JP6160205B2 - Titanate analysis method - Google Patents
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Description
本発明は、チタン酸塩の分析方法に関する。さらに詳しくは、チタン酸塩中の無機元素を簡便かつ迅速に分析するチタン酸塩の分析方法に関する。 The present invention relates to a method for analyzing titanate. More specifically, the present invention relates to a titanate analysis method for simply and quickly analyzing an inorganic element in titanate.
近年、チタン酸と他の金属が結合したチタン酸塩は、顔料、光触媒、担体、電子部品などの様々な分野においてその用途および機能等が研究されている。例えば、チタン酸塩の一種であるチタン酸バリウムは、電子部品における温度センサー等の材質としての利用が注目されている。このようにチタン酸塩は各分野における製品中において非常に重要な部材の材質として注目を集めているため、このような重要な部材の品質を確保する上で使用するチタン酸塩中に存在するチタン、チタン以外の構成元素、および不純物を把握することが非常に重要となる。 In recent years, titanates in which titanic acid and other metals are combined have been studied for their uses and functions in various fields such as pigments, photocatalysts, carriers, and electronic components. For example, barium titanate, a kind of titanate, has attracted attention as a material for temperature sensors and the like in electronic components. Thus, titanate is attracting attention as a material of a very important member in products in each field, and therefore exists in the titanate used for ensuring the quality of such an important member. It is very important to grasp titanium, constituent elements other than titanium, and impurities.
ここで、一般的に、固体試料中の金属元素などの被分析元素を分析する場合、まず前処理として固体試料を溶液化する。そして、溶液化した前処理溶液を所定の濃度に調製した分析用試料を調製した後、かかる分析用試料を所定の分析機器（誘導結合プラズマ発光分析計（ＩＣＰ−ＡＥＳ）や高周波誘導結合プラズマ質量分析計（ＩＣＰ−ＭＳ）、原子吸光分析計等）を用いて分析する。 Here, generally, when analyzing an element to be analyzed such as a metal element in a solid sample, the solid sample is first made into a solution as a pretreatment. Then, after preparing an analytical sample in which the pretreated solution in solution is prepared to a predetermined concentration, the analytical sample is converted into a predetermined analytical instrument (inductively coupled plasma emission spectrometer (ICP-AES) or high frequency inductively coupled plasma mass). Analysis is performed using an analyzer (ICP-MS), an atomic absorption spectrometer, or the like.
固体試料を溶液化する方法は、湿式酸分解法や、アルカリ熔融、酸性熔融などの乾式融解法などが存在する。 As a method for converting a solid sample into a solution, there are a wet acid decomposition method, a dry melting method such as alkali melting and acidic melting, and the like.
湿式酸分解法は、塩酸や硝酸、硫酸などの鉱酸を用いて固体試料を分解して溶液化する方法であり、アルカリ熔融などの乾式融解法に比べて処理温度が低く、しかも操作し易い方法である。とくに、難分解性の固体試料を溶液化する場合には、複数の酸を用いた混酸が使用される。例えば、チタン酸塩はその多くが難分解性の性質を有する化合物であるが、硫酸にフッ化水素を添加した混酸を用いれば、難分解性のチタン酸塩でも湿式酸分解法を用いてある程度の溶液化が可能である。 The wet acid decomposition method is a method in which a solid sample is decomposed into a solution using a mineral acid such as hydrochloric acid, nitric acid or sulfuric acid, and the processing temperature is lower than that of a dry melting method such as alkali melting, and it is easy to operate. Is the method. In particular, when a hardly decomposable solid sample is made into a solution, a mixed acid using a plurality of acids is used. For example, most of titanates are compounds having hardly decomposable properties. However, if a mixed acid obtained by adding hydrogen fluoride to sulfuric acid is used, even a hardly decomposable titanate is used to some extent by using a wet acid decomposition method. Can be made into a solution.
しかし、かかる方法を使用した場合には、チタン酸塩を溶液化するために長時間を要し、しかも完全にチタン酸塩を分解して溶液化することができない場合が生じるといった問題がある。また、フッ化水素はガラス製の器具等を腐食する性質を有する非常に腐食性の強い物質であるため、その取扱には特別の器具や装置が必要であり、しかも取り扱いには著しい制限を受ける。 However, when such a method is used, there is a problem in that it takes a long time to make the titanate into a solution, and the titanate cannot be completely decomposed into a solution. In addition, hydrogen fluoride is a highly corrosive substance that has the property of corroding glass instruments, so special instruments and equipment are required for its handling, and handling is severely restricted. .
一方、湿式酸分解法などの酸分解では分解し難い難分解性の固体試料（上述したチタン酸塩に相当）の場合には、高温で処理することによって溶液化するアルカリ熔融を採用した方法が提案されている（例えば、非特許文献１）。 On the other hand, in the case of a hard-to-decompose solid sample (corresponding to the titanate described above) that is difficult to be decomposed by acid decomposition such as wet acid decomposition, there is a method that employs alkali melting that is made into a solution by treating at high temperature. It has been proposed (for example, Non-Patent Document 1).
非特許文献１には、まず、溶剤として四ホウ酸リチウムでチタン酸バリウムを溶融した後、この溶融物を塩酸で加熱溶解して溶液化する方法が開示されている。また、非特許文献１には、かかる溶液化した溶液をＩＣＰ−ＡＥＳを用いて分析する方法が開示されており、この分析方法を使用することによって、チタン酸バリウム中に存在する複数の金属元素を分析することができる旨が記載されている。 Non-Patent Document 1 discloses a method in which barium titanate is first melted with lithium tetraborate as a solvent, and this melt is heated and dissolved with hydrochloric acid to form a solution. Non-Patent Document 1 discloses a method of analyzing such a solution using ICP-AES, and by using this analysis method, a plurality of metal elements present in barium titanate are disclosed. It is described that can be analyzed.
しかるに、非特許文献１のアルカリ熔融では、バーナ等を用いた高温下で溶融処理を行うため、前処理の際に試料の揮散等による分析値にバラツキが生じるといった問題がある。しかも、非特許文献１のアルカリ溶融法では、分析用試料中に試験に供した試料量の数倍以上の量のアルカリ性の融剤が存在する。このため、機器分析において非特許文献１のアルカリ溶融法を使用した場合には、溶剤の影響によるバックグランドの上昇に伴う定量下限値等の上昇の問題が生じる。他にも、分析用試料の粘性の上昇による装置等への不具合の発生や、さらには溶剤中に存在する不純物の影響による分析値のバラツキなどが生じるなどの問題が生じる。 However, in the alkali melting of Non-Patent Document 1, since the melting treatment is performed at a high temperature using a burner or the like, there is a problem that the analytical value due to the volatilization of the sample is varied during the pretreatment. Moreover, in the alkali melting method of Non-Patent Document 1, there is an alkaline flux in an amount of several times or more the amount of the sample used for the test in the analytical sample. For this reason, when the alkali melting method of the nonpatent literature 1 is used in an instrumental analysis, the problem of a raise of the lower limit of determination etc. accompanying the raise of the background by the influence of a solvent arises. In addition, problems such as the occurrence of problems in the apparatus due to an increase in the viscosity of the sample for analysis, and variations in the analysis value due to the influence of impurities present in the solvent arise.
本発明は上記事情に鑑み、チタン酸塩中に存在する被分析元素を精度よく分析することができるチタン酸塩の分析方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the analysis method of the titanate which can analyze the to-be-analyzed element which exists in a titanate with sufficient precision in view of the said situation.
第１発明のチタン酸塩の分析方法は、対象試料中に存在する被分析元素の分析方法であって、前記対象試料の素材がチタン酸塩であり、該チタン酸塩によって形成された対象試料を粒状体に粉砕する粉砕工程と、該粉砕工程によって得られた対象試料の粒状体を二硫酸塩の粉末に添加し、得られた混合物と硫酸とを混合する分解工程と、該分解工程後の分解溶液を加温する白煙処理工程と、該白煙処理工程後の処理液を塩酸で溶解する溶解工程と、該溶解工程で得られた分析試料を分析する分析工程とを順に行うことを特徴とする。
第２発明のチタン酸塩の分析方法は、第１発明において、前記二硫酸塩が二硫酸カリウムであり、該二硫酸カリウムを、前記対象試料に対しモル比において２倍以上となるように混合することを特徴とする。
第３発明のチタン酸塩の分析方法は、第１または第２発明において、前記粉砕工程において、前記粒状体を３０μｍ程度以下となるように粉砕することを特徴とする。
Subject method for analyzing titanate first invention is a method of analyzing an analyte elements present in the target sample, wherein the target specimen material is titanium salt, formed by the titanate a pulverizing step of pulverizing the sample granules, a decomposition step of the granules of the target sample obtained by the pulverizing step was added to the powder of the disulfate salt, mixing the resulting mixture with sulfuric acid, the decomposition step and white smoke treatment step of heating the decomposition solution after the dissolve step you dissolve treatment solution after the white smoke treatment step with hydrochloric acid, and an analysis step of analyzing a sample for analysis was obtained by the dissolution step It carries out in order.
The titanate analysis method of the second invention is the first invention, wherein the disulfate is potassium disulfate, and the potassium disulfate is mixed so that the molar ratio with respect to the target sample is twice or more. It is characterized by doing.
Method for analyzing titanate third invention, was first or the second invention, in the grinding process, characterized by grinding the granules to be equal to or less than about 30 [mu] m.
第１発明によれば、分解工程において二硫酸塩と硫酸を用いることによって、チタン酸塩を湿式条件下で溶解させることができる。このため、アルカリ熔融などの乾式融解法と比較して対象試料の揮散等を低減できる。しかも、分解工程においてフッ化水素を用いないので、特別の器具や装置等が不要となる。さらに、融剤として酸性の二硫酸塩を用いるので、機器分析においてバックグランドの上昇や装置への不具合を防止できる。したがって、通常の分析方法では分析困難であった対象試料中のチタン酸塩中に存在する金属元素などの無機元素を簡便かつ迅速に定量することができる。しかも、アルカリ熔融などの乾式融解法と比較して精度よく定量することができる。
第２発明によれば、二硫酸カリウムを用いることによって、チタン酸塩を可溶性の錯体とすることができる。しかも、二硫酸カリウムを所定の量以上にすることによって、チタン酸塩の錯体を溶液中でより安定させた状態で維持することができる。つまり、溶液化したチタン酸塩が析出や沈殿するのを防止することができる。このため、分析値のバラツキを防止できるので、より精度よく定量することができる。
第３発明によれば、対象試料を適切な大きさの粒状体にするので、分解等の反応性を向上させることができるから、チタン酸塩を確実かつ迅速に溶液化することができる。
According to the first invention, titanate can be dissolved under wet conditions by using disulfate and sulfuric acid in the decomposition step. For this reason, volatilization of the target sample can be reduced as compared with a dry melting method such as alkali melting. In addition, since no hydrogen fluoride is used in the decomposition step, no special instrument or device is required. Furthermore, since acidic disulfate is used as a flux, it is possible to prevent an increase in background and problems with the apparatus in instrument analysis. Therefore, inorganic elements such as metal elements present in the titanate in the target sample, which is difficult to analyze by a normal analysis method, can be quantified easily and quickly. In addition, it can be quantified with higher accuracy than dry melting methods such as alkali melting.
According to the second invention, titanate can be made into a soluble complex by using potassium disulfate. Moreover, the titanate complex can be maintained in a more stable state in the solution by setting the potassium disulfate to a predetermined amount or more. That is, precipitation and precipitation of the titanate solution can be prevented. For this reason, variation in the analysis value can be prevented, and therefore quantitative determination can be made with higher accuracy.
According to the third invention, since the target sample is made into a granule having an appropriate size, the reactivity such as decomposition can be improved, so that the titanate can be surely and rapidly made into a solution.
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明のチタン酸塩の分析方法は、対象試料中に存在する被分析元素の分析方法であって、湿式条件下であっても対象試料のチタン酸塩中に存在する無機元素を簡単かつ迅速にしかも精度よく定量することができるようにしたことに特徴を有している。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The titanate analysis method of the present invention is an analysis method for an element to be analyzed present in a target sample, and the inorganic element present in the titanate of the target sample can be easily and quickly analyzed even under wet conditions. Moreover, it is characterized in that it can be accurately quantified.
なお、本発明のチタン酸塩の分析方法の分析対象となる対象試料とは、その素材としてチタン酸塩を含有したものであればよく、例えば、チタン酸塩を含有する塊状物や、チタン酸塩を母材の表面に層状に形成したもの、チタン酸塩だけから形成されたものなどをいう。 The target sample to be analyzed by the titanate analysis method of the present invention may be any sample that contains titanate as a raw material. For example, a lump containing titanate or titanate The salt is formed on the surface of the base material in layers, or the salt is formed only from titanate.
また、本発明のチタン酸塩の分析方法の対象試料中のチタン酸塩は、チタン酸と他の金属が結合した化合物のことをいい、例えば、チタン酸バリウムやチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムなどの難分解性の化合物、あるいはチタン酸リチウム等アルカリ金属が構成元素となった化合物などを挙げることができるが、かかる化合物はとくに限定されない。 The titanate in the target sample of the titanate analysis method of the present invention refers to a compound in which titanic acid and other metals are bonded, such as barium titanate, calcium titanate, and strontium titanate. However, such a compound is not particularly limited, but may be a compound in which an alkali metal such as lithium titanate is a constituent element.
以下、本発明のチタン酸塩の分析方法について、対象試料を分解し溶液化した溶液を分析装置に供するまでの工程を説明する。
なお、以下では、対象試料の素材がチタン酸塩だけで形成された場合を代表例として説明する。
Hereinafter, with respect to the titanate analysis method of the present invention, steps until a solution obtained by decomposing a target sample into a solution is supplied to an analyzer will be described.
Hereinafter, a case where the material of the target sample is formed only of titanate will be described as a representative example.
図１に示すように、本発明のチタン酸塩の分析方法は、大きく３つの工程に分けることができる。具体的には、第一が対象試料を所定の大きさ以下に粉砕する粉砕工程Ｓ１であり、第二が粉砕した対象試料を溶液化する溶解工程（分解工程Ｓ２、白煙処理工程Ｓ３、加熱溶解工程Ｓ４）であり、第三が溶液化した溶液を分析用の分析試料を調整し、かかる分析試料を分析装置に供して被分析元素を分析する分析工程Ｓ５である。 As shown in FIG. 1, the titanate analysis method of the present invention can be roughly divided into three steps. Specifically, the first is a pulverization step S1 for pulverizing the target sample to a predetermined size or less, and the second is a dissolution step (decomposition step S2, white smoke treatment step S3, heating) for pulverizing the target sample. It is a dissolution step S4), and the third is an analysis step S5 in which an analysis sample for analysis is prepared from the solution in solution, and the analysis sample is subjected to analysis using the analysis sample.
（粉砕工程１の説明）
まず、粉砕工程１から説明する。
粉砕工程Ｓ１は、対象試料を次工程の溶解工程において分解可能かつ溶解可能な大きさの粒状体となるように形成する。粒状体の大きさは、とくに限定されず、例えば、１００μｍ以下であれば好ましく、５０μｍ以下のものがより好ましく、さらに好ましくは、３０μｍ以下とする。なお、対象試料を粉砕する方法は、とくに限定されず、例えば、ハサミやペンチ等を用いて粉砕しもてよく、ミル等の粉砕器を使用してもよい。
(Description of crushing step 1)
First, the grinding step 1 will be described.
In the pulverization step S1, the target sample is formed so as to be a granular body having a size that can be decomposed and dissolved in the subsequent dissolution step. The size of the granular material is not particularly limited, and is preferably, for example, 100 μm or less, more preferably 50 μm or less, and still more preferably 30 μm or less. In addition, the method of grind | pulverizing a target sample is not specifically limited, For example, you may grind | pulverize using scissors, pliers, etc., and may use grinders, such as a mill.
（溶解工程の説明）
ついで、溶解工程について説明する。
溶解工程は、上述したように、分解工程Ｓ２と白煙処理工程Ｓ３と加熱溶解工程Ｓ４とを順に行う工程であり、上述した粉砕工程Ｓ１で所定の大きさ以下に形成された粒状体を分解し溶解する（つまり溶液化する）工程のことをいう。
(Description of dissolution process)
Next, the dissolution process will be described.
As described above, the dissolution step is a step in which the decomposition step S2, the white smoke treatment step S3, and the heating dissolution step S4 are sequentially performed, and the granule formed to have a predetermined size or less in the above-described pulverization step S1 is decomposed. It refers to the process of dissolution (ie, solution).
（分解工程Ｓ２について）
分解工程Ｓ２は、上述した粒状体と鉱酸（例えば、硫酸）および融剤を混合することによって、粒状体を酸分解する工程である。具体的には、ガラス製のビーカなど所定の容器内において、粒状体と二硫酸塩と硫酸を混合し加温する工程である。
なお、融剤は、分解対象の粒状体を硫酸などの鉱酸を用いて分解する際に分解を補助する機能を有する部材であれば、とくに限定されない。例えば、酸性熔融剤としては、二硫酸塩を挙げることができる。なお、二硫酸塩を用いる場合には、砂状に粉砕した二硫酸塩粉末を使用すれば、より反応性を向上させることができるので、好ましい。
(About decomposition step S2)
Decomposition | disassembly process S2 is a process of acid-decomposing a granular material by mixing the granular material mentioned above, mineral acid (for example, sulfuric acid), and a flux. Specifically, it is a step of mixing and heating the granular material, disulfate and sulfuric acid in a predetermined container such as a glass beaker.
The flux is not particularly limited as long as it is a member having a function of assisting decomposition when the granular material to be decomposed is decomposed using a mineral acid such as sulfuric acid. For example, disulfate can be mentioned as an acidic fusing agent. In addition, when using a disulfate, since the reactivity can be improved more, it is preferable to use the disulfate powder grind | pulverized to sandy form.
（白煙処理工程Ｓ３について）
白煙処理工程Ｓ３は、分解工程Ｓ２で調製した溶液（分解工程溶液）を硫酸の白煙が生じるまで穏やかに加熱する工程である。加熱する方法は、硫酸の沸点（約３４０℃）まで加熱することができる加熱手段であれば、とくに限定されない。
(About white smoke treatment process S3)
The white smoke treatment step S3 is a step of gently heating the solution prepared in the decomposition step S2 (decomposition step solution) until white smoke of sulfuric acid is generated. The heating method is not particularly limited as long as it is a heating means capable of heating to the boiling point of sulfuric acid (about 340 ° C.).
（加熱溶解工程Ｓ４について）
ついで、分解工程Ｓ２および白煙処理工程Ｓ３によって分解および溶解された化合物に塩酸を加え、内容物が溶解するまで加温することによって、塩酸溶液を調製する（加熱溶解工程Ｓ４）。
(Regarding heating and melting step S4)
Next, a hydrochloric acid solution is prepared by adding hydrochloric acid to the compound decomposed and dissolved in the decomposition step S2 and the white smoke treatment step S3 and heating until the contents are dissolved (heat dissolution step S4).
（分析工程Ｓ５の説明）
加熱溶解工程Ｓ４によって得られた塩酸溶液（以下、分析試料）を所定の分析装置に供することによって、分析試料中に存在する金属元素などの無機元素を分析することができる。
なお、分析装置は、分析試料中に存在する無機元素を所定の検出限界値以上になるように検出することができる装置であれば、とくに限定されない。例えば、誘導結合プラズマ発光分析計（ＩＣＰ−ＯＥＳ）や、誘導結合プラズマ質量分析計（ＩＣＰ−ＭＳ）、原子吸光分析計などを挙げることができる。
(Description of analysis step S5)
By applying the hydrochloric acid solution (hereinafter referred to as an analytical sample) obtained in the heating and dissolving step S4 to a predetermined analyzer, inorganic elements such as metal elements present in the analytical sample can be analyzed.
The analyzer is not particularly limited as long as it can detect an inorganic element present in the analysis sample so as to be equal to or higher than a predetermined detection limit value. For example, an inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-OES), an inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS), an atomic absorption spectrometer, and the like can be given.
以上のごとく、本発明のチタン酸塩の分析方法によれば、対象試料を所定の大きさ以下の粒状体となるように形成することによって、後述する各工程の反応や溶解性を向上させることができる。具体的には、粉砕することによって、重量当たりの表面積を大きくすることができるので、酸分解等の反応性を向上させることができる。とくに、対象試料をその大きさが３０μｍ以下の粒状体となるように形成すれば、より反応性を向上させることができる。しかも、かかる大きさとすれば、分解反応時間を短縮することができ、粒状体をほぼ確実に分解（つまり融解）することができる。 As described above, according to the titanate analysis method of the present invention, the reaction and solubility of each step to be described later are improved by forming the target sample to be a granular material having a predetermined size or less. Can do. Specifically, since the surface area per weight can be increased by pulverization, reactivity such as acid decomposition can be improved. In particular, if the target sample is formed to be a granular body having a size of 30 μm or less, the reactivity can be further improved. Moreover, with such a size, the decomposition reaction time can be shortened, and the granular material can be decomposed (that is, melted) almost certainly.
そして、対象試料を所定の硫酸と所定の融剤と混合し加熱するだけで、通常の湿式条件では分析が困難であったチタン酸塩で形成された対象試料を溶液化、つまり塩酸溶液中に溶解させることができる。 Then, by simply mixing the target sample with a predetermined sulfuric acid and a predetermined flux and heating, the target sample formed of titanate, which was difficult to analyze under normal wet conditions, is converted into a solution, that is, in a hydrochloric acid solution. Can be dissolved.
かかる溶解現象は、以下の反応によって可溶性の塩が形成されていると推測される。
まず、粒状体（つまりチタン酸塩だけが結合したもの）と二硫酸塩とを混合し、さらに硫酸を添加し、穏やかに加熱して硫酸白煙状態で溶解させる。かかる状況下において、二硫酸塩が分解し、硫酸塩とわずかに生ずる過酸化水素によって穏やかに錯体形成反応が進行する。すると、チタン酸塩は分解され可溶性の塩、つまり錯体が形成される。かかる錯体に塩酸を添加して加熱すれば、チタン酸塩を溶液化した溶液（分析試料）を得ることができるのである。
Such a dissolution phenomenon is presumed that a soluble salt is formed by the following reaction.
First, the granular material (that is, the one in which only titanate is bonded) and disulfate are mixed, sulfuric acid is further added, and the mixture is heated gently to be dissolved in the white smoke state. Under such circumstances, the disulfate is decomposed, and the complex formation reaction proceeds gently by the sulfate and hydrogen peroxide generated slightly. Then, the titanate is decomposed to form a soluble salt, that is, a complex. If hydrochloric acid is added to such a complex and heated, a solution (analytical sample) in which titanate is dissolved can be obtained.
このようにして得られた分析試料は、所定の分析装置に供することによって、分析試料中に存在する金属元素などの無機元素を分析することができる。つまり、分析装置によって分析された無機元素の濃度と採取した対象試料量に基づいて、対象試料中の被分析元素を定量することができるのである。 The analysis sample obtained in this way can be analyzed for inorganic elements such as metal elements present in the analysis sample by providing it to a predetermined analyzer. That is, the element to be analyzed in the target sample can be quantified based on the concentration of the inorganic element analyzed by the analyzer and the amount of the target sample collected.
したがって、本発明のチタン酸塩の分析方法によれば、湿式条件下においてチタン酸塩を溶液化させることができる。つまり、本発明のチタン酸塩の分析方法によれば、乾式熔融法のように高温下における激しい反応処理を行う必要がないので、アルカリ熔融などの乾式融解法と比較して対象試料の揮散等を低減できる。 Therefore, according to the titanate analysis method of the present invention, titanate can be made into a solution under wet conditions. That is, according to the titanate analysis method of the present invention, it is not necessary to perform a vigorous reaction treatment at a high temperature as in the dry melting method, so volatilization of the target sample as compared with a dry melting method such as alkali melting. Can be reduced.
しかも、チタン酸塩を分解するための分解工程Ｓ２において、ガラス製の容器（例えば、一般なビーカ）を容易に腐食する性質を有するフッ化水素を用いないので、特別の器具や装置等が不要となる。 In addition, in the decomposition step S2 for decomposing the titanate, no special equipment or equipment is required because hydrogen fluoride having the property of easily corroding a glass container (for example, a general beaker) is not used. It becomes.
さらに、融剤として酸性の二硫酸塩を用いるので、分析工程Ｓ５において装置のバックグランドの上昇や装置への不具合を防止できる。 Furthermore, since acidic disulfate is used as the flux, an increase in the background of the apparatus and problems with the apparatus can be prevented in the analysis step S5.
以上をまとめると、本発明のチタン酸塩の分析方法を用いれば、通常の分析方法では分析困難であった対象試料中のチタン酸塩中に存在する金属元素などの無機元素を、一般的な湿式分解法と同様の操作で行うことができるので、操作に熟練性が不要となるので、作業効率を向上させることができる。しかも、前処理操作中において試料が揮散等するのを防止でき、しかも装置のバックグランドを低下させることができ定量下限値を低くできるので、分析値のバラツキを抑制することができる。つまり、対象溶液中（言い換えればチタン酸塩中）に存在する金属元素などの無機元素の定量値をより正確に分析できるのである。 To summarize the above, if the titanate analysis method of the present invention is used, inorganic elements such as metal elements present in the titanate in the target sample, which are difficult to analyze by the usual analysis method, are generally used. Since the operation can be performed in the same manner as in the wet decomposition method, skill is not required for the operation, so that work efficiency can be improved. In addition, the sample can be prevented from evaporating during the pretreatment operation, the background of the apparatus can be reduced, and the lower limit of quantification can be lowered, so that variations in analytical values can be suppressed. That is, the quantitative value of inorganic elements such as metal elements present in the target solution (in other words, titanate) can be analyzed more accurately.
とくに、融剤として酸性熔融剤である二硫酸塩を用いる場合、二硫酸塩として二硫酸カリウムを使用するのが好ましい。二硫酸カリウムを融剤として使用すれば、チタン酸塩の錯体を形成する際の反応速度をより穏やかにすることができ、しかも、かかる錯体の形成を確実に行わせることができる。 In particular, when a disulfate that is an acidic fusing agent is used as the flux, it is preferable to use potassium disulfate as the disulfate. If potassium disulfate is used as a fluxing agent, the reaction rate at the time of forming the titanate complex can be made more moderate, and the formation of such a complex can be ensured.
また、二硫酸カリウムを、対象試料に対しモル比において２倍以上となるように混合すれば、チタン酸塩の錯体を溶液中でより安定させた状態で維持することができる。つまり、溶液化したチタン酸塩が析出や沈殿するのを防止することができる。このため、分析値のバラツキを防止できるので、より精度よく定量することができる。 In addition, if potassium disulfate is mixed with the target sample so that the molar ratio is twice or more, the titanate complex can be maintained in a more stable state in the solution. That is, precipitation and precipitation of the titanate solution can be prevented. For this reason, variation in the analysis value can be prevented, and therefore quantitative determination can be made with higher accuracy.
なお、分解工程Ｓ２または白煙処理工程Ｓ３において、硫酸以外の酸、例えば、塩酸や硝酸あるいはフッ化水素などを少量共存させてもよい。この場合、粒状体を分解等する反応をよりスムースに行うことができる。 In the decomposition step S2 or the white smoke treatment step S3, an acid other than sulfuric acid, for example, hydrochloric acid, nitric acid or hydrogen fluoride may be coexisted in a small amount. In this case, the reaction for decomposing the granular material can be performed more smoothly.
また、分析工程Ｓ５において、対象試料中、つまりチタン酸塩中に存在する金属元素などの無機元素である被分析元素を定量する方法は、一般的な検量線法や内部標準法などを採用することができる。例えば、内部標準法を採用した場合、被分析元素に応じた好適な内部標準を一種または数種採用することによって、複数の被分析元素を一度に分析することができるので好ましい。 Further, in the analysis step S5, a general calibration curve method, an internal standard method, or the like is adopted as a method for quantifying the element to be analyzed which is an inorganic element such as a metal element present in the target sample, that is, in the titanate. be able to. For example, when the internal standard method is employed, it is preferable to employ one or more suitable internal standards according to the element to be analyzed because a plurality of elements to be analyzed can be analyzed at one time.
本発明のチタン酸塩の分析方法を用いて、対象試料中に存在する金属元素を精度よく定量することができることを確認した。 Using the titanate analysis method of the present invention, it was confirmed that the metal elements present in the target sample can be accurately quantified.
実験では、十分に粉砕調製したチタン酸塩０．１ｇをガラス製ビーカに入れ（粉砕工程）、砂状に粉砕した二硫酸カリウム１ｇを添加した。 In the experiment, 0.1 g of titanate sufficiently pulverized and prepared was placed in a glass beaker (pulverization step), and 1 g of potassium disulfate pulverized into sand was added.
ついで、このビーカ内に少量の水を添加した後、（１＋１）硫酸１０ｍｌを添加した。そして、かかるビーカを穏やかに加熱した（分解工程）。 Next, a small amount of water was added to the beaker, and then 10 ml of (1 + 1) sulfuric acid was added. And this beaker was heated gently (decomposition | disassembly process).
所定時間加熱した後、かかる溶液から硫酸白煙が生じるまで温度を上げた状態を維持しながら内容物が完全に溶解するまで加熱した（白煙処理工程）。なお、加熱中にチタン酸塩が凝集しないように時折撹拌を行った。 After heating for a predetermined time, the solution was heated until the contents were completely dissolved while maintaining the temperature elevated until white smoke sulfate was generated from the solution (white smoke treatment step). In addition, it stirred occasionally so that a titanate might not aggregate during a heating.
そして、かかる溶液の温度が室温になるまで静置放冷した。放冷後、少量の純水を加えて硫酸を希釈後、塩酸２０ｍｌを添加した後、内容物を再度溶解させた（加熱溶解工程）。 Then, the solution was allowed to stand and cool until the temperature of the solution reached room temperature. After cooling, a small amount of pure water was added to dilute the sulfuric acid, 20 ml of hydrochloric acid was added, and the contents were dissolved again (heating dissolution step).
その後、かかる溶液を静置放冷した後、所定の内部標準物質を一定量添加し全量をフラスコに移し入れて２００ｍｌに定容した。 Thereafter, the solution was allowed to stand and allowed to cool, and then a predetermined amount of a predetermined internal standard substance was added, and the entire amount was transferred to a flask to a constant volume of 200 ml.
この溶液を適宜希釈した後、ＩＣＰ発光分光分析装置を用いて分析し、別途調製した検量線系列を用いて被分析元素であるチタンと構成元素Ａを分析した。
なお、本実験では、構成元素Ａとしてリチウムを分析した。
The solution was appropriately diluted, then analyzed using an ICP emission spectroscopic analyzer, and titanium and constituent element A, which are elements to be analyzed, were analyzed using a separately prepared calibration curve series.
In this experiment, lithium was analyzed as the constituent element A.
表１に実験結果を示す。 Table 1 shows the experimental results.
表１に示すように、分析されたチタンとリチウムの定量値から、上記チタン酸塩に含まれるリチウムの品位は約７％であり、チタンの品位は約５１％であることが確認できた。
しかも、いずれの分析値も相対標準偏差が１％未満であり、チタン酸塩中のチタンおよびリチウムの濃度を精度よく定量することができることが確認できた。
As shown in Table 1, it was confirmed from the quantitative values of the analyzed titanium and lithium that the quality of lithium contained in the titanate was about 7% and the quality of titanium was about 51%.
In addition, the relative standard deviation of all the analytical values was less than 1%, and it was confirmed that the concentrations of titanium and lithium in the titanate could be accurately quantified.
本発明のチタン酸塩の分析方法は、チタン酸塩を湿式条件下において簡便かつ迅速に定量する方法に適している。 The titanate analysis method of the present invention is suitable for a method for easily and rapidly quantifying titanate under wet conditions.
Ｓ１ 粉砕工程
Ｓ２ 分解工程
Ｓ３ 白煙処理工程
Ｓ４ 加熱溶解工程
Ｓ５ 分析工程
S1 grinding process S2 decomposition process S3 white smoke treatment process S4 heating dissolution process S5 analysis process
Claims (3)
前記対象試料の素材がチタン酸塩であり、
該チタン酸塩によって形成された対象試料を粒状体に粉砕する粉砕工程と、
該粉砕工程によって得られた対象試料の粒状体を二硫酸塩の粉末に添加し、得られた混合物と硫酸とを混合する分解工程と、
該分解工程後の分解溶液を加温する白煙処理工程と、
該白煙処理工程後の処理液を塩酸で溶解する溶解工程と、
該溶解工程で得られた分析試料を分析する分析工程とを順に行う
ことを特徴とするチタン酸塩の分析方法。 An analysis method for an element to be analyzed present in a target sample,
The subject specimen material is titanium salt,
A pulverizing step of pulverizing the target sample formed by the titanate into granules;
A decomposition step of the granules of the target sample obtained by the pulverizing step was added to the powder of the disulfate salt, mixing the resulting mixture with sulfuric acid,
A white smoke treatment step for heating the decomposition solution after the decomposition step;
And dissolve step you dissolve treatment solution after the white smoke treatment step with hydrochloric acid,
An analysis method of titanate , comprising sequentially performing an analysis step of analyzing an analysis sample obtained in the dissolution step .
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