火焰光度法測(cè)定陶瓷及耐火材料中氧化鋰含量

谷琴 吳君 馬秀軍

摘 ?要 ?本文詳細(xì)敘述了采用火焰光度法測(cè)定陶瓷及耐火材料中氧化鋰含量的定量分析方法，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性進(jìn)行了確認(rèn)。

關(guān)鍵詞 ?火焰光度法;陶瓷;氧化鋰;

0 ?前 ?言

利用火焰光度法測(cè)定氧化鋰含量，目前的報(bào)道不多，國(guó)內(nèi)已有相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)YS/T 509.1-2008《鋰輝石、鋰云母精礦化學(xué)分析方法，氧化鋰、氧化鈉、氧化鉀量的測(cè)定，火焰原子吸收光譜法》（以下簡(jiǎn)稱YS/T 509.1-2008標(biāo)準(zhǔn)），此法在試劑操作過程中，對(duì)于低含量結(jié)果檢測(cè)穩(wěn)定性較好，而對(duì)高含量結(jié)果檢測(cè)穩(wěn)定性有不確定性存在，而采用火焰光度法檢測(cè)可以消除該弊端，且簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確。

1 ?實(shí)驗(yàn)方法

1.1 方法提要

試樣用硫酸（H2SO4）-氫氟酸（HF）分解，在硝酸（HNO3）介質(zhì)中，用AP1301型火焰光度計(jì)分別進(jìn)行氧化鋰、氧化鉀、氧化鈉的測(cè)定。

1.2 試劑

氧化鋰標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：把碳酸鋰（Li2CO3）（99.9%以上）預(yù)先在105 ℃～110 ℃烘2 h，并置于干燥器中冷至室溫，稱取2.472 9g置于250 mL燒杯中，加80 mL水，蓋上表面皿，從杯嘴慢慢加入20 mL鹽酸（HCl）（1+1），加熱至Li2CO3全部溶解，煮沸驅(qū)除二氧化碳，冷至室溫，用水沖洗表面皿，將溶液移入1000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，移入干塑料瓶中保存。此溶液為1 mL含1.0 mg氧化鋰。

氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：把氯化鈉（99.9%以上）預(yù)先在400 ℃～450 ℃灼燒1.5 h，并置于干燥器中冷至室溫，稱取1.885 9 g置于250 mL燒杯中，加水溶解，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，移入干塑料瓶中保存。此溶液為1 mL含1.0 mg氧化鈉。

氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：把氯化鉀（99.9%以上）預(yù)先在400 ℃～450 ℃灼燒1.5 h，并置于干燥器中冷至室溫，稱取1.585 9 g置于250 mL燒杯中，加水溶解，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，移入干塑料瓶中保存。此溶液為1 mL含1.0 mg氧化鉀。

移取氧化鋰標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液、氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液、氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液各25 mL，置于250 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1 mL分別含100 g氧化鋰、氧化鈉和氧化鉀。

1.3 儀器

火焰光度計(jì)AP1301型，以液化石油氣為燃?xì)猓邆渫瑫r(shí)測(cè)定氧化鉀、氧化鈉和氧化鋰的功能。

1.4 試樣制備

將實(shí)驗(yàn)室樣品破碎至6.7 mm以下，按四分法縮分至100 g。將縮分后的樣品粉碎至0.5 mm以下，繼續(xù)縮分，并加工成粒度小于0.090 mm的試樣。試樣分析前應(yīng)在105 ℃～110 ℃烘2 h，置于干燥器中冷卻至室溫。

1.5 分析步驟

稱取0.10 g試樣，精確到0.000 1 g;重復(fù)性條件下測(cè)定2次;重復(fù)性條件下做空白試驗(yàn)。將試樣置于50 mL鉑皿中，用水潤(rùn)濕，加入H2SO45滴、HF10 mL，置于盤式電爐上小火加熱分解，蒸發(fā)至冒濃的三氧化硫白煙，取下冷至室溫。加水25 mL，加HNO32 mL，低溫加熱使鹽類完全溶解，取下冷至室溫，移入100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

按表1移取溶液加入HNO3置于100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，隨同試樣的空白試驗(yàn)。

將溶液置于火焰光度計(jì)上，選定儀器的最佳工作條件，以試劑空白作參比，分別測(cè)定氧化鉀、氧化鈉和氧化鋰的濃度值。

移取0 mL、1 mL、2 mL、5 mL、10 mL、20 mL、30 mL氧化鋰、氧化鈉和氧化鉀混合標(biāo)準(zhǔn)溶液分別置于一組100 mL容量瓶中，加入2.0 mL HNO3，用水稀釋至刻度、搖勻。在火焰光度計(jì)上，按儀器的最佳工作條件，繪制工作曲線。

1.6 分析結(jié)果的計(jì)算

氧化鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω，數(shù)值以%表示，按下式計(jì)算：

式中：c——在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的氧化鋰濃度（g/mL）

V——試液的體積（mL）

m——試樣質(zhì)量（g）

a——分取試液的體積和總體積之比

2 ?結(jié)果與討論

2.1 試樣制備

YS/T 509.1-2008標(biāo)準(zhǔn)中的方法：試樣經(jīng)H2SO4和HF分解冒白煙后，加入2 mLH2SO4（1+1）溶液，制備成待測(cè)液，本法采用加入2 mLHNO3（1+1）溶液，制備成待測(cè)液，目的便于實(shí)際工作中更加方便操作，且對(duì)氧化鋰測(cè)定結(jié)果不影響。

2.2 氧化鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

YS/T 509.1-2008標(biāo)準(zhǔn)是采用H2SO4（1+1）溶解Li2CO3（99.9%以上），本法采用HCl（1+1）溶解Li2CO3制備氧化鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液，對(duì)氧化鋰測(cè)定結(jié)果不影響。

2.3 共存元素的影響

在陶瓷材料及耐火材料中氧化鉀、氧化鈉、氧化鋰共存的情況下，采用配制相同等量的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液來消除同族元素的干擾，試驗(yàn)結(jié)果表明共存元素的干擾影響不大。

2.4 檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性試驗(yàn)

本文通過對(duì)不同材質(zhì)的標(biāo)樣進(jìn)行加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室間的比對(duì)和對(duì)取不同含量的鋰輝石進(jìn)行全分析，來確認(rèn)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性（見表2）。

回收率的允許限：被測(cè)細(xì)分的含量：≤1 mg/L，回收率為80%～120%;含量：1～100 mg/L，回收率為90%～110%;含量：≥100 mg/L，回收率為95%～105%。試驗(yàn)表明加標(biāo)回收率符合回收率允許限的要求，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

選用鋰輝石6.0樣品，送江西省陶瓷檢測(cè)中心進(jìn)行氧化鋰比對(duì)試驗(yàn)（見表3）。