火焰原子吸收光谱法测定天青石中锶_邢谦.pdf

2008 年 8 月 August 2008 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 27，No． 4 313 ～315 收稿日期 2008- 03- 26; 修订日期 2008- 05- 26 作者简介 邢谦 1959 － ， 男， 陕西泾阳县人， 高级工程师， 长期从事仪器分析及质量技术管理工作。E- mail xingqian_2004163． com。 文章编号 0254 －5357 2008 04 －0313 －03 火焰原子吸收光谱法测定天青石中锶 邢谦，谢海东，董迈青 青海省岩矿测试应用研究所，青海 西宁810008 摘要 将天青石试样经混合熔剂熔融， 使锶转化为碳酸盐， 水提取， 过滤分离硫酸根离子， 沉淀用盐酸溶解， 加 入聚乙醇， 加热煮沸， 稀释至一定体积。分取部分溶液于 0． 4 mol/L 硝酸介质中， 加镧盐为释放剂， 原子吸收光谱 法 空气 － 乙炔火焰方式 测定氧化锶。方法适用于天青石中 w SrO ≤50氧化锶的测定。 关键词 原子吸收光谱法; 天青石; 锶 中图分类号 O657． 31; O614． 232文献标识号 B Determination of Strontium in Celestite Sample by Flame Atomic Absorption Spectrometry XING Qian，XIE Hai- dong，DONG Mai- qing The Rock and Mineral Test Application Research of Qinghai，Xining810008，China Abstract Celestite sample was decomposed by mixed flux and strontium in the sample was converted into strontium carbonate． The fusion disc was leached using water and the solution was filtered for separating SO2 － 4 ． The precipitant was then dissolved with HCl． After adding polyethylene ethanol the sample solution was heated to boiling and then diluted to the volume． A portion of the solution was taken into a 0． 4 mol/L HNO3medium and lanthanum was added as releasing agent and Sr in the sample solution was determined by flame- AAS． The is suitable for the determination of Sr in celestite samples with SrO content ≤50． Key words atomic absorption spectrometry; celestite; strontium 近 20 年来随着分析仪器的普遍应用， 天青石 SrSO4 分析正在向着直接快速多元素仪器测定的方向发展， 如原 子吸收光谱法 AAS 、 电感耦合等离子体发射光谱法 ICP － AES 、 电感耦合等离子体质谱法 ICP － MS 和 X 射线荧 光光谱法 XRF 等。天青石矿石含 SrO 56． 4［1 ］， 国标方 法 ［2 ］多采用重量法。目前原子吸收光谱法作为常规的分 析方法已广泛用于地质物料中各种组分的分析， 也用于测 定天青石中锶元素的含量 ［3 ］， 逐步代替了传统的重量法和 容量法。本文采用原子吸收光谱法 空气 － 乙炔火焰方 式 测定天青石中 SrO 组分， 分析时只要控制好测定溶液 中 SrO 检测组分的含量范围和介质， 测量结果与其他方法 的测定结果相符， 准确度符合 DZ/T 01302006地质矿产 实验室测试质量管理规范 ［4 ］要求。 1实验部分 1． 1仪器及工作条件 日立 Z － 8100 型原子吸收光谱仪 日本日立公司 ， 锶空心阴极灯， 高纯乙炔。仪器工作参数为 测定波长 460． 7 nm 主灵敏线，灯电流5 ～15 mA， 狭缝宽度 1． 3 nm， 燃烧器高度7． 5 mm， 空气流量 15． 0 L/min， 乙炔流量 1． 0 L/min， 背景校正 ZAA 直流塞曼 。 万分之一分析天平 瑞士梅特勒公司 、 马弗炉 8 kW， 上海双彪仪器设备公司 。 1． 2主要试剂 无水碳酸钠 草酸 硝酸钾混合熔剂 质量比1 ∶ 0．4 ∶ 0．075 混匀并碾细， 5 g/L 聚乙醇， 7 mol/L 氨水， 200 g/L 硝 酸镧， 100 g/L 碳酸钠， 5 g/L 甲基红， HCl， HNO3。以上试剂 均为分析纯。 氧化锶标准储备液 ρ SrO 1 mg/mL 按常规方法称 取纯度为 99． 9的 Sr NO3 2配制。 1． 3工作曲线制作 取 ρ SrO 1 mg/mL 标准储备溶液 0． 0、 0． 25、 0． 5、 1． 0、 2． 0、 3． 0、 4． 0、 6． 0、 8． 0 mL 于 100 mL 容量瓶中， 加入 8 mol/L HNO35． 0 mL、 200 g/L La NO3 3 10． 0 mL， 用去离 子水稀释至刻度， 摇匀， 与样品同条件测定。 313 ChaoXing 2结果与讨论 2． 1线性范围 采用火焰原子吸收光谱法测定天青石中的 SrO 时， 一般选择波长的最灵敏线 460． 7 nm［3 ］， 能达到最大测量范 围。从测量对象的实际出发， 本文对 Sr 灵敏线 460． 7 nm 进行了线性浓度范围试验， 在 100 mL 体积中， SrO 含量为 0． 0、 0． 25、 0． 5、 1． 0、 2． 0、 3． 0、 4． 0、 6． 0、 8． 0 mg 时， 吸光度 A 分别为 0． 000、 0． 026、 0． 052、 0． 103、 0． 210、 0． 313、 0． 418、 0． 605、 0． 750， 线性范围为 0 ～ 60 μg/mL 即 100 mL 试液中含 6． 0 mg SrO， SrO 浓度为 80 μg/mL 时曲线向下弯 曲 ， 适于 SrO 含量≤50 的样品测定， 能够满足日常快速 测定 Sr 含量的需要。 2． 2酸度的影响 以蒸馏水调节仪器吸光度零点， 再分别用 HCl、 HNO3 空白调零点， 试验了 HCl、 HNO3等常用无机酸介质对测定 ρ SrO 10 μg/mL 溶液的影响， 表 1 结果表明， 同浓度下， HNO3介质的灵敏度高于 HCl 介质的灵敏度， 在浓度 φ 2． 5 体积分数 以上的 HNO3介质中， 吸光度稳定， 对 测定无影响; 而 HCl 介质则造成吸光度降低。 表 1不同浓度 HNO3和 HCl 对 SrO 测定的影响① Table 1Effect of HNO3and HCl concentration on SrO determination φ酸/ 吸光度A HNO3介质 HCl 介质 φ酸/ 吸光度A HNO3介质 HCl 介质 1． 00． 0970． 0702． 50． 1030． 072 1． 50． 0960． 0683． 00． 1030． 069 2． 00． 0980． 071 ① ρ SrO 10 μg/mL。 2． 3共存元素的影响 鉴于测定的含锶物料大多为天青石， 其一般都含有大量 的 SrSO4及 BaO、 CaO、 MgO、 Fe2O3、 Al2O3、 SiO2等氧化物［2， 5 ］， 所以本文有针对性地试验了 BaO、 CaO、 MgO、 Fe2O3、 Al2O3、 SiO2等共存氧化物对 SrO 测定的干扰。干扰试验采用 ρ SrO 2．5 μg/mL的标准溶液中加入不同浓度的干扰元 素进行测定， 表2 结果表明 在 100 mL 体积中， Fe2O3、 BaO、 MgO、 Al2O3、 SiO2共存 10． 0 mg 以下时， 对测定 0． 25 mg SrO 没有影响; CaO 含量在 4． 0 mg 以上时， 对测定 0． 25 mg SrO 有正干扰。 2． 4精密度 对含 SrO 的自制控制样品 非 46、 非 47、 H2、 A52 进行 了7 次连续测量， 结果见表 3， 相对标准偏差 RSD 均 小于 1。 2． 5回收率 分别移取 ρ SrO 1 mg/mL 标准溶液 0． 50、 1． 0 mL 于样品 非 46， 内部定值 20． 17 溶液 0． 5000 g 样品溶 解后稀释至 200 mL 中， 按照本实验选定的分析条件全流 程测定， 得到方法的回收率 R 见表 4。 表 2干扰试验① Table 2Interference test 共存 氧化物 m/mg ASrO 共存 氧化物 m/mg ASrO 共存 氧化物 m/mg ASrO CaO0． 00． 026Fe2O30． 00． 027 SiO2 0． 00． 025 1． 00． 0261． 00． 0271． 00． 026 2． 00． 0252． 00． 0262． 00． 027 3． 00． 0263． 00． 0283． 00． 028 4． 00． 0284． 00． 0284． 00． 027 6． 00． 0326． 00． 0276． 00． 026 8． 00． 0388． 00． 0278． 00． 026 10． 00． 04210． 00． 02610． 00． 025 MgO0． 00． 026BaO0． 00． 026Al2O30． 00． 026 1． 00． 0261． 00． 0261． 00． 026 2． 00． 0262． 00． 0252． 00． 027 3． 00． 0263． 00． 0283． 00． 027 4． 00． 0264． 00． 0274． 00． 025 6． 00． 0256． 00． 0266． 00． 026 8． 00． 0268． 00． 0268． 00． 027 10． 00． 02610． 00． 02510． 00． 026 ① 在 100 mL 体积中试验。 表 3精密度试验 Table 3Precision test of the 样品 名称 w SrO / 推荐值本法分次测定值平均值 RSD/ 非 4620． 17 20． 1720． 2020． 2320． 43 20． 1420． 1320． 11 20． 200． 54 非 4726． 58 26． 5526． 5326． 6526． 44 26． 6626． 6026． 62 26． 580． 29 H28． 87 8． 888． 948． 968． 81 8． 838． 858． 92 8． 880． 65 A5251． 82 51． 8851． 9652． 0051． 73 51． 6851． 6651． 94 51． 840． 27 表 4回收率试验 Table 4Recovery test of the 推荐值 w SrO / 加入量 V SrO /mL w SrO / 本法分次测定值平均值回收量 R/ 20． 170． 525． 1625． 1725． 1525． 164． 9999． 8 1． 030． 1530． 1430． 1230． 149． 9799． 7 3样品分析 3． 1分析步骤及结果比对 称取 105℃ 5℃烘干的样品0． 5000 g［6 ］， 放入预先盛 有 6 ～7 g 混合溶剂的 25 mL 瓷坩埚中 ［7 ］， 搅匀后再均匀地 覆盖 1 ～2 g 混合熔剂， 放入高温炉中， 由低温升至 400 ℃， 控温 40 min， 再升温至 660℃ 10℃， 1． 5 h 后取出坩埚， 冷 却， 将半熔物倒入 250 mL 烧杯中， 洗净坩埚， 加热水 80 mL， 置电热板上煮沸 10 min， 取下冷却， 用中速定量滤纸过 滤， 以热的 100 g/L Na2CO3洗液洗涤烧杯 3 ～ 4 次， 洗涤沉 淀 8 ～10 次至无硫酸根离子， 沉淀用竹针戳穿滤纸并用热 水将沉淀冲入原烧杯中， 再用 3 mol/L HCl 25 mL 将滤纸上 沉淀洗干净 ［1 ］。将烧杯放在电热板上蒸至小体积 湿盐 状 ， 加 2 mL 浓 HCl、 1 mL 聚乙醇 ［8 ］， 冷却后加水40 mL、 甲 基红 2 滴， 用 7 mol/L 氨水调至黄色出现再过量 4 ～ 5 滴， 413 第 4 期 岩矿测试 http ∥ykcs． i3t． com． cn/ 2008 年 ChaoXing 加热煮沸， 趁温热倒入 250 mL 容量瓶中冷却， 用去离子水 稀释至刻度， 摇匀放置澄清。 分取上述溶液 10 mL 于 200 mL 容量瓶中， 加 8 mol/L HNO310． 0 mL、 200 g/L La NO3 3 20． 0 mL， 用去离子水稀 释至刻度， 摇匀， 标准系列与试样同条件测定， 先以蒸馏水 调节仪器吸光度零点， 再以标准系列空白点调节仪器吸光 度零点， 按仪器实验工作参数测定 SrO， 采用标准曲线法计 算结果， 同时做 2 份样品空白试验。 表 5 为采用原子吸收光谱法和国标重量法 ［2 ］对内控 标样进行测定的结果， 两种方法的结果吻合较好， 但本法分 析速度快， 操作简单， 适合于大批量样品的分析。 表 5原子吸收光谱法和重量法［2 ］的比对试验 Table 5Comparison of analytical results of SrO in samples by AAS and gravimetric 样品 w SrO / 推荐值重量法本法 样品 w SrO / 推荐值重量法本法 H128． 6428． 7328． 43非 4726． 5827． 1827． 47 H28． 878． 828． 99A5023． 5023． 6023． 56 H319． 7619． 8919． 56A5117． 1417． 2716． 96 H438． 1638． 2638． 06A5251． 8251． 6352． 04 非 4620． 17 20． 3020． 14 3． 2注意事项 1 分析时应随同样品进行不小于 2 份的空白试验， 所用试剂须取同一批号。 2 硝酸对测定无影响， 而盐酸对氧化锶的测定结果 有不同的负干扰。 3 在空气 － 乙炔火焰中直接测定样品中的氧化锶 时， 氧化钙含量高时有正干扰， 虽然加入镧盐作释放剂， 仍 不能完全消除影响。本法采用分离氧化钙后进行测定， 能 获得较好的结果。 4 熔矿时的温度不能过高， 特别是升温至 660℃时， 应严格控制时间， 否则样品结块不易提取。 4结语 采用原子吸收光谱法测定天青石中的锶含量， 精密度、 加 标回收率能满足地质找矿要求， 方法简便、 快速、 准确， 可用于 天青石中锶的快速分析。作者研究所承担青海地质一大队大 风山和尖顶山8800 余件样品中锶的测试工作， 使用建立的方 法， 锶含量的结果经外部检验， 能满足地质找矿要求。 5参考文献 ［ 1］岩石矿物分析编写组． 岩石矿物分析 第一分册 ［M］． 3 版． 北京 地质出版社， 1991 211 －213． ［ 2］GB 9018．188， 天青石矿石中锶和钙含量的测定［ S］． ［ 3］伍乾富． 原子吸收光谱测定天青石中锶含量［J］ ． 光谱实验 室， 2004， 21 6 1122 －1124． ［ 4］DZ/T 01302006， 地质矿产实验室测试质量管理规范［S］ 16 －40． ［ 5］曾雅成， 孙明英． 高含量锶络合滴定法的几点改进［J］． 地质 实验室， 1989， 5 6 340 －341． ［ 6］HG 225291， 天青石矿样品的采取和制备方法［S］． ［ 7］HG/T 242893， 天青石矿石中碳酸锶含量的测定［S］． ［ 8］江苏省地质矿产局中心实验室． 矿物岩石分析［R］ ． 1986  32 －33． 第十届全国青年分析测试学术报告会议征文通知 第一轮 为展示我国青年分析工作者在分析测试领域的新成就、 新进展， 促进我国分析测试技术的发展， 充分发挥青年分析 工作者的作用， 受中国分析测试协会青年学术委员会委托， 第十届全国青年分析测试学术报告会将由武汉大学测试中 心承办， 定于2008 年 9 月在武汉召开。热忱欢迎青年朋友 踊跃投稿并参加会议。现将会议征文要求通知如下。 1征文内容 涉及分析测试科学各领域及相关学科的研究论文或报告。 2征文要求 1 论文的主要完成人为 45 周岁以下的青年人。 2 论文应突出工作的创新性， 文字简练、 准确， 凡在国 内外刊物上发表及在全国性会议上报告过的论文， 不予受理。 3 论文须经作者所在单位进行保密审查， 并加盖公章。 4 先交论文的详细摘要， 字数 包括图表 在 1500 字以内， 格式请参阅 分析科学学报 来稿要求。 5 截稿日期 2008 年 7 月 31 日。 6 论文请寄 430072 武汉大学测试中心周珂 收 电话 027 68752439 －8310 E － mail zbaiping gmail． com 7 寄交论文一式三份， 并 E － mail 发送电子文件。 来信请注明作者姓名、 性别、 职务职称、 单位及详细地址， 以 便联系。请自留底稿， 录用与否一律不退稿。 8 鼓励作者通过本次会议网页 YA10． instrument． com． cn 在线投稿、 注册。在线投稿后， 不需要邮寄论文。 9 有关会议具体事宜， 请见下一轮通知。 本会欢迎国内外分析仪器公司、 厂家到会介绍和展出 产品， 有关具体事宜请通过电话与王军芝 010 －68999557 或周平 027 －68752136 联系。 第十届全国青年分析测试学术报告会组委会 中国分析测试协会青年学术委员会 武汉大学测试中心代章 2008 年 1 月 513 第 4 期邢谦等 火焰原子吸收光谱法测定天青石中锶第 27 卷 ChaoXing