稀土发火材料中稀土总量的快速测定.pdf

第?卷第1期
材料研
与应用
2013年3月
MATERIALS RESEARCH AND APPLICATION
Mar,2013
文章编号:1673-9981(2013)01-0057-04
稀土发火材料中稀土总量的快速测定
孙红英,李杏英,熊文,赖心,王彩华
广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院),广东广州510650
摘要;采用盐酸、硝酸和高氯酸溶解稀土发火材料拌品,过氧化氢消除铁离子影响,草酸沉淀稀士,重
量法测定稀土总量.该法的加标回收率为99.30%~100.50%,标准偏差为0.054%,相对标准偏差为
0.071%.本方法操作简单、快速,结果准确
关词:稀土总量;快速测定;稀土发火材料;过氧化氢
中图分类号:0655.
文献标识码:A
稀土发火材料主要含铈,并含有钢、钕、铛等轻1.2实验方法及步骤
稀土金属元素以及部分铁和少量的镁、硅、锌、铜、碳
称取0.5g(精确至0.0001g)试样置于250ml
等非稀土成分?.目前,我国已成为世界稀土发火合烧杯中,依次加入10ml盐酸、5ml硝酸、5ml高氯
金的生产大国、消费大国和市场贸易大国,快速测酸,加热溶解样品,冒烟至近干,冷却后加人10ml
定稀土发火材料中的稀土总量很有必要?稀土总量盐酸(1+1),加热溶解盐类,取下,沿壁吹少量热水,
分析通常采用重量法?,通过氢氧化物沉淀、氟化物用中速滤纸过滤,用热盐酸洗液洗涤杯壁及滤纸至
沉淀,氨水沉淀和草酸沉淀共四次沉淀,再经过滤分液液50ml,加纸浆少许,煮沸,加入7~8m过氧化
离杂质,分析流程很长,手续繁琐.本文主要研究了
氢(30%),边快速搅拌边加入60mL煮沸的质量浓
用硝酸、盐酸和高氯酸溶解稀士发火材料样品,过氧
度为100g/L草酸溶液,再加5滴麝香草酚蓝乙醇
化氢消除铁离子影响,草酸沉淀稀土,快速测定稀土溶液,用氨水(1+1)中和至浅红色,调节pH约为
总量的方法.
1.7(用精密p试纸检验),静置4h,然后用
慢速定量滤紙过滤,草酸洗液洗涤沉淀6~8次,将
试验部分
沉淀和滤纸移人已恒重的瓷坩埚中灰化,于950C
马弗炉中灼烧40min.将瓷坩埚及烧成物置于千燥
1.1试剂和材料
器中,冷却至室温,称其质量.
硝酸、高氯酸、过氧化氢(30%)、盐酸均为分析
3计算公式
纯,实验用水均为去离子水.
按公式(1)计算稀土氧化物总量(REO),按公
盐酸(1+1);盐酸洗液(100mL水中含1mL
盐酸);氨水(1+1)、草酸溶液(100g/L)、草酸洗液式(2)计算稀土总量(RE)
(10g/L),麝香草酚蓝乙醇溶液(0.1g麝香草酚蓝
(RFO)=2~2×100%
(1)
溶于100mL乙醇).
(RE)=v(REO)×∑P
2
精密pH试纸(0.5~5.0)
式中m2沉淀和坩埚质量,g;m2-坩埚质量
g;m一称取试祥量,g;u(REO)一稀土氧化物总
收日期:2012-12-28
米甚金项目:~州有色金属研究院科技创新基金资助(2c11A006)
作者筒介:孙红英(1967-)、女:湖南宁乡人,高工?硕士
万方数据
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材料研究与应用
2013
量,%;て(RE)一稀土总量,%:P,ー各稀土氧化物酸溶样时以二氧化碳形式在高氯酸冒烟过程中挥
在试样中所含相应混合氧化物中所占的质量分发;硅在过滤时除去.其它杂质分别采用三种组合分
数,%;k一各稀土单质与氧化物的换算系数
离方法除去:(1)氢氟酸十氨水+草酸、(2)氢氯酸
草酸?、(3)草酸+H2O2,并对含量较高的铁元素
2结果与讨论
及含量较低的镁元素的分离效果进行对比.称取
3.082g样品,按分析方法溶样、过滤,定容至
1杂质分离方法的选择
100m1容量瓶中,分取6份10ml溶液,分别采用上
稀土发火材料中除主要成分稀土金属外,一般述分离方法进行平行试验,用ICP测定其稀土氧化
还含有铁、镁、锌、硅及碳等非稀土成分,其中碳在混物及其中残留铁、镁含量,结果列于表
表1不同分离方法结果对比
Table 1 Comparison of analytic results with different methods
编号
分离方法
分取样品样品中铁样品中镁稀土氧化氧化物中铁氧化物中镁
重量/g含量/
含量/%物总量/%残留量/%残留量/%
85.17
0.029
0.0027
0.005
3
4タ(2)氯氟酸十草酸
0.3082
0.0014
0.0030
85.19
3)草酸十H2
6号
0.3082
17,42
85,24
0.0060
0.D072
由表1可知,用不同分离方法所测得的稀土氧
因草酸沉淀稀土是在沸液中进行,过氧化氢在
化物总量基本一致,镁残留量均小于100g/g,不酸性介质加热时会快速分解沸腾,生成水和氧气,因
影响分析结果,只是铁残留量略有不同.原因是:方此应加入过量的过氧化氢,オ可达到有效除铁的目
法1的流程最长,经三次沉淀分离,有可能引入杂的.由表2可知,加入7.5ml过氧化氢可达到很好
质,使铁残留量高于后两种方法,采用方法2和方法的分离效果.故试验中用草酸沉淀稀土之前先加人
3的铁残留量相差不大,但方法2的氣化分离过程7~8m过氧化氢以消除铁离子的影响
须保温和过滤,且还需用硝酸、高氯酸冒烟分解氯化2.3草酸根活度对稀士草酸盐沉淀的影响
稀土沉淀,分析时间长,而采用方法3只需一次分
进行稀土草酸盐沉淀时,稀土含量不宜太低,溶
离,显示出了其快速、准确的优势.故本次试验采用液体积不宜过大,溶液应保持合适的草酸根活度.决
方法3除铁镁.
定草酸活度的主要因素是草酸浓度和氢离子活度
2.2过氢化氢加入量的确定
考虑到同离子效应,应有较大的草酸根活度,但为了
称取2.5012g样品,按分析方法溶样、过滤,定避免生成RE(C2O)+,RE(C2O2),RE(C2O,)3
容至100m容量瓶中,分取4份20ml溶液,按分等稀土络离于而使稀土损失,同时考虑盐效应,又不
析步骤分别加入2.5,5.0,7.5,10.0m!过氧化氢进应有过大的草酸根活度门,再者稀土发火材料中稀
行试验,稀土氧化物中铁含量的测定结果列于表2
土含量较高.故选择草酸用量60mL,溶液总体积约
120mL,调节pH值
1.7时,可得到满意的
表2过氧化氢不同加入量的铁残留量
结果
Table 2 Variation of residual iron contents with the
addition amount of hydrogen peroxide
2.4介质、温度、搅拌和陈化时间对稀土草酸盐沉
过氧化氢加入量/mI
氧化物中残留铁量/%
淀的形响
稀土草酸盐在硝酸介质中的溶解度比在盐酸介
0.0⊥2
质中稍高,故实验时用盐酸、硝酸渀解和高氯酸冒烟
0.D055
后,再用盐酸溶解盐类,在盐酸介质中进行沉淀.适