ICP-AES光谱法测定一级动力波中的铼

2019-02-25邱才升廖彬玲刘芳美傅晓琴

世界有色金属 2019年24期

邱才升，廖彬玲，刘芳美，傅晓琴

（紫金铜业有限公司, 福建龙岩 364204）

铼作为贵重的稀散金属元素，在地壳中的含量约为1×10-7%，铼广泛用于现代工业各部门，基于铼的特殊性质主要用作石油工业和汽车工业催化剂，航空发动机耐热部件的制造，全球约80%的铼用于生产航空发动机等方面。通过查阅文献[1]，铼的分离富集方法主要包括蒸馏、共沉淀、离子交换与吸附、溶剂萃取[2]、液膜分离等。铼的测试方法主要有分光光度法、极谱法、ICP-AES法[3]、ICP-MS法[4-6]，以及X荧光光谱法[7]等。上述文献对于一级动力波中铼的测定报道较少,而ICP-AES法操作简单，具有线性范围宽、灵敏度高、检出限低、精密度好等优点。本文主要针对一级动力波中铼的测定进行研究，通过硝酸、盐酸溶解后，加入酒石酸掩蔽干扰离子，再用ICP-AES进行测定，可以降低铼的检出限，提高了分析精密度，得到了令人满意的结果。

1 实验部分

1.1 实验原料

本文所研究的样品来自铜冶炼企业制酸工艺生产过程中产生的一级动力波，其主要成分及酸度见表1所示。

1.2 试剂

实验用水为二次去离子水，以下试剂均为分析纯试剂。盐酸(AR)；硝酸(AR)；酒石酸（200g/L）；铼粉（WRe≥99.99%）。

1.3 仪器

仪器工作条件的选择以仪器推荐的参数参考，综合电感耦合等离子体光谱仪的日常检测，选择ICP-AES(Prodigy xp)测定条件：发射功率：1.2KW，冷却气：20LPM，辅助气：0.2LPM，雾化气：34PSI，波长197.312nm。

1.4 标准工作溶液的制备

铼标准贮存溶液（100ug/mL）：称取0.1000g金属铼粉于150mL烧杯中，加入20mL（1+1）盐酸溶液，5mL（1+1）硝酸溶液，加热至完全溶解，冷却至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含100μg铼。

铼标准贮存溶液（10ug/mL）：移取10.00mL 100 mg/L的铼标准贮存溶液于100 mL的容量瓶中，加入10 mL硝酸，用水稀释至刻度，混匀，此溶液1 mL含10μg铼。

标准工作溶液：分别移取0mL、5.00mL（10 ug/mL）的铼标准贮存溶液，1.00mL、2.00mL、5.00 mL、10.00mL（100 ug/mL）的铼标准贮存溶液于100mL容量瓶中，加10mL（1+1）硝酸，用水稀释至刻度，混匀。此标准溶液1mL含铼依次为0μg、0.5μg、1μg、2μg、5μg、10μg。

1.5 测定

于电感耦合等离子发射光谱仪上，仪器稳定后，在波长197.313 nm将系列标准溶液引入ICP-AES，按软件规定的程序，以零浓度为空白，采集系列标准溶液各元素的光谱强度，绘制各元素工作曲线并存入计算机（各元素的工作曲线的线性相关系数应大于0.999，否则需重新绘制）。测定空白溶液及分析溶液，在输入定容体积和稀释倍数后，仪器根据标准工作曲线，自动进行数据处理，计算并输出分析溶液的浓度。

1.6 试验过程

准确移取10.00mL一级动力波样品于150mL烧杯中，加入10ml盐酸，5ml酒石酸，低温煮沸数分钟，然后加入10ml硝酸，继续加热蒸煮至近干，取下，冷却至室温后加入（1+1）硝酸10ml，后定容至100ml，于ICP-AES测定。

2 结果与讨论

2.1 仪器相关条件的选择

（1）元素分析谱线的选择。仪器软件数据库自带谱线有227.525、221.426、204.908和197.313nm，通过铼标准曲线和样品合成溶液分析，标准曲线的相关系数分别为R2=0.9989、R2=0.9989、R2=0.9920、R2=0.9999，但测定样品合成溶液时，197.313nm的干扰少、信背比和灵敏度高、发射强度稳定，因此试验选择铼分析谱线Re197.312nm。

（2）仪器工作条件的优化。为提高待测元素的检出限，利用液体样品中空白信号较小，利用本仪器软件的功能，选择对强度最小的197.312nm分析线进行优化，选定功率为1.2kw。

（3）检出限。以11次样品空白溶液的测定结果，根据IUPAC规定计算出铼谱线197.312nm的检出限为0.002ug/ml。

2.2 盐酸的加入量

移取某一级动力波试样7份，固定其他条件不变，按照表2.6的操作步骤，只改变过盐酸加入量，分别加入0mL、2mL、4mL、6mL、8mL、10mL、12mL，进行试验，结果见表2。

表2 盐酸加入量条件试验

通过表2可知，盐酸的加入量小于10mL时，溶液产生不同程度的浑浊，因为，盐酸的加入量不够，溶液无法被完全消解,盐酸加入量大于等于10mL时，溶液澄清良好，因此本方法选择加入10mL盐酸。

2.3 酒石酸的加入量

移取某一级动力波样品6份，固定其他条件不变，只改变酒石酸加入量，按照2.6的操作步骤，进行试验，分别加入0mL、2mL、4mL、5ml、6mL、8mL，结果见表3。

表3 酒石酸加入量条件试验

通过表3可知，酒石酸加入量小于等于4mL时，溶液产生不同程度的浑浊，因为，酒石酸的加入量不够，溶液中的金属离子没有被完全络合,酒石酸加入量大于等于5mL时，溶液澄清良好，无浑浊,因此本方法选择加入5mL(200g/L)酒石酸溶液。

2.4 硝酸的加入量

移取某一级动力波试样6份，固定其他条件不变，按照2.6的操作步骤，只改变过硝酸加入量，分别加入0mL、2mL、4mL、6mL、8mL进行试验，结果见表4。通过表4可知，硝酸的加入量小于等于4mL时，溶液产生不同程度的浑浊，因为，硝酸的加入量不够，溶液无法被完全消解,硝酸加入量大于等于5mL时，溶液澄清良好，因此本方法选择加入5mL硝酸(AR)。

表4 硝酸加入量条件试验

2.5 准确度及精密度实验

表5 精密度实验结果

（1）方法精密度实验.在最优条件下，按照2.6试验方法对制酸厂的一级动力波样品1#，2#，3#，4#样品平行测定11次，测定结果及其相对标准偏差（RSD）如表5所示。铼的相对标准偏差（RSD）在0.39%～1.98%之间，满足分析要求，同时也说明该方法精密度良好。

（2）方法加标回收率实验。按照2.6的实验过程，移取7份1#样品，分别加入250μg的铼；称取7份2#样品，分别加入500μg的铼；称取7份#样品，分别加入1000μg的铼；移取7份4#样品，分别加入1500ug的铼；按照试验方法测定铼含量，计算回收率，测定结果如表6所示。从测定结果可以看出，该方法加标回收率在96.99%～100.74%之间，回收率能够满足分析要求，同时也能说明该方法准确度高。