ICP-AES法测定混合稀土氧化物中各分量

某地稀土矿的提取工艺，要求分析其中稀土元素配分含量提纯产品中含稀土氧化物90%以上，而镧、铈、错钕等轻稀土总量又占稀土总量的95%以上。对这种样品，用检出限较差的国产ICP光谱仪直接测定有困难。因熔矿后直接测定大量轻稀土元素的谱线及背景干扰重稀土元素测定，而测定大量稀释后的溶液仪器检出限达不到要求。为此，采用717苯乙烯型强碱性阴离子交换树脂，75甲醇～25%硝酸8．4mol·L^-1)为介质溶液，同时用作钇组稀土元素及钐的淋洗滚，可使钇组与铈组(除钐外)定量分离然后用硝酸(0．2mol·L^-1)淋洗La、Ce、Fr、Nd。分离后的溶液可用于测定各稀土分量通过试验，本法对台量在0．00X%以上稀土元素能报出定量结果，各元素测定精密度(RSD)为1．9%~6．4%，回收率在90%以上。

一、主娶仪器与试剂

光源：国产ICP—D型高频等离子体发生器

光谱仪：WPI型一米光栅光谱仪民德MD-100型弱微光度计与APPLE-Ⅱ型计算机联机测光装置

光谱纯稀土氧化物：La2O3、CeO2、Pr8O11、Nd2O3、Sm2O3、Gd2O3、Dy2O3、Ho2O5、Er2O5、Y2O3、Tb4O7、Tm2O3、Yb2O3、Eu2O5、Lu2O5。

离子交换装置：色层柱规格1．5×30cm

717苯乙烯型强碱性阴离子交换树脂

天津紫外I型相板；纯氩

所用试剂均为分析纯上

二、仪器工作条件及谐线选择

通过试验，选择仪器工作条件如下：

中心波380nm，狭缝宽l0um，单透镜照明，中间光拦全圆。阳流0．75A，栅流145mA，高压3200V，等离子气流置800L·h^-1，辅助气流量50L·h^-1，载气压力l．8kg·cm^-2，溶维提升量1．6ml·min^-1，观察高度在工作线圈上方19nm处，不去溶进样，曝光时间30s。

各元素的分析线选择见表1

三、离子交换树脂条件选择

717苯乙烯型强碱性阴离子交换树脂，粒度1．19~0．297mm，用硝酸(3mol·L^-1)浸泡24h，倾去悬浮物后，用硝酸(3mol·L^-1)洗涤两次，与水一起缓慢加入准备好的色层柱中，使树脂层均匀缓馒地自由沉缸树脂上面保持一定厚度的液层，防止树脂干裂，装好的拄应保证均匀无孔隙或气泡，树脂床1．5cm×26cm。用硝酸(3mol·L^-1)洗至无Cl^-离子用硝酸(0．2 mol·L^-1)200ml淋洗再用75%甲酵一25%硝酸(3．4 mol·L^-1)淋洗液150m1，以1ml·min^-1速度平衡之。

根据此树脂全交换容量，用200ml甲醇一硝酸淋洗液就可定量淋洗45mg钇组和钐。溶好的样品赶尽Cl^-后，分敬加入150ml甲醇一硝酸淋洗液洗涤入交换柱贮液瓶中，0．2ml·min^-1速度交换之，待贮液瓶中交换溶液近完时，再加入l00ml甲醇一硝酸淋洗以同样速度淋洗。淋洗钇组及钐完成后，加入硝酸(0．2 mol·L^-1)200ml，以1 ml·min^-1的速度淋洗轻稀土交换后的溶液在电热板上蒸至近干，用盐酸(6 ml·L^-1)10ml沿烧杯壁洗下，蒸至近干，冷却后加一定量盐酸(或硝酸)转入量瓶中，用水稀至刻度，摇匀用于摄谱。一般分析溶液含2%盐酸(或硝酸)。

在交换过程中，铁、铝、钛、镁等随钇组元素同时被洗出，钍、铅、铋随铈组元素被洗出。由于稀土产品中这些元素含量不高所以对分析测定无干扰。

四、标准溶液配制及样品分析

取14个瓷坩埚置入马弗炉中，升温至850℃灼烧0．5h。取出冷却，分别加下列光谱纯试剂Y2O3、La2O3、CeO2、Pr8O11、Nd2O3、Sm2O3、Gd2O3、Dy2O3、Ho2O5、Er2O5、Tb4O7、Tm2O3、Yb2O3、Eu2O5、Lu2O5。然后，置入马弗炉中，升温至850℃，灼烧2h．取出稍冷后，放入干燥器中冷却。称取此稀土氧化物各0．10000g于50ml烧杯中，加几滴水润湿，加硝酸5ml，于低温电热板上加热，加数滴过氧化氢(30%)，补加5ml硝酸，溶解完全后取下冷却，再加5ml硝酸，转入100ml量瓶中稀至刻度摇匀，此液含各稀土氧化物lmg·ml^-1。因高温灼烧之CeO2 0．1000g溶解不全完，所以取200℃烘干之CeO2 0．1000g于50ml烧杯中，加硝酸(8mol·L^-1)20ml，过氧化氢(30%)2ml，于电热板上加热溶解后，配制标准溶液。吸取上述溶液逐级稀释，配成混合稀土标准溶液，其浓度见表2。

称取稀土产品0．1000g于50ml船杯中，加盐酸15ml在电热板上加热溶解，再加lml过氧化氢，蒸至近干，加硝酸10ml，蒸至近干，反复三次，近干后取

下冷却，按上述步骤进行离子交换分离后摄谱。

对酸溶不完全的样品可用碱熔法。称取0．1000g样品于刚玉坩埚中，加3~4g过氧化钠，拌匀，表面再覆盖一薄层，盖上埚盖，于升温至800℃马弗炉中熔

融20min，取出冷却后，于盛有100ml热三乙醇胺(5%)的250ml烧杯中提取，洗出坩埚及盖。低温电炉上煮沸，稍冷却后中速滤纸过滤，滤液弃去，用热NaOH(1%)洗涤沉淀数次。用热盐酸(6mol·L^-1)溶解沉淀于原烧杯中，同酸溶手续，用硝酸赶盐酸后用于交换分离，然后摄谱。

五、加入回收和制定精密度统计

按稀土氧化物配分大致比例，配成稀土元素混合溶液，测定20次计算各元素相对标准偏(RSD，%)如下：

Lu 3.1  Yb2.8  Ho2.4  Tb4.6  Er 2.4

  Dy 5.1  Ym 4.3  Gd2.8  Eu 2.5  Nd2.4

Ce 2.0  Pr2.7  La1.9  Sm6.4  Y 3.4

用配成的稀土元素混台溶液与样品分析一样的操作步骤，经分离后测定和不经分离直接测定，用乳剂特性曲线扣除背景后计算结果，其回收率见表3。

六、讨 论

1、各元素分离后翻收率虽均在90%以上，但对高台量的La、Ce、Pr、Nd而言，绝对误差仍较大，在分析时，可另称一份样溶矿后不经分离，直接稀释至一定体积后用于摄谱，测定La、Ce、Pr、Nd。既可减小误差，又可省去淋洗轻稀土所需耐间。

2、当分析样品谱线背景与标准溶液基本一致时，测光可不用扣背景，用绝对黑度法即可满足分析要求。

3、用本法进行了实际样品分析考验，能满足生产要求。

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