稀土分量分析方法.pdf

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1、中国汽车工程学会2003学术年会SAE-C2003M144483稀土硅铁合金、稀土硅铁镁合金中稀土分量ICP-AES分析方法研究李虬玉东风汽车公司工艺研究所[摘要]本文研究了应用ICP-AES分析技术测定稀土元素的方法。考察了各种共存元素对La、Ce、Pr、Nd和Sm元素多条谱线的影响情况。选择了合适的分析谱线，确定了仪器工作参数和分析条件。进行了样品加标回收试验和精密度试验，回收率在92％～106％之间，相对标准偏差小于５％。关键词：稀土硅铁合金稀土硅铁镁合金镧铈镨钕钐ICP-AES1前言稀土硅铁合金和稀土硅

2、铁镁合金在球铁冶炼过程中广泛使用，其含量及用量对生产影响较大，加入量有严格规定。各种稀土元素对生产和产品性能影响不同，因此，单一稀土元素分析已成为材料研究和生产中必不可少的项目。稀土元素由于化学性质相似，很难相互分离和分别测定，传统化学分析是测定混合稀土总量。混合稀土单一分量测定，最常用的方法是X射线荧光光谱法，但这种分析技术灵敏度不高，基体干扰严重。ICP-AES法由于灵敏、基体干扰小，目前已成为稀土元素光谱分析重要手段。高纯稀土氧化物中杂质稀土元素分析报道最多，土壤、肥料、植物、金属与合金也有报道。我们采用

3、法国产JY70P型电感耦合等离子体发射光谱仪，开展了稀土硅铁合金和稀土硅铁镁合金中稀土单一分量分析方法研究。2试验部分2.1仪器及工作条件法国产JY70P联合型电感耦合等离子体发射光谱仪仪器工作条件：冷却气14L/min；护套气0.3L/min；载气0.425L/min；溶液提升量：1.2mL/min.；功率0.97kW；观测高度为感应线圈上方15mm。2.2试剂及标准溶液实验中使用的硝酸、氢氟酸、高氯酸、盐酸均为分析纯试剂，水为蒸馏水。各元素标准溶液均采用国家标准物质。2.3样品溶液的制备准确称取0.1000

4、g样品（预先过120目筛）于铂金或聚四氟乙烯烧杯中，加少量水湿润后，加入5mL硝酸，再滴加3～5mL氢氟酸。低温加热溶解试样，待试样溶解完全后，加入５mL高氯酸，继续加热至冒烟。溶液体积蒸发至１mL左右取下冷却，加入10mL盐酸（1+1）溶盐。冷却至室温后，转移到100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀待测。484SAE-C2003M144中国汽车工程学会2003学术年会2.4混合标准溶液的制备称取0.0300g高纯铁数份于100mL玻璃烧杯中，加入5mL硝酸和５mL高氯酸，低温溶解。待试样溶解完全后，加热

5、冒高氯酸烟，蒸发溶液体积至1mL左右取下，稍冷后加入10mL盐酸（1+1）溶盐。冷却至室温后，转移到100mL容量瓶中，吸取适量各元素纯标准溶液，按表１组成，配制成混合标准溶液系列。表１混合标准溶液(μg/mL)编号LaCePrNdSmFe10.00.00.00.00.030021.01.01.01.01.0300320.050.05.010.02.0300470.0140.017.060.010.03003结果与讨论3.1试样溶解采用硝酸和氢氟酸分解稀土硅铁合金、稀土硅铁镁合金试样，溶液中剩余氢氟酸采用高氯酸

6、高温加热冒烟赶氟。采用本方法溶解试样，样品分解完全，溶液清亮。3.2分析谱线的选择根据被测试样组成、被测元素及共存元素含量初步选择谱线（见表2），并对各条谱线光谱干扰情况进行了实际考察。表２分析谱线及可能干扰元素分析元素谱线干扰元素La333.749nmCrCuFeMgMnTiVLa398.852nmCe413.765nmCaFeTiPr422.293nmPr422.535nmCaFeTiVPr417.939nmCrFeVThNd406.109nmCaFeCrMnNd401.225nmCaCrTiNd415.6

7、08nmCaFeNd430.358nmCaFeSm442.434nmCaTiVCr3.2.1基体影响及消除试样经高氯酸冒烟处理后，主量元素之一硅生成氟化物挥发了，因此，溶液中铁为基体，只要考虑铁对被测元素的影响。结果表明；除Pr422.535nm谱线外，铁量小于500μg/mL时，对La333.749nm线、Ce413.765nm线、Nd430.358nm线的影响很小，其干扰可忽略。其它分析线不受影响。大部分谱线基线强度不随铁量变化，采用高纯铁配制标准溶液系列，对含铁量进行大致匹配后进行试样分析，可以得到正确结

8、果。本方法铁匹配量为300μg/mL。3.2.2共存元素的影响溶液中除被测元素外，还含有锰、镁、钙、钛等共存元素。配制上述元素纯标准溶液，分别在表２所列分析波长附近进行谱线扫描，将各种谱线轮廓图重叠比较，发现Mn100μg/mL，Mg100μg/mL、CaTi50μg/mL、Al10μg/mL不干扰La333.749nm线和La398.852nm线测定，也不干扰Nd406.109nm、