CN115372453A - 一种测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆的方法 - Google Patents

一种测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115372453A
CN115372453A CN202211057807.XA CN202211057807A CN115372453A CN 115372453 A CN115372453 A CN 115372453A CN 202211057807 A CN202211057807 A CN 202211057807A CN 115372453 A CN115372453 A CN 115372453A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
sample
zirconium
barium
standard
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211057807.XA
Other languages
English (en)
Inventor
卢艳蓉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Original Assignee
Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baotou Iron and Steel Group Co Ltd filed Critical Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Priority to CN202211057807.XA priority Critical patent/CN115372453A/zh
Publication of CN115372453A publication Critical patent/CN115372453A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/626—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using heat to ionise a gas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/44—Sample treatment involving radiation, e.g. heat
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

本发明公开一种测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆的方法，该方法采用硝酸、氢氟酸、盐酸为溶剂，用微波消解仪将试样溶解，铑做内标，并利用ICP‑MS检测方法，可高准确度和高灵敏度检测包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆的含量，能够为尾矿回收综合利用控制过程提供准确数据。

Description

一种测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆的方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金分析技术领域，具体涉及一种测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆的方法。
背景技术
包头白云鄂博富钾板岩包含的化学元素较为丰富，主要组分为硅、铝、钾、铁，次量组分为钙、镁、钠、钡及微量的锆、钪、铌、稀土元素等。上述元素在白云鄂博矿选铁后少量会排入尾矿坝，准确测定尾矿中锆、钡含量，对包钢尾矿进行回收利用非常重要。
目前钡的测定方法主要有硫酸钡重量法、硫酸钡浊度法、电感耦合等离子体原子发射光谱法等。重量法适合测定质量分数为1.0％以上的钡；硫酸钡浊度法测定的灵敏度及准确度太差。近年来，采用电感耦合等离子体发射光谱法测定锆、钡有大量文献报道，如于亚辉讨论了《电感耦合等离子体原子发射光谱法测定白云鄂博富钾板岩中铁、钙、镁、铝和钡的含量》、王力强等研究了《偏硼酸锂熔融-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锆矿石中10元素》，但是关于ICP-MS法同时测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆却无标准方法及相关文献报道。
发明内容
本发明结合现代分析技术，硝酸、氢氟酸、盐酸为溶剂，用微波消解仪将试样溶解，铑做内标，利用ICP-MS准确度高、灵敏度的特点，检测包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆。
本发明提供一种灵敏度高，测定速度快，操作简便而且相对于其他方法干扰小，同时有良好的选择性；采用铑做内标，提高测定稳定性，能够为尾矿回收综合利用控制过程提供准确数据的ICP-MS测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆。
为实现发明目的，本发明提供一种测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆的方法，其包括以下步骤：
S1：称取试样于微波消解罐中，依次加入硝酸、盐酸、氢氟酸，盖好盖子，放上防爆片、拧紧放气阀，将微波消解罐放入保护套中；另取一个微波消解罐，加入硝酸、盐酸、氢氟酸制成空白样品，然后将装入试样的消解罐放入微波消解仪中；
S2：将装有空白样品的消解罐放入微波消解仪中，并且将温度控制传感器插入空白样品的消解罐中；
S3：启动微波消解仪，设定控制参数：功率1600W；升温程序为5min从室温升至120℃，保温2min；15min从120升至200℃，保温15min；冷却时间45min，消解程序结束后，温度至室温时取出消解罐，将所有消解罐中的样品溶液分别转移至250mL容量瓶，并定容；
S4：当试样中钡、锆含量大于0.0500％时，移取10mL样品溶液于100mL容量瓶中定容，得到待测的试样溶液和空白溶液；
S5：配制铑内标溶液:吸取单元素铑标准溶液(1000μg/mL)5mL至500mL容量瓶中，用2％硝酸水溶液稀释、定容配制成10μg/mL铑标液；吸取10μg/mL铑标液2mL至1000mL容量瓶中，用2％硝酸水溶液稀释、定容配制成20μg/L铑标液；
S6：绘制校准曲线：钡单元素标准溶液：浓度为1000μg/mL，来源于国家标准物质中心；锆单元素标准溶液：浓度为1000μg/mL，来源于国家标准物质中心；铝单元素标准溶液：浓度为1000μg/mL，来源于国家标准物质中心；钙单元素标准溶液：浓度为1000μg/mL，来源于国家标准物质中心；铁单元素标准溶液：浓度为1000μg/mL，来源于国家标准物质中心；
将钡、锆单元素标准溶液分别逐级稀释为5.00μg/mL；
分别取5.00μg/mL的钡、锆标准溶液0、0.500mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、5.00mL于250mL容量瓶中，加入铁、钙、铝单元素标准溶液，配制成溶液中分别含Fe10.00％、Ca8.00％、Al3.00％与样品基体匹配，加入3mL盐酸、3mL硝酸、5mL氢氟酸，以高纯水定容，摇匀，作为标准曲线系列溶液；此标准曲线系列溶液中钡、锆的浓度分别为0、10.00ng/mL、20.00ng/mL、40.00ng/mL、60.00ng/mL、100.00ng/mL；
S7：将标准曲线系列溶液、空白溶液、试样溶液引入电感耦合等离子质谱仪，在线引入Rh(20μg/L)做内标元素抑制基体效应，测定待测离子的信号强度，根据标准曲线，得到试样溶液中钡、锆的含量；
试样中钡、锆的含量按下式计算：
W％＝(Ci-C0)*V*f*100/m
式中：W-铁矿石中元素的质量百分含量；
C0-元素在待测空白溶液中浓度，μg/L；
Ci-元素在待测的铁矿石的样品浓度，μg/L；
V-待测溶液体积，L；
f-稀释倍数；
m-称取试样质量，g。
上述方法对包头白云鄂博选冶尾矿中的钡、锆的检测范围均为：0.0005at～0.500at％。
由于包头白云鄂博选冶尾矿中碳含量波动较大，通常在1.0～20.0％，高含量的碳会腐蚀铂金坩埚，而常用的铁坩埚、镍坩埚、刚玉坩埚会带入较大的锆、钡空白；另外ICP-MS的耐盐量为200mg/L，所以不适合采用碱熔融分解试样。本发明方法采用盐酸、硝酸、氢氟酸溶解试样，不仅降低样品溶液中的含盐量，而且避免器皿带入待测元素，使方法的检测下限更低。使用本方法对包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆进行测定，采用微波消解在高压密闭的条件下分解样品，不仅可以快速地完全分解样品，而且避免待测元素的挥发损失，在4小时内同时测定钡、锆，缩短了样品处理时间，分析方法的范围可达0.0005～0.500％。此外，本发明只使用3mL硝酸、3mL硝酸、5mL氢氟酸，大大减少了溶剂使用量，有利于环境保护、降低材耗。
本发明通过对包头白云鄂博选冶尾矿样品的多次检验，应用效果良好。本发明具有基体干扰小，线性范围宽，灵敏度高，操作简便，分析结果准确、可靠的特点。采用在线加入铑(Rh)内标的方法，提高测定稳定性，使得测定结果灵敏度高、结果更加准确，检测范围：Ba 0.0005at～0.50at％；Zr0.0005at～0.50at％。为包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆检测提供可靠的数据，同时补充ICP-MS同时测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆的方法。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的内容，实施例旨在有助于理解本发明，而不在于限制本发明的内容。
1、在本发明实施例中，所用试剂和仪器优选：
(1)硝酸、盐酸、氢氟酸优级纯；
(2)钡单元素标准溶液：浓度为1000μg/mL，来源于国家标准物质中心；锆单元素标准溶液：浓度为1000μg/mL，来源于国家标准物质中心；铑单元素标准溶液：浓度为1000μg/mL，来源于国家标准物质中心；铝单元素标准溶液：浓度为1000μg/mL，来源于国家标准物质中心；钙单元素标准溶液：浓度为1000μg/mL，来源于国家标准物质中心；铁单元素标准溶液：浓度为1000μg/mL，来源于国家标准物质中心；
(3)氩气：氩气纯度≥99.9％；压缩空气；
(4)iCAP RQ型电感耦合等离子体质谱仪(美国赛默飞世尔科技公司)；
(5)优选微波消解仪型号为CEM公司生产的MARS；仪器工作参数如下表1所示：
表1：
步骤 功率(W) 升温时间(min) 温度(℃) 保温时间(min) 冷却时间(min)
Step1 1600 5 120 2 /
Step2 1600 15 200 15 /
Step3 / / / / 45
2、样品分析
称取0.100g白云鄂博选冶尾矿试样，置于微波消解罐中，依次加入3mL硝酸、3mL盐酸、5mL氢氟酸，盖好盖子，放上防爆片、拧紧放气阀，将微波消解罐放入保护套中。另取一个微波消解罐，依次加入3mL硝酸、3mL盐酸、5mL氢氟酸制成空白样品，然后将装有白云鄂博选冶尾矿试样的消解罐放入微波消解仪的2-12号位置，空白样品的消解罐放入微波消解仪的1号位置，并且将温度控制传感器插入空白样品的消解罐中。启动微波消解仪，消解程序结束后，温度至室温时取出消解罐，将消解罐中的溶液转移至250mL容量瓶并定容。
当样品中钡、锆含量大于0.0500％时，移取10mL溶液于250mL容量瓶中定容，得到待测的试样溶液和空白溶液。
3、配制铑内标溶液
吸取单元素铑标准溶液(1000μg/mL)5mL至500mL塑料容量瓶中，用2％硝酸水溶液稀释、定容配制成10μg/mL铑标液；吸取10μg/mL铑标液2mL至1000mL塑料容量瓶中，用2％硝酸水溶液稀释、定容配制成20μg/L铑标液。
4、绘制标准曲线
分别取5.00μg/mL的钡、锆标准溶液0、0.500mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、5.00mL于250mL容量瓶中,加入铁、钙、铝单元素标准溶液，配制成溶液中分别含Fe 10.00％、Ca8.00％、Al 3.00％与试样基体匹配,加入3mL盐酸、3mL硝酸，以高纯水定容，摇匀。此溶液制作标准曲线用。此标准系列钡、锆的浓度分别为0、10.00ng/mL、20.00ng/mL、40.00ng/mL、60.00ng/mL、100.00ng/mL。
5、将标准曲线系列溶液、空白溶液、试样溶液引入电感耦合等离子质谱仪，在线引入Rh(20ug/L)做内标元素抑制基体效应，测定待测离子的信号强度，根据已知浓度的钡、锆标准曲线，求出样品溶液中钡、锆的含量。
试样中钡、锆的含量按下式计算：
W％＝(Ci-C0)*V*f*100/m
式中：W-铁矿石中元素的质量百分含量；
C0-元素在待测空白溶液中浓度，μg/L；
Ci-元素在待测的铁矿石的样品浓度，μg/L；
V-待测溶液体积，L；
f-稀释倍数；
m-称取试样质量，g；
本方法检测范围：0.0005at～0.500at％。
实施例1
按上述方法制作工作曲线，钡、锆的曲线相关系数r均大于0.9999，按实验方法制备11份空白溶液分3次进行测定，根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)定义的检出限公式CL＝3Sb/k(Sb为空白的标准偏差，k为相应的校准曲线斜率)计算得方法检出限钡为0.00005％、锆为0.00001％。
实施例2
称取沉积物(CAN LKSD-1)、(CANSTSD-2)、(USSDAR-M2)及(JMS-2)标准样品按上述方法进行测定，结果见表2。
表2：标准样品测定结果％
Figure BDA0003825525710000051
实施例3
称取沉积物(CAN LKSD-1)、(JMS-2)各2份，分别加入不同量的钪、铌标准溶液，按上述方法进行测定，做加标回收实验，结果见表3。
表3：加标回收实验％
样品编号 加入钡标量 回收率 加入锆标量 回收率
CAN LKSD-1 0.010 98.3 0.010 98.6
CAN LKSD-1 0.050 101.5 0.050 102.1
JMS-2 0.100 100.8 0.100 101.3
JMS-2 0.300 99.4 0.300 99.7
实施例4
称取包头白云鄂博选冶尾矿样品1#、2#分别按上述方法测定，并做加标回收实验，结果见表4。
表4：包头白云鄂博选冶尾矿样品测定结果％
Figure BDA0003825525710000052
因此，通过上述实施实例的验证，可以看出本发明采用在线加入铑(Rh)内标的方法可以提高测定稳定性，测定结果灵敏度高、结果准确。利用ICP-MS进行测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆，检测范围均为：0.0005at～0.50at％。
本发明通过对包头白云鄂博选冶尾矿样品的多次检验，应用效果良好。本发明采用基体匹配消除基体干扰，具有线性范围宽，灵敏度高，操作简便，分析结果准确、可靠的特点，为包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆检测提供可靠的数据，同时补充ICP-MS同时测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆的方法，方法可以推广使用。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆的方法，其包括以下步骤：
S1：称取试样于微波消解罐中，依次加入硝酸、盐酸、氢氟酸，盖好盖子，放上防爆片、拧紧放气阀，将微波消解罐放入保护套中；另取一个微波消解罐，加入硝酸、盐酸、氢氟酸制成空白样品，然后将装入试样的消解罐放入微波消解仪中；
S2：将装有空白样品的消解罐放入微波消解仪中，并且将温度控制传感器插入空白样品的消解罐中；
S3：启动微波消解仪，设定控制参数：功率1600W；升温程序为5min从室温升至120℃，保温2min；15min从120升至200℃，保温15min；冷却时间45min，消解程序结束后，温度至室温时取出消解罐，将所有消解罐中的样品溶液分别转移至250mL容量瓶，并定容；
S4：当试样中钡、锆含量大于0.0500％时，移取10mL样品溶液于100mL容量瓶中定容，得到待测的试样溶液和空白溶液；
S5：配制铑内标溶液:吸取单元素铑标准溶液(1000μg/mL)5mL至500mL容量瓶中，用2％硝酸水溶液稀释、定容配制成10μg/mL铑标液；吸取10μg/mL铑标液2mL至1000mL容量瓶中，用2％硝酸水溶液稀释、定容配制成20μg/L铑标液；
S6：绘制校准曲线：钡单元素标准溶液：浓度为1000μg/mL，来源于国家标准物质中心；锆单元素标准溶液：浓度为1000μg/mL，来源于国家标准物质中心；铝单元素标准溶液：浓度为1000μg/mL，来源于国家标准物质中心；钙单元素标准溶液：浓度为1000μg/mL，来源于国家标准物质中心；铁单元素标准溶液：浓度为1000μg/mL，来源于国家标准物质中心；
将钡、锆单元素标准溶液分别逐级稀释为5.00μg/mL；
分别取5.00μg/mL的钡、锆标准溶液0、0.500mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、5.00mL于250mL容量瓶中，加入铁、钙、铝单元素标准溶液，配制成溶液中分别含Fe10.00％、Ca8.00％、Al3.00％与样品基体匹配，加入3mL盐酸、3mL硝酸、5mL氢氟酸，以高纯水定容，摇匀，作为标准曲线系列溶液；此标准曲线系列溶液中钡、锆的浓度分别为0、10.00ng/mL、20.00ng/mL、40.00ng/mL、60.00ng/mL、100.00ng/mL；
S7：将标准曲线系列溶液、空白溶液、试样溶液引入电感耦合等离子质谱仪，在线引入Rh(20μg/L)做内标元素抑制基体效应，测定待测离子的信号强度，根据标准曲线，得到试样溶液中钡、锆的含量；
试样中钡、锆的含量按下式计算：
W％＝(Ci-C0)*V*f*100/m
式中：W-铁矿石中元素的质量百分含量；
C0-元素在待测空白溶液中浓度，μg/L；
Ci-元素在待测的铁矿石的样品浓度，μg/L；
V-待测溶液体积，L；
f-稀释倍数；
m-称取试样质量，g。
2.根据权利要求1所述的方法，其对包头白云鄂博选冶尾矿中的钡、锆的检测范围均为：0.0005at～0.500at％。
CN202211057807.XA 2022-08-31 2022-08-31 一种测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆的方法 Pending CN115372453A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211057807.XA CN115372453A (zh) 2022-08-31 2022-08-31 一种测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211057807.XA CN115372453A (zh) 2022-08-31 2022-08-31 一种测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115372453A true CN115372453A (zh) 2022-11-22

Family

ID=84070425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211057807.XA Pending CN115372453A (zh) 2022-08-31 2022-08-31 一种测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115372453A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109187709A (zh) 微波消解-电感耦合等离子体质谱测定固体样品中稀土元素含量的方法
CN102928501A (zh) 一种钢中固溶硼含量的测定方法
CN107525799A (zh) 电感耦合等离子体质谱法测定铟中铬含量的方法
CN112834487A (zh) 一种镍基高温合金中铬和铁含量icp-oes的快速测定方法
CN112730591A (zh) 测定高纯四氟化锗中痕量杂质元素含量的采样及测试方法
CN107132263A (zh) 铝蚀刻液中铝离子含量的测试方法
CN103822850B (zh) 一种测定钙系包芯线中金属钙含量的方法
CN101315334A (zh) 一种测定钢中痕量钙的方法
CN108593839A (zh) 一种测定银合金中铅量的方法
CN105911051A (zh) 一种稀土精矿中氧化钙、氧化镁的连续测定方法
CN107271430A (zh) 一种电感耦合等离子体原子发射光谱法对硼铁中铝、硅、磷联合测定的方法
CN115372453A (zh) 一种测定包头白云鄂博选冶尾矿中钡、锆的方法
CN104422685A (zh) 一种钢包渣改性剂中金属铝含量的测定方法
CN113295676A (zh) 一种测定脱氧剂中钙、铝、钡的方法
CN112014379A (zh) 一种测定石灰石、白云石中氧化钙的方法
CN111122549A (zh) 一种测定石灰石、白云石中氧化镁、氧化钾、氧化锰、氧化钛、二氧化硅的方法
CN114739982A (zh) 一种检测玻璃中元素含量的方法
CN108414505A (zh) 一种测定银合金中铜、铅、锌元素含量的方法
CN105911049A (zh) 一种稀土精矿中氧化钙的测定方法
CN115032262A (zh) 一种铌和钽的检测方法
CN111044344B (zh) 催化剂中铂族金属含量的测定方法
CN102072886B (zh) 一种测定工业硅中钛含量的方法及其缓冲释放剂
CN114577891A (zh) 一种包头白云鄂博选冶尾矿中钪、铌的测定方法
CN106093014B (zh) 电感耦合等离子体光谱法快速测定铼酸铵中铼含量的方法
CN112485242A (zh) 一种合金废料中锡含量的分析检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination