電感耦合等離子體原子發射光譜法測定鋯化合物中的雜質含量

陳 文

（江西省鎢與稀土產品質量監督檢驗中心，江西贛州 341000）

鋯化合物中鈣、鉿等元素含量的方法具有可行性，且與傳統方法相比，本方法具有更快速、更準確、檢出限低等優點，解決了測定中的關鍵技術難題，對鋯化合物中鈣、鉿等元素含量的科研和生產的關鍵技術指標也能起到一定的數據支撐與借鑒作用。準確測定鋯化合物中鈣、鉿等元素含量，能更好地為企業生產、交易服務，創造可觀的經濟價值，產生巨大的社會效益。

1 實驗部分

1）試劑材料。水，二級；鹽酸（ρ=1.19 g/mL）；標準貯備溶液：鈣、鉿等元素采用有效期內有證書的單元素標準貯備溶液，質量濃度為1 000μg/mL；鈣等元素混合標準溶液：分別移取5.00mL 鈣等元素標準貯備溶液于 100mL 塑料容量瓶中，加入5mL鹽酸，以水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL分別含有50μg 鈣等元素；鉿標準溶液：移取10.00mL 鉿標準貯備溶液于 100mL容量瓶中，加入5mL鹽酸，以水稀釋至刻度，混勻。此溶液1 mL 含有100μg鉿；氧化鋯基體（鈣等元素元素的質量分數≤0.0002%）：稱取22.22g高純氧氯化鋯（氧化鋯含量 36%），加入10mL鹽酸，加熱溶解，冷卻，轉入100mL塑料容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含有80 mg氧化鋯。

2）儀器設備。電感耦合等離子體原子發射光譜儀。

1.1 鈣等元素分析試液的制備

稱取氧氯化鋯2.22g置于200mL聚四氟乙烯燒杯中，加入少量水，加5mL鹽酸，低溫加熱至溶解完全，冷卻至室溫，移入100mL塑料容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

1.2 鉿分析試液的制備

移取5.00mL試液于100mL的容量瓶中，加入5 mL鹽酸，以水稀釋至刻度，混勻。

1.3 鈣等元素系列標準溶液的配制

準確移取0.20mL、1.00mL、4.00mL、10.00mL、20.00mL混合標準溶液（5.4）于一組100mL塑料容量瓶中，分別于每個塑料容量瓶中加入10.00mL氧化鋯基體（5.6，），加5mL鹽酸（5.2），用水稀釋至刻度，混勻。此系列標準溶液質量濃度分別為0.10μg/mL、0.50μg/mL、2.00μg/mL、5.00μg/mL、10.00μg/mL。

1.4 鉿系列標準溶液的配制

準 確 移 取 1.00mL、2.00mL、5.00mL、10.00 mL、20.00mL鉿標準溶液（5.5）于一組100mL容量瓶中，加5mL鹽酸（5.2），用水稀釋至刻度，混勻。此系列標準溶液質量濃度分別為0.00 μg/mL、1.00 μg/mL、2.00μg/mL、5.00μg/mL、10.00μg/mL、20.00μg/mL。

2 結果討論

2.1 元素種類及測定范圍

元素種類的主要確定依據為產品標準《氧氯化鋯》，按照產品標準鈉、鈣、鈦、鐵等元素需要測定，同時結合日常客戶的檢測需要，增加鉻、銅、鋅、鉛、鎘、錳、鎳、鉿含量的測定。因此，本方法包括對氧氯化鋯、碳酸鋯中12種雜質元素的測定。

元素的測定范圍主要根據《氧氯化鋯》產品標準的限值以及電感耦合等離子體光譜法的方法檢出限來確定的。因此元素的測定范圍為：鈣、鈉測定范圍0.0010%~0.050%，鈦、鐵鉻、銅、鋅、鉛、鎘、錳、鎳測定范圍0.0005%~0.050%，鉿測定范圍0.10%~2.00%。

2.2 分析譜線的選擇

對各被測元素的預選分析線進行加標回收，選出基體干擾和共存元素干擾小，信背比大，峰型好的最佳譜線作為分析線（表1）。

表1 分析譜線

2.3 酸度影響

分別稱取四份1# 碳酸鋯樣品2.000 0g，置于200mL聚四氟乙烯燒杯中，加入少量水，分別加入2mL、5mL、7mL、10mL鹽酸（2.2.1），低溫加熱至溶解完全，冷卻至室溫，移入100 mL容量瓶中，再分別加入0.5mL（2.2.3）鈣等元素標準溶液，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液用于鈣等元素對酸度的影響。

再稱取一份1# 碳酸鋯樣品2.0000g，置于200 mL聚四氟乙烯燒杯中，加入少量水，加入5mL鹽酸（2.2.1），低溫加熱至溶解完全，冷卻至室溫，移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。分取5.00mL于四個100mL的容量瓶中，分別加入2mL、5mL、7mL、10mL鹽酸（2.2.1），以水稀釋至刻度，混勻。此溶液用于鉿對酸度的影響。在所選擇待測元素的分析譜線上進行測定，考察酸度對測定元素的影響。結果見表2、表3。實驗結果表明：不同酸度對本方法沒有明顯影響，考慮酸對儀器的長期影響，本方法選擇5%的酸度比較合適。

表2 酸度對雜質元素的影響實驗

表3 酸度對鉿的影響實驗

2.4 方法測定下限

在選定的測定條件下，鈣等元素的檢出限用標準曲線中0.10μg/mL的溶液進行11次的測定、鉿的檢出限用0.50μg/mL的鉿溶液進行11次的測定，計算各元素的標準偏差，以其3倍的標準偏差計算檢出限，以其10倍的標準偏差，結合稀釋倍數、定容體積，計算測定下限，結合實際需要，給出最終測定下限見表4。

表4 方法測定下限

2.5 回收率實驗

稱取二份1# 碳酸鋯樣品2.0000g，置于200mL聚四氟乙烯燒杯中，加入少量水，加入5mL鹽酸（2.2.1），低溫加熱至溶解完全，冷卻至室溫，移入兩個100mL容量瓶中，再分別加入5.00mL（2.2.4）標準溶液和5.00mL（2.2.3）標準溶液，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液用于鈣等元素的回收率測定。

再稱取一份1# 碳酸鋯樣品2.0000g，置于200mL聚四氟乙烯燒杯中，加入少量水，加入5 mL鹽酸（2.2.1），低溫加熱至溶解完全，冷卻至室溫，移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。分取1.00mL試液+5.00mL（2.2.5）鉿標準溶液、1.00mL試液+10mL（2.2.5）鉿標準溶液于兩個100mL的容量瓶中，加入5mL鹽酸（2.2.1），以水稀釋至刻度，混勻。此溶液用于鉿的回收率測定。從表5看出，各元素回收率在96.8%~104.4%，能夠滿足分析要求。

表5 回收率實驗

3 結論

本方法采用鹽酸分解樣品，電感耦合等離子體原子發射光譜法測定鋯化合物中鈣、鉿等元素的含量。方法相對標準偏差為0.46 % ~4.25 %，加標回收率為96.8%~104.4%。方法適用于鋯化合物中鈣、鉿等雜質元素含量的測定。