ICP-AES光譜法測定一級動力波中的錸

邱才升，廖彬玲，劉芳美，傅曉琴

（紫金銅業有限公司，福建 上杭 364200）

1 前言

錸作為貴重的稀散金屬元素，在地殼中的含量約為1×10-7%，錸廣泛用于現代工業各部門，基于錸的特殊性質主要用作石油工業和汽車工業催化劑，航空發動機耐熱部件的制造，全球約80%的錸用于生產航空發動機等方面。通過查閱文獻[1]，錸的分離富集方法主要包括蒸餾、共沉淀、離子交換與吸附、溶劑萃取[2]、液膜分離等。錸的測試方法主要有分光光度法、極譜法、ICP-AES法[3]、ICP-MS法[4-6]，以及X熒光光譜法[7]等。上述文獻對于一級動力波中錸的測定報道較少,而ICP-AES法操作簡單，具有線性范圍寬、靈敏度高、檢出限低、精密度好等優點。本文主要針對一級動力波中錸的測定進行研究，通過硝酸、鹽酸溶解后，加入酒石酸掩蔽干擾離子，再用ICP-AES進行測定，可以降低錸的檢出限，提高了分析精密度，得到了令人滿意的結果。

2 實驗部分

2.1 實驗原料

本文所研究的樣品來自銅冶煉企業制酸工藝生產過程中產生的一級動力波，其主要成分及酸度見表1所示。

表1 一級動力波中金屬離子的種類含量及酸度

2.2 試劑

實驗用水為二次去離子水，以下試劑均為分析純試劑。

鹽酸(AR)

硝酸(AR)

酒石酸（200g/L）

錸粉（WRe≥99.99%）

2.3 儀器

儀器工作條件的選擇以儀器推薦的參數參考，綜合電感耦合等離子體光譜儀的日常檢測，選擇ICP-AES(Prodigy xp)測定條件:發射功率：1.2 KW，冷卻氣：20 LPM，輔助氣：0.2 LPM，霧化氣：34 PSI，波長197.312 nm。

2.4 標準工作溶液的制備

錸標準貯存溶液（100 ug/mL）：稱取0.1000 g金屬錸粉于150 mL燒杯中，加入20 mL（1+1）鹽酸溶液，5 mL（1+1）硝酸溶液，加熱至完全溶解，冷卻至室溫，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1 mL含100μg錸。

錸標準貯存溶液（10 ug/mL）：移取10.00 mL 100 mg/L的錸標準貯存溶液于100 mL的容量瓶中，加入10 mL硝酸，用水稀釋至刻度，混勻，此溶液1 mL含10μg錸。

標準工作溶液：分別移取0 mL、5.00 mL（10 ug/mL）的錸標準貯存溶液，1.00 mL、2.00 mL、5.00 mL、10.00 mL（100 ug/mL）的錸標準貯存溶液于100 mL容量瓶中，加10 mL（1+1）硝酸，用水稀釋至刻度，混勻。此標準溶液1mL含錸依次為0μg、0.5μg、1μg、2μg、5μg、10μg。

2.5 測定

于電感耦合等離子發射光譜儀上，儀器穩定后，在波長197.313 nm將系列標準溶液引入ICP-AES，按軟件規定的程序，以零濃度為空白，采集系列標準溶液各元素的光譜強度，繪制各元素工作曲線并存入計算機（各元素的工作曲線的線性相關系數應大于0.999，否則需重新繪制）。測定空白溶液及分析溶液，在輸入定容體積和稀釋倍數后，儀器根據標準工作曲線，自動進行數據處理，計算并輸出分析溶液的濃度。

2.6 試驗過程

準確移取10.00mL一級動力波樣品于150 mL燒杯中，加入10ml鹽酸，5ml酒石酸，低溫煮沸數分鐘，然后加入10ml硝酸，繼續加熱蒸煮至近干，取下，冷卻至室溫后加入（1+1）硝酸10ml，后定容至100ml，于ICP－AES測定。

3 結果與討論

3.1 儀器相關條件的選擇

3.1.1 元素分析譜線的選擇

儀器軟件數據庫自帶譜線有227.525、221.426、204.908和197.313nm，通過錸標準曲線和樣品合成溶液分析，標準曲線的相關系數分別為R2=0.9989、R2=0.9989、R2=0.9920、R2=0.9999，但測定樣品合成溶液時，197.313nm的干擾少、信背比和靈敏度高、發射強度穩定，因此試驗選擇錸分析譜線Re197.312 nm。

3.1.2 儀器工作條件的優化

為提高待測元素的檢出限，利用液體樣品中空白信號較小，利用本儀器軟件的功能，選擇對強度最小的197.312nm分析線進行優化，選定功率為1.2kw。

3.1.3 檢出限

以11次樣品空白溶液的測定結果，根據IUPAC規定計算出錸譜線197.312nm的檢出限為0.002ug/ml。

3.2 鹽酸的加入量

移取某一級動力波試樣7份，固定其他條件不變，按照表2.6的操作步驟，只改變過鹽酸加入量，分別加入0 mL、2 mL、4 mL、6 mL、8 mL、10 mL、12 mL，進行試驗，結果見表2。

表2 鹽酸加入量條件試驗

通過表2可知，鹽酸的加入量小于10mL時，溶液產生不同程度的渾濁，因為，鹽酸的加入量不夠，溶液無法被完全消解,鹽酸加入量大于等于10 mL時，溶液澄清良好，因此本方法選擇加入10 mL鹽酸。

3.3 酒石酸的加入量

移取某一級動力波樣品6份，固定其他條件不變，只改變酒石酸加入量，按照2.6的操作步驟，進行試驗，分別加入0 mL、2 mL、4 mL、5ml、6 mL、8 mL，結果見表3。

表3 酒石酸加入量條件試驗

通過表3可知，酒石酸加入量小于等于4mL時，溶液產生不同程度的渾濁，因為，酒石酸的加入量不夠，溶液中的金屬離子沒有被完全絡合,酒石酸加入量大于等于5 mL時，溶液澄清良好，無渾濁,因此本方法選擇加入5 mL(200 g/L)酒石酸溶液。

3.4 硝酸的加入量

移取某一級動力波試樣6份，固定其他條件不變，按照2.6的操作步驟，只改變過硝酸加入量，分別加入0 mL、2 mL、4 mL、6 mL、8 mL，進行試驗，結果見表4。

表4 硝酸加入量條件試驗

通過表4可知，硝酸的加入量小于等于4mL時，溶液產生不同程度的渾濁，因為，硝酸的加入量不夠，溶液無法被完全消解,硝酸加入量大于等于5 mL時，溶液澄清良好，因此本方法選擇加入5 mL硝酸(AR)

3.5 準確度及精密度實驗

3.5.1 方法精密度實驗

在最優條件下，按照2.6試驗方法對制酸廠的一級動力波樣品1#，2#，3#，4#樣品平行測定11次，測定結果及其相對標準偏差（RSD）如表5所示。錸的相對標準偏差（RSD）在0.39%～1.98%之間，滿足分析要求，同時也說明該方法精密度良好。

表5 精密度實驗結果

RSD（%） 1.98 0.93 0.39 0.47

3.5.2 方法加標回收率實驗

按照2.6的實驗過程，移取7份1#樣品，分別加入250μg的錸；稱取7份2#樣品，分別加入500μg的錸；稱取7份#樣品，分別加入1000μg的錸；移取7份4#樣品，分別加入1500ug的錸；按照試驗方法測定錸含量，計算回收率，測定結果如表6所示。從測定結果可以看出，該方法加標回收率在96.99%～100.74%之間，回收率能夠滿足分析要求，同時也能說明該方法準確度高。

表6 ICP-AES測定錸濾餅中錸含量的回收率

4 結論

本文通過硝酸、鹽酸消解樣品，采用酒石酸絡合金屬離子，消除了原液中基體效應的影響，排除了干擾離子對實驗的影響，該方法簡單，流程短，易操作。從實驗結果看本方法具有精密度高，準確度好，結果可靠。