火焰原子吸收光谱法测定钛精矿中氧化钙和氧化镁的含量

海　冰　徐修平　彭立夫

(1.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；2.金属矿山安全与健康国家重点实验室；3.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)



火焰原子吸收光谱法测定钛精矿中氧化钙和氧化镁的含量

海冰1,2,3徐修平1,2,3彭立夫1,2,3

(1.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；2.金属矿山安全与健康国家重点实验室；3.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)

摘要以分析纯盐酸、氢氟酸、高氯酸为酸熔剂热分解钛精矿试样，用6 mol/L盐酸浸取，以氯化锶作释放剂，控制溶液酸度为(3+97)，实现钛的水解和干扰元素的分离。定容后，采用火焰原子吸收光谱法测定氧化钙和氧化镁的含量。通过条件试验确定了测定溶液中浸取盐酸浓度为0.036 mol/L、锶含量5 mg/mL，加标回收结果良好，精密度满足要求。火焰原子吸收光谱法可以作为钛精矿中氧化钙和氧化镁含量的测定方法，已被纳入冶金行业标准。

关键词钛精矿火焰原子吸收光谱法氧化钙氧化镁

火焰原子吸收光谱法是基于蒸汽相中被测元素的基态原子对其原子共辐射的吸收强度来测定试样中被测元素含量的一种新型的仪器分析方法，具有灵敏度高、分析速度快、干扰小的优点，已广泛应用于冶金、机械、化工、农业、食品、生物医药、环境保护等领域中某些元素含量的测定。采用火焰原子吸收光谱法测定试样中氧化钙和氧化镁含量时，铝、铍、钛、锆、硅、硫、磷等元素均会对测量结果产生干扰。国内外应用该方法测定氧化钙和氧化镁含量的标样定值和生产实践经验表明，加入锶盐或镧盐可有效抑制这些元素对测量结果的干扰[1]。

采用火焰原子吸收光谱法测定钛精矿中氧化钙和氧化镁含量时，一般采取碱熔或酸熔对试样进行分解[2]。试样经碱熔后调节pH为4～5，分离钛、铁、锰、铝等元素后进行容量法测定。为避免碱熔引入大量溶剂和对结果的干扰，试验采用酸熔分解试样。考虑到钛基体是主要的干扰物质，采用氯化锶抑制其对测量结果的干扰，进行钛精矿氧化钙和氧化镁含量的测定。

1试验仪器与试剂

1.1试验仪器

主要试验仪器日立Z-8100型塞曼原子吸收分光光度计(日本日立公司生产)，配套空气-乙炔气路系统和Ca-Mg空心阴极灯。

1.2主要试剂

氢氟酸、盐酸、高氯酸、氯化锶等为分析纯或优级纯；酸浸取用的盐酸浓度为6.00 mol/L，由分析纯盐酸配制；氯化锶溶液(锶含量50.00 mg/mL)；氧化钙标准溶液(1.00 mg/mL，50.00 μg/mL)；氧化镁标准溶液(0.50 mg/mL，50.00 mg/mL，5.00 μg/mL)；去离子水。

1.3仪器测定条件

钙波长422.7 nm，单色器通带宽度0.4 nm，燃烧器高度7.5 mm，灯电流7.5 mA，空气流量15.0 L/min，乙炔流量2.0 L/min；镁波长285.2 nm，单色器通带宽度1.3 nm，燃烧器高度7.5 mm，灯电流7.5 mA，空气流量15.0 L/min，乙炔流量 2.2 L/min。

2试验方法

2.1标准曲线的绘制

氧化钙标准曲线。移取0.00，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL的氧化钙标准溶液(50.0 μg/mL)分别置于一组100 mL容量瓶中，分别加6.0，5.9，5.8，5.7，5.6，5.5，5.4 mL酸度(1+1)的盐酸和10.0 mL氯化锶溶液(50 mg/ml)，以水稀释至最大刻度，混匀。采用火焰原子吸收光谱法测定吸光度与氧化钙含量的标准曲线。

氧化镁标准曲线。移取0.00，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL的氧化镁标准溶液(10.0 mg/mL)分别置于一组100 mL容量瓶中，分别加6.0，5.9，5.8，5.7，5.6，5.5，5.4 mL酸度(1+1)的盐酸和10.0 mL氯化锶溶液(50 mg/mL)，以水稀释至最大刻度，混匀。采用火焰原子吸收光谱法测定吸光度与氧化钙含量的标准曲线。

2.2试验方法

称取0.100 0 g钛精矿试样，置于聚四氟乙烯坩埚中，以少量去离子水湿润，分3次加入15.00 mL分析纯盐酸，确保坩埚中溶液出现混浊。在电热板上先低温后高温加热，适当摇动，避免结底，待大部分试样溶解后，加5 mL氢氟酸继续加热至几乎无黑色矿样，再加入3 mL高氯酸继续加热至冒浓厚白烟数分钟。将坩埚取下，稍冷，以去离子水冲洗埚壁后，继续加热冒白烟至近干。取下，稍冷，加一定量的盐酸(6 mol/L)温热溶解、冷却，移入100 mL容量瓶中，再加入一定量的氯化锶溶液，控制溶液酸度(3+97)，定容后测定氧化钙和氧化镁含量。如含量偏高，可取一定量分液进行稀释，补加一定量的分析纯盐酸和氯化锶溶液，再重新定容、测定。全量测定、分量测定均需设置空白对照。

3试验结果与讨论

3.1浸取盐酸用量试验

0.100 0 g标样BY0106-1酸熔后，加入不同用量的盐酸浸取，定容于100.00 mL容量瓶中。控制溶液酸度(3+97)，溶液含锶5 mg/L，测定氧化钙和氧化镁含量，同时作空白对照。每一盐酸用量进行3次测定取平均值，不同浸取盐酸用量时的测定结果见表1。

表1　盐酸用量对测定结果的影响

从表1可知，盐酸用量2.00,6.00，10.00 mL时，测量结果均较好。为减少盐酸用量并保证溶液酸度，选取盐酸用量6.00 mL为宜，此时测试溶液盐酸浓度为0.036 mol/L。

3.2氯化锶溶液用量试验

另取标样BH0104 0.100 0 g，按照试验方法酸溶后，添加浸取盐酸6 mL，定容为100 mL。因标样氧化钙和氧化镁含量过高，分别分取10.00 mL溶液于5个100.00 mL容量瓶中，加入不同用量的氯化锶溶液，补加分析纯盐酸至溶液酸度为(3+97)，定容后测定氧化钙和氧化镁含量，同时作空白对照。测量结果见表2。

表2　锶盐用量对测定结果的影响

从表2看出，对比标样氧化钙和氧化镁含量原值，加入10.000 mL氯化锶溶液测定结果最好。因此，选择氯化锶溶液加入量为10.000 mL，即测定溶液中锶含量为5 mg/mL。

3.3加标回收试验

称取0.100 0 g标样BH0104经酸熔后，加入6 mL盐酸浸取，在100.00 mL容量瓶中定容，分别移取10.00 mL置于4个50 mL容量瓶中，各加入不同用量的氧化钙标准溶液，再加入氯化锶溶液至锶含量为5 mg/mL，补加分析纯盐酸至(3+97)酸度。在制得的溶液中测定氧化钙加标回收率，结果见表3。因标样氧化镁含量很高，标样定容后稀释50倍做加标回收试验，结果见表4。

表3　氧化钙加标回收试验结果

表4　氧化镁加标回收试验结果

从表3、表4可知，氧化钙和氧化镁加标回收率指标均较好，加标回收满足要求。

3.4精密度试验

称取BY0106-1标样9份，分别测定氧化钙和氧化镁含量，进行精密度试验，结果见表5。

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表5表明，该测定方法精密度较好。

4样品的测定

称取0.100 0 g钛精矿试样，按试验方法进行处理，其中6 mol/L盐酸加入量为6.0 mL，氯化锶溶液加入量为10.0 mL。氧化钙和氧化镁含量偏高取分液进行稀释测定时，测定溶液需补加分析纯盐酸至酸度为(3+97)，补加氯化锶溶液至溶液含锶5 mg/mL。测定结果见表6。

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5结论

钛精矿能被盐酸、氢氟酸、高氯酸加热分解完全，用6 mol/L盐酸浸取，以氯化锶作释放剂，在(3+97)的酸度介质中可使大部分钛水解，达到其与氧化镁、氧化钙分离的目的，且不需过滤，能直接测定氧化钙和氧化镁的含量。采用火焰原子吸收光谱法分别对钛精矿标样和试样测定其中氧化钙和氧化镁含量，准确度和精密度均较好，说明该方法可以作为钛精矿中氧化钙和氧化镁含量的测定方法。

参考文献

[1]董兰芳，塘泽信.GB 6730.14—1986铁矿石化学分析方法 原子吸收分光光度法测定钙和镁量[S].北京：中国标准出版社，1986.

[2]尹明，李家熙.岩石矿物分析[M].4版.北京：地质出版社，2011.

(收稿日期2016-02-17)

海冰(1968—)，女，工程师，243000 安徽省马鞍山市经济开发区西塘路666号。