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ICP-OES测定钨矿中的钨含量

ICP光谱

  • ICP-OES测定钨矿中的钨含量

    引言

    钨是一种稀有金属。稀 有金属通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属。钨是一种分布较广泛的元素,几乎遍见于各类岩石中,但含量较低。钨在地壳中的含量为0.001%,在花 岗岩中含量平均为1.5×10-6,这种特性导致其提取难度非常大,通常只能用有机溶剂萃取法及离子交换法分离提取。我国钨矿资源丰富,钨的 产量和出口总量均占世界第一。钨也是一种战略金属。众所周知,稀有金属是国家的重要战略资源,而钨是典型的稀有金属,具有极为重要的用途。它是当代高科技新材料的重要组成部分,一系列电子光学材料、特殊合金、新型功能材料及有机金属化合物等均需使用独特性能的钨。用量虽说不 大,但至关重要,缺它不可。因而广泛用于当代通讯技术、电子计算机、宇航开发、医药卫生、感光材料、光电材料、能源材料和催化剂材料等。钨是也一种难熔金属。一般熔点高于1650℃并有一定储 量的金属以及熔点高于锆熔点(1852℃)的金属称为难熔金属。典型的难溶金属有钨、钽、钼、铌、铪、铬、钒、锆和钛。作为一种难熔金属,钨最重要的优点是有良好的高温强度,对熔融碱金属和蒸气有良好的耐蚀性能,钨只有在1000℃以上才出现氧化物挥发和液相氧化物。

    方法摘要:

    本文通过一系列的实验,确定了样品经过高温碱熔、盐酸提取,用ICP-OES测定钨量,方法简便快速,准确可靠,测定范围宽,可用于钨矿中钨(0.005%~60%)的测定。RSD为0.4~3.5%,回收率在98.2%~103.7%。

    关键词:钨矿,ICP-OES,碱熔

    1.实验部分

    1.1 试剂与设备

    浓盐酸(优级纯)

    过氧化钠(分析纯)

    1000μg/ml钨标准储备溶液(国家有色研究院分析测试中心

    钨标准曲线:

    分别取0,5,10,20,30ml标准储备溶液于500ml容量瓶中,用20%盐酸稀释至刻度,摇匀。

    1.2 设备

    分析天平(准确至0.0001g)

    锆坩埚

    马弗炉(带温控)

    特氟龙烧杯

    瓶顶移液器

    PP试管(带试管架)

    ICP-OES(Varian735ES)带冷水机、自动进样器

    仪器条件:

    1.3 实验过程



    1.3.1 准确称取0.1g左右(0.090~0.110g)的样品;

    1.3.2 称完后,再往每个坩埚内加入1.1g左右的过氧化钠,盖上坩埚盖,轻轻摇动坩埚使样品和过氧化钠混合均匀;

    1.3.3 将坩埚放入700°C的马弗炉内,熔融30min

    1.3.4 取出,冷却至室温,用纯水洗净坩埚底部;

    1.3.5 将坩埚转移至250ml聚四氟乙烯烧杯(俗称“塑料王”),先加入70ml纯水,再加入30ml浓盐酸,轻轻摇动烧杯使杯内溶液混合均匀;

    1.3.6 在室温下放置1~1.5小时,待其充分反应完全后,轻轻晃动烧杯,摇匀烧杯内的溶液,将溶液转移至25ml的塑料(PP)试管,往试管倒溶液时不要倒太多,约占试管体积的一半即可;



    1.3.7 送仪器室,用ICP-OES测试。

    2.结果与讨论

    2.1方法检出限



    2.2 方法准确度数据



    2.3 方法精密度试验数据



    2.4 不同条件下标准物质回收实验数据



    条件A:延长碱熔时间为45分钟;

    条件B:样品同过氧化钠混合不均匀;

    条件C:盐酸浓度低于30%。

    3.结论

    通过一系列的实验表明,采用本文所用的碱熔条件,方法操作简便,快速准确,精密度较好,准确度高,能满足钨矿中钨含量的测定。

    4.参考文献

    (1)岩矿分析手册有色金属分析卷;

    (2)分析实验室,ICP-AES法测定钨矿中的钨;
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  • 玉米馒头

    第1楼2014/10/27

    应助达人

    楼主,这篇文章有几个问题没说清呢。
    1.用哪种坩埚你都没写呢,而且1.1g熔剂对于0.1g试样确实是足够了,但对于一般大小的坩埚而言,熔剂用量算是很少了;
    2. 方法仅使用了国家标准物质,适用于60%的钨精矿样品的结论是如何得出的,高含量样品需要稀释,对仪器测量重现性要求更高;
    3. 溶液采用这种定容方式真的精确么?坩埚从溶液中取出难道不需要清洗么...
    4. 钨在酸性溶液中沉淀,楼主你碱熔酸提的依据何在...

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  • 千层峰

    第2楼2014/10/28

    看的仔细啊!

    玉米馒头(alhoon) 发表:楼主,这篇文章有几个问题没说清呢。
    1.用哪种坩埚你都没写呢,而且1.1g熔剂对于0.1g试样确实是足够了,但对于一般大小的坩埚而言,熔剂用量算是很少了;
    2. 方法仅使用了国家标准物质,适用于60%的钨精矿样品的结论是如何得出的,高含量样品需要稀释,对仪器测量重现性要求更高;
    3. 溶液采用这种定容方式真的精确么?坩埚从溶液中取出难道不需要清洗么...

    4. 钨在酸性溶液中沉淀,楼主你碱熔酸提的依据何在...

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  • 玉米馒头

    第3楼2014/10/28

    应助达人

    先前做过ICP-OES测定岩石矿物中低含量W/S的实验,刚玉坩埚氢氟酸飞硅,2 g过氧化钠,酒石酸提取,转过头来发现和岩石矿物分析一书上的方法类似,做了无用功,所以印象比较深刻...

    别的不说,精矿样品往往涉及定价,使用ICP测定稀释溶液还是挺悬的

    千层峰(jxyan) 发表:看的仔细啊!

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  • abcpgf

    第4楼2014/10/28

    应助达人

    谢谢提醒,有些细节还真是没有注意到。先来回答你的一些问题:

    1.坩埚用的是锆坩埚,这个熔剂量是很经济的了。这个有实验数据的。

    2.对于高含量的溶液用ICP分析是需要稀释的,这样才准确。

    3.溶液定容我们用的是移液器,移取之前是要自校的,坩埚是不需要取出来的,直接浸泡1小时后摇匀,倒出部分溶液的;

    4.酸性溶液中沉淀?这个我们还没有发现,有些浑浊滴加几滴HF就澄清了。

    以上是个人浅见,不对之处,请多指教。

    玉米馒头(alhoon) 发表:楼主,这篇文章有几个问题没说清呢。
    1.用哪种坩埚你都没写呢,而且1.1g熔剂对于0.1g试样确实是足够了,但对于一般大小的坩埚而言,熔剂用量算是很少了;
    2. 方法仅使用了国家标准物质,适用于60%的钨精矿样品的结论是如何得出的,高含量样品需要稀释,对仪器测量重现性要求更高;
    3. 溶液采用这种定容方式真的精确么?坩埚从溶液中取出难道不需要清洗么...
    4. 钨在酸性溶液中沉淀,楼主你碱熔酸提的依据何在...

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  • 玉米馒头

    第5楼2014/10/28

    应助达人

    钨沉淀的问题在岩石矿物分析第三版377页有叙述,第四版第三分册319页的说明相对更详细,低含量小取样量的样品快速测定可能看不出问题,但是高含量的就不敢保证了。严谨一些的话,应该配上高含量样品的分析结果以及和辛可宁重量法结果的对比。

    abcpgf(abcpgf) 发表:谢谢提醒,有些细节还真是没有注意到。先来回答你的一些问题:

    1.坩埚用的是锆坩埚,这个熔剂量是很经济的了。这个有实验数据的。

    2.对于高含量的溶液用ICP分析是需要稀释的,这样才准确。

    3.溶液定容我们用的是移液器,移取之前是要自校的,坩埚是不需要取出来的,直接浸泡1小时后摇匀,倒出部分溶液的;

    4.酸性溶液中沉淀?这个我们还没有发现,有些浑浊滴加几滴HF就澄清了。

    以上是个人浅见,不对之处,请多指教。

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  • abcpgf

    第6楼2014/10/28

    应助达人

    那倒是,一般超过10%的话,建议还是用重量法或者滴定法。

    玉米馒头(alhoon) 发表:钨沉淀的问题在岩石矿物分析第三版377页有叙述,第四版第三分册319页的说明相对更详细,低含量小取样量的样品快速测定可能看不出问题,但是高含量的就不敢保证了。严谨一些的话,应该配上高含量样品的分析结果以及和辛可宁重量法结果的对比。

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  • abcpgf

    第7楼2014/10/28

    应助达人

    60%是一个根据曲线延长推出的理论最高含量值,实际上很难有这么高的。

    玉米馒头(alhoon) 发表:钨沉淀的问题在岩石矿物分析第三版377页有叙述,第四版第三分册319页的说明相对更详细,低含量小取样量的样品快速测定可能看不出问题,但是高含量的就不敢保证了。严谨一些的话,应该配上高含量样品的分析结果以及和辛可宁重量法结果的对比。

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  • abcpgf

    第8楼2014/10/28

    应助达人

    如果含量高的话,一般我们是会做比对试验的,不过目前手头没有高含量的标准物质,所以暂时做不了高含量试验。

    玉米馒头(alhoon) 发表:先前做过ICP-OES测定岩石矿物中低含量W/S的实验,刚玉坩埚氢氟酸飞硅,2 g过氧化钠,酒石酸提取,转过头来发现和岩石矿物分析一书上的方法类似,做了无用功,所以印象比较深刻...

    别的不说,精矿样品往往涉及定价,使用ICP测定稀释溶液还是挺悬的

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  • 玉米馒头

    第9楼2014/10/28

    应助达人

    钨精矿按最高品级WO3>70%换算,对应W含量为55.51%。

    新配的标准溶液和放置了一段时间后(比如一天)相比,强度有变化么?氯化铅是沉淀,但即便误配了盐酸基体的铅标准溶液,当时可能也看不出问题,但放置一天以后再看就会发现问题了。标准序列基体匹配的问题楼主也可以斟酌下。

    abcpgf(abcpgf) 发表:60%是一个根据曲线延长推出的理论最高含量值,实际上很难有这么高的。

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  • abcpgf

    第10楼2014/10/28

    应助达人

    这倒是需要注意的,放置久了会偏低一些的。

    玉米馒头(alhoon) 发表:钨精矿按最高品级WO3>70%换算,对应W含量为55.51%。

    新配的标准溶液和放置了一段时间后(比如一天)相比,强度有变化么?氯化铅是沉淀,但即便误配了盐酸基体的铅标准溶液,当时可能也看不出问题,但放置一天以后再看就会发现问题了。标准序列基体匹配的问题楼主也可以斟酌下。

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