三乙醇胺—EDTA提取偶氮胂Ⅲ快速比色法測定釷

梁慧貞

[摘要]礦樣用過氧化鈉分解用三乙醇胺-EDTA溶液提取，使大部分鈦鋯轉(zhuǎn)入溶液，沉淀用鹽酸溶解，分取部分溶液用偶氮胂Ⅲ比色。

[關(guān)鍵詞]三乙醇胺-EDTA 偶氮胂Ⅲ 比色

[中圖分類號] F407.1 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-163-1

1主要內(nèi)容

釷的同位素以232Th為主。在游離狀態(tài)時(shí)，金屬釷的密度為11.7g/cm3，在大約1700℃時(shí)熔化，其外觀與鉑相似。釷易于氧結(jié)合。釷大部分處于分散狀態(tài)，主要賦存于中性、酸性和偏堿性的巖石中，也存在于鋁過飽和的巖漿巖（花崗巖、流紋巖、安山巖、粗面巖）及霞石、正長石等礦物，除分布在偉晶巖和熱液礦床外，也分布在沉積巖和變質(zhì)巖中。在巖石風(fēng)化過程中，釷和其他一些元素的穩(wěn)定礦物，如金紅石、鋯英石、磁鐵礦和鈦鐵礦等一起聚于砂礦中。由于釷的離子半徑與鈾、釔、鈦、鋯、鈮、鉭、鈣和鑭系元素相近，故釷亦以類質(zhì)同象進(jìn)入這些元素的礦物中。

釷很容易形成合金，釷在化合時(shí)多呈四價(jià)狀態(tài)，在極少數(shù)情況下出現(xiàn)二價(jià)和三價(jià)。釷的氧化物（ThO2）由釷的氫氧化物、硝酸鹽、硫酸鹽、草酸鹽等灼燒而成，難溶于酸但用硫酸加熱或焦硫酸鹽熔融即能溶解。將堿溶液或氫氧化銨加入到釷的溶液時(shí)，即生成白色膠狀的氫氧化釷Th（OH）4沉淀，沉淀易溶于酸生成相應(yīng)的鹽類。硫酸釷Th（SO4）2結(jié)晶的形狀與溫度和溶液的濃度有關(guān)，在20℃可得到Th（SO4）2·8H2O；43℃以上時(shí)則得到Th（SO4）2·4H2O它的溶解度隨溫度的升高而降低。硝酸釷可形成幾種水合物，如Th（NO3）4·12H2O。氯化釷、溴化釷都是易溶的水合物，溶解于水和乙醇中。各種釷鹽的水溶液在靜置時(shí)能夠水解析出堿式鹽磷。酸釷Th3（PO4）4·4H2O、焦磷酸釷ThP2O7·2H2O，都難溶于稀酸，可用以從獨(dú)居石中分離釷。草酸釷Th（C2O4）2·6H2O、氟化釷ThF4·8H2O、過氧化釷Th2O7、碘酸釷Th（IO3）4都能從酸性溶液中沉淀。草酸釷溶解于草酸銨和碳酸銨中。碘酸釷不溶于強(qiáng)酸，可用作與稀土元素分離。釷的另一特征是能與其他鹽生成復(fù)鹽。釷還能與許多鹽類如碳酸鹽、草酸鹽、酒石酸鹽、檸檬酸鹽、水楊酸鹽以及銅鐵試劑、8-羥基喹啉、EDTA等形成各種配合物。

釷在冶金工業(yè)用于制造各種優(yōu)質(zhì)合金。鎂釷合金在溫度超過200℃時(shí)仍有很好的機(jī)械強(qiáng)度，用于飛機(jī)材料和火箭材料；釷鋁合金除可增大延展性外，還能耐海水的侵蝕；在鐵、鈷、銅、銀、鉑、金、鎢中加入釷，可使合金獲得良好的結(jié)構(gòu)和耐熱性。氧化釷用作制造白熾燈罩；還可用作耐火材料的組成部分，改善材料性能。釷具有強(qiáng)烈的X射線，可用于醫(yī)學(xué)。

1.1釷的測定

1.1.1試劑

過氧化鈉。

三乙醇胺（TEA）。

EDTA（50g/L）。

氯化鎂溶液（20g/L）。

去離子水。

氫氧化鈉（10g/L）。

鹽酸。

偶氮胂Ⅲ（1g/L）。

抗壞血酸（100g/L）。

草酸（50g/L）。

釷標(biāo)準(zhǔn)溶液ρ（Th）=1.00mg/mL 稱取2.3794gTh（NO3）4·4H2O溶于200mL（1+4）鹽酸中，溶解后移入1000mL容量瓶中，用（1+4）鹽酸稀釋至刻度，搖勻。

釷工作液ρ（Th）=10μg/mL 移取釷標(biāo)準(zhǔn)溶液ρ（Th）=1.00mg/mL，用5mol/L鹽酸稀釋至所需濃度。

1.1.2儀器

電子天平。

1.1.3分析步驟

稱取樣品0.1000-1.000g于高鋁坩堝中，加入2-3g過氧化鈉與樣品攪拌均勻，再覆蓋一層過氧化鈉，放入預(yù)先升溫至600℃的馬弗爐中，熔解數(shù)分鐘后取出，稍冷，放入250mL燒杯中，用50mL三乙醇胺（TEA）、5mLEDTA（50g/L）和1-2mL氯化鎂溶液（20g/L）的混合溶液提取，用去離子水洗坩堝，加熱至沸，過濾，用氫氧化鈉（10g/L）沖洗燒杯及沉淀各三次，用去離子水洗漏斗二次，用（1+2）鹽酸熱溶液沖洗燒杯和沉淀，并將沉淀溶解于50mL比色管中，當(dāng)體積大約30mL左右時(shí)，準(zhǔn)確加入2mL抗壞血酸（100g/L），4mL草酸（50g/L），2mL偶氮胂Ⅲ（1g/L），用（1+2）鹽酸沖至刻度標(biāo)線，靜置30分鐘，于波長650nm處測定吸光值。

1.1.4標(biāo)準(zhǔn)曲線

分別移取ρ（Th）=10μg/mL的釷工作液0、5、10、20、30、40、50μg于50mL比色管中，加入（2+1）鹽酸25mL，準(zhǔn)確加入2mL抗壞血酸（100g/L），4mL草酸（50g/L），2mL偶氮胂Ⅲ（1g/L），用去離子水沖至刻度，靜置30分鐘，于波長650nm處測定吸光值。

1.1.5注意事項(xiàng)

（1）在堿性介質(zhì)中，過氧化氫可將氫氧化鈦溶解，但是若有其它氫氧化物，如氫氧化鎂、氫氧化鐵等與鈦一起沉淀時(shí)，過氧化氫對氫氧化鐵便失去了溶解能力，采用三乙醇胺-EDTA提取熔塊，可消除其它元素的干擾。

（2）在堿性介質(zhì)中，三乙醇胺（TEA）可絡(luò)合鐵Ⅲ，AL，鉻Ⅲ，錫，鈦，鋯和少量錳Ⅲ，若僅用三乙醇胺（TEA）提取時(shí)，試樣中有5%的鈦鋯會轉(zhuǎn)入溶液中，若用三乙醇胺（TEA）、EDTA的混合溶液提取，則可使80%左右鈦鋯溶解，為了使鐵的結(jié)果不偏低，加入鎂做載體，使其與三乙醇胺（TEA）、EDTA的混合溶液提取熔塊，對釷的移載效果較好。

（3）提取礦樣熔塊后的堿性溶液，加熱至沸即可，若沸騰劇烈，三乙醇胺（TEA）即被分解。

（4）一整份溶液中，鈦溶解量為100μg，4mL草酸（50g/L）可將120μg鋯完全掩蔽，當(dāng)鋯增至250μg時(shí)，會使釷偏高1-1.5μg，設(shè)分取相為50-100μg，可對礦樣進(jìn)行比色，對鈦鋯含量低于2%的礦樣，可用本法進(jìn)行快速測定。

（5）對于含釷量低于0.01%的樣品，須稱取0.5000-1.000g，稱樣太少，會使結(jié)果偏低。

參考文獻(xiàn)

[1]巖石礦物分析.第三分冊/《巖石礦物分析》編委會編著.[S].2011. 北京：地質(zhì)出版社.

[2]董靈英.1982.鈾的分析化學(xué)[M]. 北京：原子能出版社.

[3]釷礦石中釷的測定（GB/T 17863-1999）[S].1999. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.

[4]楊振周.1978.礦石巖石中的鈾釷化學(xué)分析[M]. 北京：原子能出版社.

[5]張秋營，趙云龍，沈珠琴，等.1999.鈾礦地質(zhì)分析測試規(guī)程[R].中國核工業(yè)地質(zhì)局.