張世文
(新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局測(cè)試中心 烏魯木齊 830026)
鈦在自然界中分布較廣,在地殼中平均含量為0.56%。鈦及鈦合金是極其重要的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料,在航空、航天、航海、車輛工程、生物醫(yī)學(xué)工程和軍事等領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。鈦的氧化物是粘土中的主要雜質(zhì)之一,因其含量的多少在耐火粘土中有不同的作用,因此粘土中鈦的測(cè)定很有必要。
目前粘土中的鈦的測(cè)定常用二安替比林甲烷光度法【1】,該方法對(duì)條件的控制要求較高,過程相對(duì)繁瑣,本文采用ICP-OES法測(cè)定粘土中的鈦,檢測(cè)速度快,樣品溶解取樣量少,使鈦礦物溶解完全,能快速、準(zhǔn)確地測(cè)定。方法的檢出限、精密度和準(zhǔn)確度均較滿意。
1.1.1 儀器
IRIS IntrepidⅡ等離子體光譜儀美國(guó)熱電
表1 IRIS IntrepidⅡ等離子體光譜儀的工作條件
1.1.2 主要試劑
鹽酸優(yōu)級(jí)純,西安化學(xué)試劑廠;過氧化鈉分析純,天津鑫源化工廠
1.1.3 鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液
1 μg/mL、5 μg/mL、10μg/mL、20μg/mL、30 μg/mL。此標(biāo)準(zhǔn)曲線系列作鈉基體匹配,每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列點(diǎn)加入氫氧化鈉 1.5g?!?】
1)樣品在105℃下干燥過夜;
2)稱取0.1000g試樣粒徑0.074 mm于銀坩堝中,加1.5g Na2O2拌勻,在700℃高溫爐中熔融。取出銀坩堝冷卻,放入150mL燒杯中,加50mL熱水、10mL鹽酸,加熱浸取,洗出銀坩堝,移入100mL容量瓶中,水稀釋至刻度,搖勻【3】,上機(jī)測(cè)定。
根據(jù)鈦元素的含量,配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,經(jīng)過ICP-OES測(cè)定,確定分析譜線的波長(zhǎng)為323.90nm,譜線強(qiáng)度1500000,扣除背景干擾。
用本方法分析條件對(duì)7個(gè)流程空白進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定結(jié)果(%)為:0.035、0.038、0.046、0.027、0.025、0.031、0.026,以空白溶液測(cè)定結(jié)果的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為檢出限,本方法檢出限為0.021%。
按照本方法獨(dú)立6次測(cè)定國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW03103、GBW03101a和GBW03115,得到精密度(RSD)和準(zhǔn)確度(RE),結(jié)果見表2??梢姡?個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定值和標(biāo)準(zhǔn)值較吻合。
表2 方法的精密度和準(zhǔn)確度
本方法的分析結(jié)果用二安替比林甲烷光度法驗(yàn)證,表3數(shù)據(jù)證明,本方法分析結(jié)果與比色法分析結(jié)果吻合。
表3 方法比對(duì)結(jié)果
從空白的測(cè)定結(jié)果看,此方法流程空白值比較高,但是比較穩(wěn)定,對(duì)與粘土中二氧化鈦的含量來說基本不會(huì)影響準(zhǔn)確度。從表2看,以上三個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的精密度和準(zhǔn)確度都較滿意。從表3看,本法與比色法測(cè)定結(jié)果相吻合,測(cè)定結(jié)果滿足要求。本人曾以上述三個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)做酸溶方法,發(fā)現(xiàn)GBW03115的酸溶的回收率只有70%,證明GBW03115中含有大量的酸不溶相,所以對(duì)于TiO2來說,堿熔融是比較可靠的方法。但是由于堿熔融法樣品鹽分比較高,測(cè)定時(shí)多做樣品的回收測(cè)定,防止儀器漂移。
對(duì)于礦石中的鈦分析來說,由于其很可能存在酸不溶相,所以建議用堿熔融法。本方法過氧化鈉熔融-ICP-OES直接測(cè)定粘土中的鈦,檢出限滿足要求,精密度和準(zhǔn)確度較好,完全適用于粘土中鈦的測(cè)定。