电感耦合等离子体发射光谱法测定钼化学产品中的硫含量

陈秋芳

(金堆城钼业股份有限公司质量计量监测中心，陕西 渭南 714000)



电感耦合等离子体发射光谱法测定钼化学产品中的硫含量

陈秋芳

(金堆城钼业股份有限公司质量计量监测中心，陕西 渭南 714000)

提出了电感耦合等离子体发射光谱法测定钼化学产品中硫含量，优化了仪器硫元素的分析谱线，对最佳测定条件进行了试验探讨，验证了测定方法的准确性和稳定性。方法的检出限(3 s)为0.012 mg/L，方法的回收率在98.0%～104 %之间，测定值的相对标准偏差(n=11)均小于4%。方法用于钼酸铵及高纯三氧化钼样品分析，所得结果与化学法测定结果相符合。方法简单实用，准确度高，能满足钼化学产品质量检验的需要。

电感耦合等离子体发射光谱法；硫；钼化学产品；钼酸铵；高纯三氧化钼

0 引 言

目前，我国钼工业迅猛发展，钼化学产品国内外需求量都很大。钼在化学领域也有多种应用，用于生产催化剂、润滑剂和颜料[1]，也是生产钼金属及其他金属产品和化工产品的初级原料，其品质的好坏直接影响产品的质量，及时准确地了解钼化学产品中杂质元素的含量对提高其产品质量和产量都有重要作用[2]。

钼酸铵生产工艺中，钼焙砂经过酸洗、氨浸，钼焙砂中的钼转变为钼酸铵进入溶液中，铜、锌、镍、铁等元素与氨形成络离子进入溶液，会在钼酸铵中成为杂质，在溶液中加入硫化铵形成硫化物沉淀除去，测定钼酸铵中的杂质对生产工艺也具有指导性的作用。本文主要讨论测定钼化工产品中的硫含量。

当前测定钼化学产品(钼酸铵、高纯三氧化钼)中硫含量的方法主要是目视比浊法，采用GB654-93《化学试剂 四水合钼酸铵(钼酸铵)硫酸盐的测定》。方法如下：试料以氨水溶解，用硝酸沉淀钼酸，过滤分离，在微盐酸酸性溶液中，可溶性硫酸盐与氯化钡作用生成硫酸钡沉淀，含量低时呈悬浊体，用目视比浊法测定。传统的测定方法存在操作繁琐、耗时费力、人为误差大、分析精度差、测试速度慢等不足，已无法满足当前化工质量检测快速准确地完成批量样品的检测需求，因此建立一种快速、准确地测定钼酸铵中硫含量的分析方法具有重要的意义。

近年来仪器分析发展迅速，电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)分析技术以其测定速度快、分析效率高、灵敏度高、线性范围宽、多元素同时测定等特点[3]，在批量样品的检测中体现出了优势，受到了广大分析者的认可和欢迎，在钼化工产品检测领域应用广泛，如已应用于钼化学产品中铜、锌、镍、铁等多种杂质的测定，但是对于低含量硫的测定一直未应用于生产。本工作以过氧化氢、硝酸消解样品后，直接采用ICP-AES测定钼化学样品中的硫元素含量。通过对干扰元素的准确校正，对于谱峰位置、背景位置和宽度选择调节，测量下限低、分析精度高[5]，灵敏度和稳定性好；方法操作简便、分析周期短、技术性能优良，能满足钼化学产品批量质量检测的需要。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

ICAP-7400型全谱直读等离子体发射光谱仪；“优普”UPDRO-500L反渗透制水机。

硫标准储备溶液：0.1 g/L，由预先干燥恒重的无水硫酸钠(优级纯)配制而成。

过氧化氢、硝酸为优级纯。

所用试剂均为优级纯，试验用水为二级水。

1.2 仪器工作条件

射频功率1 150 W，辅助器流量0.5 L/min，雾化器流量24-32PSI,蠕动泵转速50 r/min，垂直观测高度15 mm，检测时间15 s(波长大于260 nm)或20 s(波长小于260 nm)。

1.3 试验方法

称取1.000 g钼系列产品试样置于200 mL烧杯中，加入50 mL水冲洗杯壁并分散样品，加入过氧化氢2～5 mL并低温加热进行消解，至样品溶解后再加入2 mL硝酸，煮沸2 min，冷却，移入100 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。(注：如果高纯三氧化钼在溶样品过程中，加入5 mL过氧化氢溶解不彻底，可补加过氧化氢直至溶解)。在仪器工作条件下，将溶液于等离子体发射光谱仪波长硫180.7 nm处进行测定。

2 结果与讨论

2.1 分析元素的波长选择

ICAP-7400型ICP 检测器使用的波长范围为170～900 nm,在该范围内,可供选用硫的灵敏线为180.731 nm、182.034 nm和182.624 nm,所检测的180.731 nm谱线读数强度比182.034 nm和182.624 nm高(结果见表1)。据相关资料及本仪器所附资料显示,180.731 nm的谱线有钙180.70 nm、锰180.747 nm和铁180.78 nm的谱线,均会造成干扰;但从试样预先分析得知,试样中以上元素含量很低,基本不会造成干扰。故选用硫180.731 nm为分析线。

表1 分析谱线发射强度对比

2.2 仪器驱气时间影响

因为硫的发射波长为180.731 nm、182.034 nm和182.624 nm,在低波范围,容易受空气中氧气吸收带的严重干扰。在整个气路系统中,仪器驱气时间应该足够长,用氩气赶尽光路中的空气成分,再进行测定;否则测定硫的结果偏低,而且重现性差。通过实验,在仪器恒温状态下,驱气2 h以上,测定结果稳定。因此,仪器驱气时间应大于2 h。

2.3 方法检测限

用试剂空白在所选条件下,连续平行测定10次,测量标准偏差(S)为0.003 9 mg/L。以标准偏差的3倍作为方法的检测限3 s为0.012 mg/L。

2.4 精密度试验

平行称取一批二钼酸铵样品11份，分别用1.3试样处理方法处理后进行测定，对11次测定结果进行数理统计，计算出相对标准偏差，结果见表2。

表2 精密度试验结果

2.5 加标回收试验

根据钼化学产品中硫的含量，同时取两批二钼酸铵，经过(1.3)样品的预处理后，分别加入标准溶液(见表3)，测定结果如下。

2.6 结果对照实验

取5批钼酸铵样品和2批高纯三氧化钼样品,分别用ICP和目视比浊法进行碳硫分析测定,结果见表4。

表3 加标回收试验

表4 结果对照实验

从结果可知,用ICP测定的结果与目视比浊法测定的结果基本相符,可用于生产控制过程中及钼化学产品批量质量检测。

2.7 样品测定

使用ICP方法分别对10批钼酸铵样品中的硫进行测定,各称取1.000 0 g钼酸铵, 加入50 mL水冲洗杯壁并分散样品，加入过氧化氢2～5 mL并低温加热进行消解，至样品溶解后再加入2 mL硝酸，煮沸2 min，冷却，移入100 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。在仪器工作条件下，将溶液于等离子体发射光谱仪波长硫180.7 nm处进行测定。结果见表5。

表5 样品测定结果

3 结 论

(1)通过实验,确定了ICP发射光谱法测定钼化学产品(钼酸铵和高纯三氧化钼)硫含量的具体方法。

(2)针对该方法,分别进行了仪器测量谱线和样品处理方法的选择;进行了精密度和准确度实验,检验该方法的准确性和实用性。

(3)利用ICP仪器的作用,对钼化学产品(钼酸铵和高纯三氧化钼)中的硫进行测定, 测量下限低，分析精密度好，准确度高，检出限与背景等效浓度低，检测元素含量范围宽，方法简单实用，操作方便快捷，分析周期短，技术性能优良，能满足钼化学产品批量质量检测的需要。

[1] 蒋丽娟，刘 燕，张文钲，等.2012年钼业年评[J].中国钼业, 2013, 37(1)：1-7.

[2] 秦 婷，张旭龙，热孜婉，等.X射线荧光光谱法测定钼精矿中钼、铁、铅、铜、硅和钙含量[J].理化检验, 2013, 49(7)827-830.

[3] 成 勇.电感耦合等离子体发射光谱法测定偏钒酸钾中13种微量杂质元素[J].理化检验, 2013, 49(7)831-832

[4] 赵 昱. 利用发射光谱测定工业氧化钼中的硫含量[J].中国钼业, 2007, 31(2):26-27.

[5] 张穗忠，李 杰.电感耦合等离子体原子发射光谱法测量萤石中硫含量[J].武汉工程职业技术学院学报, 2013, 25(4)1-3.

[6] 北京矿冶研究总院分析室.矿石及有色金属分析手册[M].北京:冶金工业出版社, 2001.

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INDUCTIVELY COUPLED PLASMA ATOMIC EMISSION SPECTROSCOPY FOR DETERMINING SULFUR CONTENT IN MOLYBDENUM CHEMICAL PRODUCTS

CHEN Qiu-fang

(Quality Measurement and Testing Center，Jinduicheng Molybdenum Co.，Ltd.，Weinan 714000，Shaanxi，China)

Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy(ICP-AES) was submitted to determine sulfur content in molybdenum chemical products.The analysis spectral line of sulfur was optimized, the accuracy and stability of the determination was verified.The detection limit (3 s) was 0.012 mg/L, the recovery was 98% ～ 104%, the relative standard deviation of the determination values was less than 4% (n=11).The method was used for analysis of ammonium molybdate and high pure molybdenum trioxide samples, the determination results were in accord with the chemical method. The method is simple, practical, highly accurate, and can meet the need of quality inspection for molybdenum chemical products.

Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometric(ICP-AES); sulfur; molybdenum chemical products; ammonium molybdate; high-purity molybdenum trioxide

2016-12-08；

2017-01-10

陈秋芳(1973—)，女，化学分析工程师，现从事钼化工分析检测工作。E-mail:413709638@qq.com

10.13384/j.cnki.cmi.1006-2602.2017.02.009

O657.31

A

1006-2602(2017)02-0042-03