火焰原子吸收分光光度法測定五氧化二釩中鐵及氧化鉀、氧化鈉含量

韓晉園，馬增敏，劉亞莉，劉志虹，胡錦川，孫明力，畢京紅

(1.北京北方車輛集團有限公司計量理化中心 北京 100072； 2.中國人民解放軍駐六一八廠軍代室，北京 100072)

火焰原子吸收分光光度法測定五氧化二釩中鐵及氧化鉀、氧化鈉含量

韓晉園1，馬增敏1，劉亞莉1，劉志虹1，胡錦川2，孫明力1，畢京紅1

(1.北京北方車輛集團有限公司計量理化中心 北京 100072； 2.中國人民解放軍駐六一八廠軍代室，北京 100072)

五氧化二釩樣品用鹽酸分解，在稀鹽酸介質(zhì)中，用原子吸收分光光度計分別于248.3，766.5，589.0 nm波長處，使用空氣-乙炔火焰，測量五氧化二釩中鐵及氧化鉀、氧化鈉含量。在最佳實驗條件下，鐵、氧化鉀、氧化鈉的質(zhì)量濃度分別在0.05～0.20，0.05～0.80，0.20～1.0 mg／L范圍內(nèi)與吸光度線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)分別為0.998 6，0.994 3，0.994 2。方法檢出限鐵為6.7 μg／L，氧化鉀為1.0μg／L，氧化鈉為1.4 μg／L，加標(biāo)回收率為95.9%～103.0%。鐵、氧化鉀、氧化鈉測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為3.2%，4.2%，2.9% (n=6)。該方法適合五氧化二釩中鐵及氧化鉀、氧化鈉的測定。

火焰原子吸收分光光度法；五氧化二釩；鐵；氧化鉀；氧化鈉

金屬釩素有金屬“維生素”之稱，具有眾多優(yōu)異的物理性能和化學(xué)性能，被廣泛用于黑色、有色合金和催化劑等領(lǐng)域。自然界中釩很難以單一體存在，主要與其它礦物形成共生礦或復(fù)合礦，主要的礦物有釩鈦磁鐵礦、鉀釩鈾礦、石油伴生礦。我國釩儲量十分豐富，主要為釩鈦磁鐵礦和石煤。就我國目前提煉釩的技術(shù)而言，一般含釩量大于0.8%的石煤才具有開發(fā)利用價值［1］。在YB／T 5304-2006 《五氧化二釩》中，五氧化二釩按用途和品位主要分為99，98，97三個牌號及各牌號對應(yīng)的主要雜質(zhì)元素含量，同時根據(jù)特殊要求，可提供雜質(zhì)含量更低產(chǎn)品及其它雜質(zhì)元素的實測數(shù)據(jù)［2］。傳統(tǒng)方法用鄰二氮雜菲分光光度法測定五氧化二釩中鐵量［3］，用原子吸收分光光度法測定五氧化二釩中氧化鉀、氧化鈉含量［4］。這些方法中有些操作步驟煩瑣費時，難以滿足現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)的要求。原子吸收技術(shù)的發(fā)展為同時測定多種元素提供了方便。目前分析鐵的方法很多，如原子吸收法(AAS)、鄰菲羅啉分光光度法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP—AES)，常量鐵還可以用高錳酸鉀滴定法分析［5-10］。筆者用火焰原子吸收分光光度法連續(xù)測定五氧化二釩中鐵、氧化鉀、氧化鈉，該法方便快捷，測定結(jié)果可靠，適于大批量樣品的測定。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

原子吸收分光光度計：WFX-120型，北京瑞利分析儀器公司；

鐵、鉀、鈉空心陰極燈：北京有色金屬研究總院；

鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液：10 μg／mL，稱取0.100 0 g鐵絲(純度大于99.99%)于500 mL燒杯中，加入5 mL王水，加熱溶解，冷卻后加入10 mL硫酸溶液(1+4)，加熱蒸發(fā)至冒三氧化硫白煙，冷卻。加入50 mL水，加熱使鹽類溶解，冷卻至室溫，移入1 000 mL容量瓶中，以水稀釋至標(biāo)線，混勻。移取10.00 mL上述鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，置于100 mL容量瓶內(nèi)，用水稀釋至標(biāo)線，混勻；

氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：10 μg／mL，稱取0.158 3 g預(yù)先經(jīng)500℃灼燒0.5 h并置于干燥器中冷卻至室溫的基準(zhǔn)氯化鉀，溶于水中，加入10 mL鹽酸溶液(1+4)，移入1 000 mL容量瓶內(nèi)，用水稀釋至標(biāo)線，混勻。移入干塑料瓶內(nèi)儲存?zhèn)溆?此溶液質(zhì)量濃度為100 μg／mL)。移取10.00 mL上述氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液置于100 mL 容量瓶內(nèi)，用水稀釋至標(biāo)線，混勻；

氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液：10 μg／mL，稱取0.188 6 g預(yù)先經(jīng)500℃灼燒0.5 h并置于干燥器中冷卻至室溫的基準(zhǔn)氯化鈉，溶于水中，加入10 mL鹽酸溶液(1+4)，移入1 000 mL容量瓶內(nèi)，用水稀釋至標(biāo)線，混勻。移入干塑料瓶內(nèi)儲存?zhèn)溆?此溶液質(zhì)量濃度為100 μg／mL)。移取10.00 mL上述氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液置于100 mL 容量瓶內(nèi)，用水稀釋至標(biāo)線，混勻；

五氧化二釩溶液：10 mg／mL，稱取1.000 g高純五氧化二釩，溶于40 mL鹽酸溶液(1+1)中，移入100 mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，混勻；

實驗所用試劑均為分析純，水為實驗室用二級水。

1.2 儀器工作條件

儀器最佳工作條件見表1。

表1 儀器工作條件

1.3 樣品

選取5個實驗室所測的五氧化二釩樣品，其主要化學(xué)成分見表2

表2 五氧化二釩主要成分含量參考值 %

1.4 樣品處理

稱取0.1 g試樣(精確至0.000 1 g)置于100 mL燒杯中，加入20 mL鹽酸溶液(1+4)，加熱使其溶解，冷卻后移入100 mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，混勻，得樣品溶液。隨同作空白溶液。

1.5 樣品測定

將1.4樣品溶液稀釋(測鐵時用原液，測氧化鉀、氧化鈉時稀釋5倍)，按1.2儀器工作條件，以水調(diào)零，測量樣品溶液及空白溶液中鐵、氧化鉀、氧化鈉的吸光度。從工作曲線上查得相應(yīng)的鐵、氧化鉀、氧化鈉的質(zhì)量濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 溶樣酸的選擇

分別采用不同配比的鹽酸溶液對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSB 03-1688-2004(標(biāo)準(zhǔn)值為Fe 0.16%，Na2O 1.11%，K2O 0.15%)進(jìn)行溶解，用火焰原子吸收法測定樣品溶液中鐵、氧化鉀、氧化鈉含量，結(jié)果見表3。

表3 鹽酸溶液配比不同時的吸光度對比

由表3可知，鹽酸溶液(1+2)與(1+4)吸光度相差不大，但鹽酸用量少，可減少對燃燒頭的腐蝕，而更稀的鹽酸溶液溶樣速度慢，所以實驗選用鹽酸溶液(1+4)溶樣。

2.2 工作曲線

于一組100 mL容量瓶中，配制系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液如表4所示。溶液中均加入2 mL鹽酸溶液(1+4)，補加5.0 mL五氧化二釩溶液。按1.2儀器條件測定系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液中鐵及氧化鉀、氧化鈉的吸光度，以鐵及氧化鉀、氧化鈉的濃度c為橫坐標(biāo)，吸光度A為縱坐標(biāo)繪制工作曲線，回歸方程和相關(guān)系數(shù)見表5。以平行測定11次試劑空白結(jié)果的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計算方法檢出限，結(jié)果見表5。

表4 系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液 mg／L

表5 線性回歸方程和方法檢出限

2.3 干擾試驗

2.3.1 五氧化二釩基體的影響

根據(jù)各元素含量的不同，在一組100 mL容量瓶中，分別在含0.80 mg／L鐵、0.4 0 mg／L氧化鉀、0.40 mg／L氧化鈉的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入不同量的五氧化二釩溶液，進(jìn)行干擾試驗，結(jié)果見表6。由表6可知，樣品中50.0%～90.0%的五氧化二釩均不干擾鐵、氧化鉀、氧化鈉的測定。

表6 五氧化二釩基體的干擾試驗結(jié)果

2.3.2 其它共存離子的影響

根據(jù)各元素在自然界可能存在含量的不同，在一組100 mL容量瓶中，分別在含0.08 mg／L鐵、0.40 mg／L氧化鉀、0.40 mg／L氧化鈉的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入一定量的Ca，Pb，Mn等共存元素進(jìn)行干擾試驗。結(jié)果表明：100 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液中，低于20 mg Ca，5 mg Pb，3 mg Mn均不干擾鐵及氧化鉀、氧化鈉的測定。實際遇到的五氧化二釩中以上元素含量均不會高于上述值。

2.4 加標(biāo)回收試驗

在處理后的試液中加入一定量的鐵及氧化鉀、氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行回收試驗，結(jié)果見表7。由表7可知，鐵及氧化鉀、氧化鈉的加標(biāo)回收率為95.9%～103.0%，說明該方法具有較高的準(zhǔn)確度。

2.5 精密度試驗

選擇五氧化二釩標(biāo)準(zhǔn)樣品(GSB03-1688-2004)按分光光度法測定鐵量進(jìn)行比較，結(jié)果見表8。由表8可知，本法測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.9%～3.2%，表明本法精密度較好。

表7 回收試驗結(jié)果

表8 精密度試驗結(jié)果 %

3 結(jié)語

五氧化二釩樣品用鹽酸分解后，用火焰原子吸收光譜法測定其中的鐵及氧化鉀、氧化鈉的含量。該法具有操作簡便、檢出限低、精密度和準(zhǔn)確度高的特點，能夠滿足五氧化二釩的檢驗要求。與傳統(tǒng)方法鄰二氮雜菲分光光度法測定鐵量進(jìn)行比較相比，本法精密度較好。

［1］馮其明，何東升.國內(nèi)外金屬礦山低品位礦選礦新技術(shù)進(jìn)展——以鋁、銅、鎳、釩為例［J］.金屬礦山，2008(S1): 51-62.

［2］YB／T 5304-2006 氧化二釩［S］.

［3］YB／T 5330-2006 五氧化二釩化學(xué)分析方法鄰二氮雜菲分光光度法測定鐵量［S］.

［4］YB／T 5335-2006 五氧化二釩化學(xué)分析方法原子吸收分光光度法測定氧化鉀和氧化鈉量［S］.

［5］劉琳娟，張琪，陸培培.標(biāo)準(zhǔn)加入-原子吸收光譜法測定鋼渣中的鐵［J］.巖礦測試，2010，29(6): 695-698.

［6］洪建和，安黛宗，田曙玲.高錳酸鉀滴定法測定常量鐵的改進(jìn)［J］.實驗室研究與探索，2008，16(8): 12-14.

［7］汾宗平.電感藕合等離子體發(fā)射光譜法測定氧化釩中鉀鈉硫磷鐵［J］.冶金分析，2010，30(3): 30-33.

［8］唐杰，魏成富，楊梨容，等.原子吸收光譜法測定TC11 合金中微量鐵［J］.綿陽師范學(xué)院學(xué)報，2010，29(11): 35-37.

［9］林慶光.原子吸收分光光度法與二氮雜菲分光光度法測水中鐵的比較［J］.中國熱帶醫(yī)學(xué)，2008，8(6): 1 034-1 052.

［10］王玉寶.火焰原子吸收光譜法測定含硅鋁合金中微量鉻銅鎂鐵［J］.冶金分析，2007，27(10): 50-52.

Determination of Iron，Sodium Oxide and Potassium Oxide Content in Vanadium Pentoxide by Flame Atomic Absorption Spectrometry

Han Jinyuan1， Ma Zengmin1， Liu Yali1， Liu Zhihong1， Hu Jinchuan2， Sun Mingli1， Bi Jinghong1
(1. Metrological Physicochemical Center， Beijing North Vehicle， Beijing 100072， China； 2. Chinese People’s Liberation Army Representative Office in 618 Factory， Beijing 100072， China)

The vanadium pentoxide sample was decomposed with hydrochloric acid. Then in diluted hydrochloric acid medium，the content of iron，sodium oxide and potassium oxide in vanadium pentoxide was determined by flame atomic absorption spectrometry at 248.3，766.5，589.0 nm，respectively. Under optimized experimental conditions，the absorbance was linear with the concentration of iron，sodium oxide and potassium oxide in the range of 0.05-0.20，0.05-0.80，0.20-1.0 mg／L，respectively. The correlation coefficients were 0.998 6，0.994 3，0.994 2，respectively. The detection limits for iron ，sodium oxide and potassium oxide were 6.7，1.0，1.4 μg／L，respectively. The recoveries ranged from 95.9% to 103.0%. The relative standard deviations of iron，sodium oxide and potassium oxide determination results were 3.2%，4.2%，2.9%(n=6), respectively. This method was applicable for the determination of iron，sodium oxide and potassium oxide content in vanadium pentoxide.

flame atomic absorption spectrometry; vanadium pentoxide; iron; sodium oxide; potassium oxide

O657.3

A

1008-6145(2014)04-0067-03

10.3969／j.issn.1008-6145.2014.04.020

聯(lián)系人：韓晉園；E-mail: hjy3721@sohu.com

2014-04-23