ICP-AES光譜法測(cè)定一級(jí)動(dòng)力波中的錸

邱才升，廖彬玲，劉芳美，傅曉琴

（紫金銅業(yè)有限公司，福建 上杭 364200）

1 前言

錸作為貴重的稀散金屬元素，在地殼中的含量約為1×10-7%，錸廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)各部門，基于錸的特殊性質(zhì)主要用作石油工業(yè)和汽車工業(yè)催化劑，航空發(fā)動(dòng)機(jī)耐熱部件的制造，全球約80%的錸用于生產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)等方面。通過查閱文獻(xiàn)[1]，錸的分離富集方法主要包括蒸餾、共沉淀、離子交換與吸附、溶劑萃取[2]、液膜分離等。錸的測(cè)試方法主要有分光光度法、極譜法、ICP-AES法[3]、ICP-MS法[4-6]，以及X熒光光譜法[7]等。上述文獻(xiàn)對(duì)于一級(jí)動(dòng)力波中錸的測(cè)定報(bào)道較少,而ICP-AES法操作簡(jiǎn)單，具有線性范圍寬、靈敏度高、檢出限低、精密度好等優(yōu)點(diǎn)。本文主要針對(duì)一級(jí)動(dòng)力波中錸的測(cè)定進(jìn)行研究，通過硝酸、鹽酸溶解后，加入酒石酸掩蔽干擾離子，再用ICP-AES進(jìn)行測(cè)定，可以降低錸的檢出限，提高了分析精密度，得到了令人滿意的結(jié)果。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)原料

本文所研究的樣品來自銅冶煉企業(yè)制酸工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的一級(jí)動(dòng)力波，其主要成分及酸度見表1所示。

表1 一級(jí)動(dòng)力波中金屬離子的種類含量及酸度

2.2 試劑

實(shí)驗(yàn)用水為二次去離子水，以下試劑均為分析純?cè)噭?/p>

鹽酸(AR)

硝酸(AR)

酒石酸（200g/L）

錸粉（WRe≥99.99%）

2.3 儀器

儀器工作條件的選擇以儀器推薦的參數(shù)參考，綜合電感耦合等離子體光譜儀的日常檢測(cè)，選擇ICP-AES(Prodigy xp)測(cè)定條件:發(fā)射功率：1.2 KW，冷卻氣：20 LPM，輔助氣：0.2 LPM，霧化氣：34 PSI，波長(zhǎng)197.312 nm。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的制備

錸標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液（100 ug/mL）：稱取0.1000 g金屬錸粉于150 mL燒杯中，加入20 mL（1+1）鹽酸溶液，5 mL（1+1）硝酸溶液，加熱至完全溶解，冷卻至室溫，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1 mL含100μg錸。

錸標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液（10 ug/mL）：移取10.00 mL 100 mg/L的錸標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液于100 mL的容量瓶中，加入10 mL硝酸，用水稀釋至刻度，混勻，此溶液1 mL含10μg錸。

標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：分別移取0 mL、5.00 mL（10 ug/mL）的錸標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液，1.00 mL、2.00 mL、5.00 mL、10.00 mL（100 ug/mL）的錸標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液于100 mL容量瓶中，加10 mL（1+1）硝酸，用水稀釋至刻度，混勻。此標(biāo)準(zhǔn)溶液1mL含錸依次為0μg、0.5μg、1μg、2μg、5μg、10μg。

2.5 測(cè)定

于電感耦合等離子發(fā)射光譜儀上，儀器穩(wěn)定后，在波長(zhǎng)197.313 nm將系列標(biāo)準(zhǔn)溶液引入ICP-AES，按軟件規(guī)定的程序，以零濃度為空白，采集系列標(biāo)準(zhǔn)溶液各元素的光譜強(qiáng)度，繪制各元素工作曲線并存入計(jì)算機(jī)（各元素的工作曲線的線性相關(guān)系數(shù)應(yīng)大于0.999，否則需重新繪制）。測(cè)定空白溶液及分析溶液，在輸入定容體積和稀釋倍數(shù)后，儀器根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算并輸出分析溶液的濃度。

2.6 試驗(yàn)過程

準(zhǔn)確移取10.00mL一級(jí)動(dòng)力波樣品于150 mL燒杯中，加入10ml鹽酸，5ml酒石酸，低溫煮沸數(shù)分鐘，然后加入10ml硝酸，繼續(xù)加熱蒸煮至近干，取下，冷卻至室溫后加入（1+1）硝酸10ml，后定容至100ml，于ICP－AES測(cè)定。

3 結(jié)果與討論

3.1 儀器相關(guān)條件的選擇

3.1.1 元素分析譜線的選擇

儀器軟件數(shù)據(jù)庫(kù)自帶譜線有227.525、221.426、204.908和197.313nm，通過錸標(biāo)準(zhǔn)曲線和樣品合成溶液分析，標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)分別為R2=0.9989、R2=0.9989、R2=0.9920、R2=0.9999，但測(cè)定樣品合成溶液時(shí)，197.313nm的干擾少、信背比和靈敏度高、發(fā)射強(qiáng)度穩(wěn)定，因此試驗(yàn)選擇錸分析譜線Re197.312 nm。

3.1.2 儀器工作條件的優(yōu)化

為提高待測(cè)元素的檢出限，利用液體樣品中空白信號(hào)較小，利用本儀器軟件的功能，選擇對(duì)強(qiáng)度最小的197.312nm分析線進(jìn)行優(yōu)化，選定功率為1.2kw。

3.1.3 檢出限

以11次樣品空白溶液的測(cè)定結(jié)果，根據(jù)IUPAC規(guī)定計(jì)算出錸譜線197.312nm的檢出限為0.002ug/ml。

3.2 鹽酸的加入量

移取某一級(jí)動(dòng)力波試樣7份，固定其他條件不變，按照表2.6的操作步驟，只改變過鹽酸加入量，分別加入0 mL、2 mL、4 mL、6 mL、8 mL、10 mL、12 mL，進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表2 鹽酸加入量條件試驗(yàn)

通過表2可知，鹽酸的加入量小于10mL時(shí)，溶液產(chǎn)生不同程度的渾濁，因?yàn)椋}酸的加入量不夠，溶液無法被完全消解,鹽酸加入量大于等于10 mL時(shí)，溶液澄清良好，因此本方法選擇加入10 mL鹽酸。

3.3 酒石酸的加入量

移取某一級(jí)動(dòng)力波樣品6份，固定其他條件不變，只改變酒石酸加入量，按照2.6的操作步驟，進(jìn)行試驗(yàn)，分別加入0 mL、2 mL、4 mL、5ml、6 mL、8 mL，結(jié)果見表3。

表3 酒石酸加入量條件試驗(yàn)

通過表3可知，酒石酸加入量小于等于4mL時(shí)，溶液產(chǎn)生不同程度的渾濁，因?yàn)?，酒石酸的加入量不夠，溶液中的金屬離子沒有被完全絡(luò)合,酒石酸加入量大于等于5 mL時(shí)，溶液澄清良好，無渾濁,因此本方法選擇加入5 mL(200 g/L)酒石酸溶液。

3.4 硝酸的加入量

移取某一級(jí)動(dòng)力波試樣6份，固定其他條件不變，按照2.6的操作步驟，只改變過硝酸加入量，分別加入0 mL、2 mL、4 mL、6 mL、8 mL，進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見表4。

表4 硝酸加入量條件試驗(yàn)

通過表4可知，硝酸的加入量小于等于4mL時(shí)，溶液產(chǎn)生不同程度的渾濁，因?yàn)椋跛岬募尤肓坎粔?，溶液無法被完全消解,硝酸加入量大于等于5 mL時(shí)，溶液澄清良好，因此本方法選擇加入5 mL硝酸(AR)

3.5 準(zhǔn)確度及精密度實(shí)驗(yàn)

3.5.1 方法精密度實(shí)驗(yàn)

在最優(yōu)條件下，按照2.6試驗(yàn)方法對(duì)制酸廠的一級(jí)動(dòng)力波樣品1#，2#，3#，4#樣品平行測(cè)定11次，測(cè)定結(jié)果及其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）如表5所示。錸的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在0.39%～1.98%之間，滿足分析要求，同時(shí)也說明該方法精密度良好。

表5 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

RSD（%） 1.98 0.93 0.39 0.47

3.5.2 方法加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)

按照2.6的實(shí)驗(yàn)過程，移取7份1#樣品，分別加入250μg的錸；稱取7份2#樣品，分別加入500μg的錸；稱取7份#樣品，分別加入1000μg的錸；移取7份4#樣品，分別加入1500ug的錸；按照試驗(yàn)方法測(cè)定錸含量，計(jì)算回收率，測(cè)定結(jié)果如表6所示。從測(cè)定結(jié)果可以看出，該方法加標(biāo)回收率在96.99%～100.74%之間，回收率能夠滿足分析要求，同時(shí)也能說明該方法準(zhǔn)確度高。

表6 ICP-AES測(cè)定錸濾餅中錸含量的回收率

4 結(jié)論

本文通過硝酸、鹽酸消解樣品，采用酒石酸絡(luò)合金屬離子，消除了原液中基體效應(yīng)的影響，排除了干擾離子對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，該方法簡(jiǎn)單，流程短，易操作。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看本方法具有精密度高，準(zhǔn)確度好，結(jié)果可靠。