。

2.4 回收率試驗

分別稱取1、2、3、4號鈹精礦試樣0.5 000 g,置于一組30 mL鐵坩堝中,分別加入0.2 mg、0.5 mg氟標(biāo)準(zhǔn)溶液,于電爐上驅(qū)除水份,按分析步驟進(jìn)行氟量的測定,結(jié)果列于表5。由表5得知,本方法的回收率在97.4%～105.5%之間,說明該方法準(zhǔn)確可靠。

表5 回收率試驗

2.5 方法精密度試驗將4個鈹精礦試樣按分析步驟進(jìn)行11次測定,

結(jié)果列于表6。

表6 精密度試驗%

從表6可以看出,標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均不大,說明該方法精密度良好。

3 結(jié) 論

用離子選擇電極法測定鈹精礦中氟量,鈹、鋁是主要干擾元素,可以采用鈦鐵試劑和磺基水楊酸消除干擾,在測定條件下,可消除10 mg鋁、15 mg氧化鈹?shù)母蓴_,試驗表明該方法快速、準(zhǔn)確,適用于鈹精礦中氟的測定。

[1] 北京礦冶研究總院分析室.礦石及有色金屬分析手冊[M].北京:礦冶工業(yè)出版社,1990.

[2] 付斌,李華昌.現(xiàn)代重金屬冶金分析[M].北京:北京工業(yè)出版社,2007.

[3] YS/T 254.5—1994,鈹精礦—綠柱石[S].

Abstract:This article uses the section electrode method to determine the fluorine content in beryllium concentrate, which removes Al and Be disturbance in the concentrate.This method is simple,fast and accurate to determine the fluorine content.

Key words:ion selective electrode;beryllium concentrate;fluorine

Determination of Fluoride in Beryllium Concentrate by Ion Selective Electrode Method

ZHANG Xue-lian
(Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

O646.5

A

1003-5540(2011)02-0065-03

2010-11-26

張雪蓮(1980-),女,助理工程師,主要從事化學(xué)分析工作。