ICP-AES法测定金属钼中微量Fe，Ni

李汉超

(中国航空工业集团公司北京航空材料研究院，北京 100095)

ICP-AES法测定金属钼中微量Fe，Ni

李汉超

(中国航空工业集团公司北京航空材料研究院，北京 100095)

采用ICP-AES法测定金属钼中Fe，Ni含量，以盐酸-硝酸-氢氟酸溶解样品，试验了基体元素和共存元素对Fe，Ni的光谱干扰，Fe，Ni的分析谱线分别为238.204 nm，341.477 nm。测定Fe，Ni的线性范围均为0.001%～0.01%，线性相关系数分别为0.999 4，0 999 8，检出限分别为0.000 01%，0.000 04%。方法的加标回收率为95.7%～115.0%，测定结果的相对标准偏差为2.36%～17.82% (n=8)。该方法快速、简便，能够满足金属钼中含量范围为0.001%～0.01%的Fe，Ni元素的检测要求。

钼；铁；镍；ICP-AES

金属钼作为添加剂，添加到钢中可使钢具有均匀的微晶结构，降低共析分解温度，扩大热处理温度范围和淬透深度，提高其硬度和韧性、抗蠕变性能等；铁中添加钼可使生铁合金化，使铁晶粒细化，提高其高温性能、耐磨性能和耐酸性能等。金属钼还广泛应用于宇航等军事工业，可用于火箭、导弹件，如喷咀、发动机的燃气轮片、冲压发动机喷管、火焰导向器及燃烧室等。在液体燃料火箭发动机上广泛使用金属钼和钼合金(如Mo-0.5Ti-0.08Zr)做燃烧室、喉部管套筒，特别是宇宙飞船发射和返回通过大气层时，由于速度快，暴露于空气中的部件温度高达1 482～1 646℃，往往采用钼作蒙皮、喷管、火焰挡板、翼面及导向叶片等。

准确测定金属钼中的杂质含量是保证产品质量的重要技术基础，其中金属钼中的痕量Fe，Ni是需要严格控制的杂质成分。目前金属钼中Fe，Ni等分析方法主要有化学分析法、辉光光度法、ICP-MS法等［1］。化学分析法步骤繁琐、耗时长；辉光光谱法和ICP-MS法检测设备昂贵，应用实验室少；电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法具有检出限低、线性范围宽、可以多元素同时测定等优点，已广泛用于环境样品及岩石、矿物、金属等样品中数10种元素的测定［2］。用ICP-AES法测定钼中杂质元素有部分报道，如赵昱采用氨水、过氧化氢和硝酸溶解样品，以ICP-AES法测定了高纯钼中的Fe，Ti，Cr等痕量元素［3］，但用王水、氢氟酸溶解样品未见报道。

笔者研究了以ICP-AES法测定金属钼中的Fe，Ni含量，探讨了基体元素和共存元素的光谱干扰情况，采用混合酸(王水、氢氟酸)溶解样品，溶样时间短，分析简便、快速，测定结果准确可靠，能够满足金属钼科研生产质量控制要求。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

电感耦合等离子体发射光谱仪：JY ULTIMA型，法国HORIEA JOBINYVON 公司；

盐酸、硝酸、氢氟酸：优级纯；

铁标准储备溶液：0.100 mg／mL，称取0.100 0 g纯铁(质量分数不低于99.99%)于250 mL烧杯中，加入30 mL盐酸(1+1)，加热至铁完全溶解，冷却后移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至标线，混匀；

铁标准溶液：0.01 mg／mL，移取20.00 mL铁标准储备溶液于200 mL容量瓶中，加入10 mL盐酸，用水稀释至标线，摇匀；

镍标准储备溶液：0.100 mg／mL，称取0.100 0 g纯镍(质量分数不低于99.99%)于250 mL烧杯中，加入30 mL硝酸，加热至镍完全溶解，冷却后移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至标线，混匀；

镍标准溶液：0.01 mg／mL，移取20.00 mL镍标准溶液A于200 mL容量瓶中，加入10 mL硝酸，用水稀释至刻度标线，摇匀；

实验用水为二次蒸馏水。

1.2 仪器工作条件

高频功率：1 300 W；炬管位置：垂直；取光方式：垂直；冷却气流量：14 L／min；辅助气流量：1.0 L／min；雾化气流量：0.2 L／min；积分方式：5像素点mean方式；积分时间：2～5 s。分析线：Fe 238.204 nm，Ni 341.477 nm。

1.3 样品制备

称取1.000 0 g金属钼样品于100 mL聚四氟乙烯烧杯中，加入10 mL HNO3溶液(1+1)，5滴HF，5 mL HCl低温加热溶解，稍冷，吹水，继续加热，稍冷后转移入50 mL塑料容量瓶中，定容，待测。

2 结果与讨论

2.1 样品消解方法

(1)硝酸-氢氟酸溶解试样。称取样品1.000 0 g于100 mL聚四氟乙烯烧杯中，加入10 mL HNO3溶液(1+1)和5滴HF，加热溶解，发现试样溶解不完全。

(2)王水-氢氟酸溶解试样［4］。称取样品1.000 0 g于100 mL聚四氟乙烯烧杯中，加入5 mL HCl，10 mL HNO3(1+1)和HF 5滴，低温加热。发现试样溶解完全。

(3)硫酸溶解试样。称取样品1.000 0 g于100 mL烧杯中，加入10 mL H2SO4溶液(1+1)，低温加热约1 h，发现试样不溶解。

综上所述，对于1.000 0 g金属钼试样，采用硝酸-氢氟酸溶解试样时，得不到清澈透明的溶液，必须加入一定量的盐酸才能将样品溶解完全；硫酸不适合溶解金属钼样品。

2.2 分析谱线

根据金属钼中各牌号的化学成分，配制了试剂空白溶液、基体元素溶液、共存元素溶液、分析元素溶液在内的各光谱干扰试验用溶液，对Fe，Ni各5～6条分析谱线在中心波长附近进行扫描，获得单一干扰元素溶液、单一分析元素溶液、空白溶液的光谱扫描图形。将获得的光谱扫描图形进行适当叠加放大处理，得出干扰元素在分析谱线附近的光谱干扰情况，结果见表1。

表1 测定Fe，Ni时不同谱线的干扰情况

分析表1结果可知，可以采用Fe 238.204 nm，Ni 341.477 nm进行金属钼中Fe，Ni的测量，但需要对样品中的钼进行匹配。

2.3 工作曲线方程

按照1.3样品处理方法平行处理金属钼标准物质5份，移入50 mL塑料容量瓶中，分别加入Fe，Ni含量分别为0，0.001%，0.003%，0.005%，0.007%，0.010%的标准溶液，定容。在确定的仪器参数下进行测定，以谱线强度为纵坐标，以对待测元素的含量为横坐标进行线性回归。Fe，Ni的工作曲线方程、线性范围、线性相关系数见表2。

表2 工作曲线方程、线性范围、相关系数

2.4 检出限

用Fe，Ni元素含量分别为0%，0.001%(以溶液中元素浓度为20 mg／mL时，元素含量为100%计算)溶液绘制工作曲线，在仪器上分别测量10次空白溶液和0.001%溶液，按公式MDT=Ksb／s[5]计算仪器检出限(sb为空白样品分析信号的标准偏差，s为工作曲线低浓度范围的斜率，K=3)，检出限测定结果列于表3。

2.5 精密度、准确度试验

按照1.3样品处理方法平行处理金属钼标准物质，在确定的仪器参数下进行测定，然后加入Fe，Ni标准溶液进行加标回收试验，结果见表3。

表3 精密度、准确度试验结果(n=8) %

由表3可知，该方法对金属钼中标准物质的测定值与参考值基本一致。加标回收率为95.7%～115.0%，测定结果的相对标准偏差为2.36%～17.82%，该法适合于金属钼中含量为0.001%～0.01% Fe，Ni的测定。

3 结语

采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)法测定金属钼中Fe，Ni含量，用混合酸溶解金属钼样品，用基体匹配的方法消除干扰，方法快速、简便，测定结果准确可靠，可用于金属钼科研生产中的质量控制。

［1］张颖.高纯钨、钼、钽、铌工业分析进展［J］. 湖南有色金属,2012，28(6): 71-76.

［2］奚旦立，孙裕生，刘秀英.环境监测［M］.北京：高等教育出版社，2004: 67-69.

［3］赵昱.用发射光谱技术测定高纯氧化钼产品中铁、镍、铬、钛的含量［J］.中国钼业，2004，28(4): 43-45.

［4］邹亚娟，许实.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定镍基高温合金中铬、钛、铌、铝、铁、硼的含量［J］.理化检验：化学分册，2010，46(5): 210-314.

［5］杨春晟，李国华，徐秋心.原子光谱分析［M］.化学分析出版社，2010: 86-87.

Determination of Fe and Ni in Molybdenum by ICP-AES

Li Hanchao
(AVIC Beijing Insititute of Aeronautical Materials，Beijing 100095，China)

The method for simultaneous determination of Fe and Ni in molybdenum by ICP-AES was presented. Samples were dissolved by HCl-HNO3-HF and the spectral interferences of Fe and Ni from matrix element and coexist elements were studied. The analytical lines were 238.204 nm for Fe and 341.477 nm for Ni. The linear range was 0.001%-0.01% with relative coefficient of 0.999 4 and 0.999 8，respectively. The detection limits were 0.000 01% for Fe and 0.000 04% for Ni. The recovery of the method was 95.7%-115.0%， and relative standard deviation was 2.36%-17.82% (n=8). The method is simple，fast，and it is suitable for the determination of Fe and Ni in molybdenum which content is in the range of 0.001%-0.01%.

molybdenum; iron; nickel; ICP-AES

O657.3

A

1008-6145(2014)04-0073-03

10.3969／j.issn.1008-6145.2014.04.022

联系人：李汉超；E-mail: lhch77102@sohu.com

2014-04-08