专利名称：高纯铌或氧化铌中痕量铋的快速分析检测方法
技术领域：
本发明涉及铋元素的快速分析检测，尤其是高纯铌或氧化铌中痕量铋的快速分析检测方法。
背景技术：
在现有的铋元素分析检测方法中，GB/T15076. 11-1994钽铌化学分析方法中铋量的测定是使用直流电弧原子发射光谱法，测定范围为0. 0001% 0. 030%。这种方法的准确度完全依赖其校准曲线的标准样品的定值准确性，标准样品必须溯源到有证标准物质，其中铋量的定值还是采用化学分析方法。对于微量或痕量铋的检测，为了提高灵敏度，一般需要采用较繁琐的化学分离手段，如萃取、共沉淀等，使铋与其他干扰元素分离后，再进行测定。由于萃取、共沉淀等操作过程复杂，分析周期较长，对环境的污染大，难于满足生产过程快速分析的要求。如GB/T43M. 2-1984钨化学分析方法碘化钾-马钱子碱光度法测定铋量，需要用三氯甲烷萃取铋的络合物，对环境造成污染，实际样品的检测下限只能达到
0.00008%ο
发明内容
本发明的目的在于克服现有化学分析检测方法存在的问题，提供一种简便、实用的分离方法，进行高灵敏度的铋元素测定，降低分析下限，以适应高纯铌或氧化铌中痕量铋的快速分析检测。为实现目的，本发明的高纯铌或氧化铌中痕量铋的快速分析检测方法，依次包括以下步骤
(1)将高纯氧化铌试样用氢氟酸溶解，高纯铌试样用氢氟酸和硝酸溶解，获得试样溶
液；
(2)调节蠕动泵转速，带动试样溶液通过阳离子交换柱进行离子交换，试样溶液中铋离子吸附在柱上，与试样溶液中基体铌以及杂质元素分离；
(3)以氢氟酸、超纯水依次淋洗阳离子交换柱，再用硝酸或盐酸洗脱交换柱上吸附的铋元素，收集洗脱液，定容，摇勻；
(4)用电感耦合等离子体发射光谱仪测定洗脱液中铋元素的发射强度，然后根据
i十算分析结果，其中-— _标准工作曲线_ mmmmm
c = AI +Bm
液的质量浓度，单位为g/mL ；A, B——方程系数；I——铋元素的发射强度；V——洗脱试液的体积，单位为mL ；m——试样的质量，单位为g。作为改进，所述溶解金属铌试样的氢氟酸和硝酸的用量为3:1。所述试样溶液体积为20mL 50mL，试样溶液的氢氟酸酸度在3% 6%。所述阳离子交换柱中填充的阳离子交换树脂经过磨细，依次用稀硝酸、纯水清洗、 浸泡，反复多次，再用超纯水洗至中性。
3
所述阳离子交换柱最好采用内径5mm、长150mm的塑料管，填装树脂体积最好为 1. 5mL 2. 5mL。所述蠕动泵转速最好控制在7 15rpm。所述淋洗阳离子交换柱的氢氟酸的酸度最好控制在0. 5% 1%。所述洗脱阳离子交换柱吸附的铋离子时，硝酸或盐酸浓度最好为3mol/L 4mol/ L、用量最好为25mL 35mL。本发明通过控制一定条件使阳离子交换树脂吸附试样溶液中铋离子，而NbF72-不被吸附而流出，再洗脱阳离子交换柱所吸附的铋离子，用电感耦合等离子体发射光谱法测定，简便快速，准确度高，分析周期缩短，仅20分钟左右，实际样品检测下限达到0. 00002%, 非常适用于高纯铌及氧化铌中痕量铋的分析测定，且结果稳定，重现性好。
具体实施例方式实施例1 高纯氧化铌中铋的测定(样品S-1) 标准溶液的配制(各实施例均相同)
按照GB/T602-2002《化学试剂杂质测定用标准溶液的制备》配制0. lmg/mL的铋标准溶液。标准溶液系列的配制分别移取质量浓度为0. lmg/mL的铋标准溶液0，0. ImL, 0. 3mL,0. 5mL,0. 7 mL于IOOmL容量瓶中，加硝酸2mL，用水稀释至IOOmL,混勻，即为每mL含 M 0. 1 μ g,0. 3μ g,0. 5μ g,0. 7μ g0阳离子交换树脂的处理(各实施例均相同)
将阳离子交换树脂，(如732型强酸性阳离子树脂)晾干，磨细，水洗数次，用4mol/L硝酸浸泡Mh，超纯水洗至中性，再用硝酸、超纯水反复浸泡、清洗后，再用5%氢氟酸浸泡4h以上，洗至中性，再用m硝酸浸泡4h，洗至中性，备用。阳离子交换柱的制备
量取处理好的阳离子交换树脂1. 5mL呈淤浆状灌入长150mm，内径5mm的聚乙烯管中， 两端以酸洗过的医用棉花封口，插入过滤塞，一端连接进样管，一端连接蠕动泵管。样品测定
称取Ig高纯氧化铌样品于密闭消解罐中，加2mL氢氟酸，微波消解至溶液清亮，稀释至 50mL，控制氢氟酸酸度为4%，摇勻。连接阳离子交换柱1和蠕动泵2，调节蠕动泵以IOrpm 的速度带动试样溶液流过阳离子交换柱，流出液弃去。再用15mL浓度为1%的氢氟酸、15mL 超纯水依次淋洗阳离子交换柱，流出液弃去。再用30mL浓度为4mol/L的硝酸洗脱交换柱上吸附的铋离子，收集洗脱液于塑料瓶中，定容，摇勻。将上述制备好的待测溶液在电感耦合等离子体发射光谱仪上测定，控制发生器功率1000W，冷却气流量12L/min，护套气流量0. 3L/min,载气流量0. 86L/min测定洗脱液中铋元素的发射强度，电感耦合等离子体发射光谱仪的其他工作参数为入射狭缝20 μ m,出射狭缝15μπι，全息光栅4320条刻线/mm。同时测定标准溶液系列中铋元素的发射强度，得到工作曲线的线性方程c =』/+S ,其中——自标准工作曲线自动计算的洗脱试液的质量浓度，单位为克每毫升(g/mL);A，B——方程系数；I——祕元素的发射强度。该步骤以下实施例均相同。
根据测得的洗脱试液中铋元素的发射强度，按照校准曲线方程=UxWO计
m
算结果，其中V——洗脱试液的体积，单位为毫升(mL) ；m——试样的质量，单位为克(g)。该步骤以下实施例均相同。测定结果高纯氧化铌样品中的铋含量为0. 0000031%,加标0. 00002%的测定值为0. 000023%，多次测定相对标准偏差为16%，加标回收率为115%。 实施例2 高纯氧化铌中铋的测定(样品S-2 ) 阳离子交换柱的制备
量取处理好的阳离子交换树脂2. 5mL呈淤浆状灌入长150mm，内径5mm的聚乙烯管中， 两端以酸洗过的医用棉花封口，插入过滤塞，一端连接进样管，一端连接蠕动泵管。称取Ig高纯氧化铌样品于密闭消解罐中，加3mL氢氟酸，微波消解至溶液清亮， 稀释至50mL，控制氢氟酸酸度为6%，摇勻。连接阳离子交换柱和蠕动泵，调节蠕动泵以 12. 6rpm的速度带动试样溶液流过阳离子交换柱，流出液弃去。再用15mL浓度为1%的氢氟酸，15mL超纯水依次淋洗阳离子交换柱，流出液弃去。再用25mL浓度为3mol/L的盐酸洗脱交换柱上吸附的铋元素，收集洗脱液于塑料瓶中，定容，摇勻。测定结果高纯氧化铌样品中的铋含量为0. 0000031%，加标0. 00005%的测定值 0. 000062%，多次测定相对标准偏差为6. 0%，加标回收率为118%。实施例3 高纯铌中铋的测定(样品S-3 ) 阳离子交换柱的制备
量取处理好的阳离子交换树脂2. 5mL呈淤浆状灌入长150mm，内径5mm的聚丙烯管中， 两端以酸洗过的医用棉花封口，插入过滤塞，一端连接进样管，一端连接蠕动泵管。称取0. 5g高纯铌样品于塑料杯中，加3mL氢氟酸，ImL硝酸溶解，稀释至50mL，控制氢氟酸酸度为6%，摇勻。连接蠕动泵和阳离子交换柱，调节蠕动泵以9. 6rpm的速度带动试样溶液流过阳离子交换柱，流出液弃去。再用15mL浓度为1%的氢氟酸，IOmL超纯水依次淋洗阳离子交换柱，流出液弃去。再用^mL浓度为4mol/L的硝酸洗脱交换柱上吸附的铋元素，收集洗脱液于塑料瓶中，定容，摇勻。测定结果高纯铌样品中的铋含量为0 %，加标0. 00003%的测定值0. 000034%,多次测定相对标准偏差为20%，加标回收率为113%。本分析检测方法简便快速，仅20分钟左右，分析周期短而准确度高，且结果稳定， 重现性好，实际样品检测下限达到0. 0000 ，非常适用于高纯铌及氧化铌中痕量铋的分析测定。
权利要求
1.一种高纯铌或氧化铌中痕量铋的快速分析检测方法，依次包括以下步骤(1)将高纯氧化铌试样用氢氟酸溶解，高纯金属铌试样用氢氟酸和硝酸溶解，获得试样溶液；(2)调节蠕动泵转速，带动试样溶液通过阳离子交换柱进行离子交换，试样溶液中铋离子吸附在柱上，与试样溶液中基体铌以及杂质元素分离；(3)以氢氟酸、超纯水依次淋洗阳离子交换柱，再用硝酸或盐酸洗脱交换柱上吸附的铋元素，收集洗脱液，定容，摇勻；(4)用电感耦合等离子体发射光谱仪测定洗脱液中铋元素的发射强度，然后根据i十算分析结果，其中-— _标准工作曲线_ mmmmmc = Al +βm液的质量浓度，单位为g/mL ；A, B——方程系数；I——铋元素的发射强度；V——洗脱试液的体积，单位为mL ；m——试样的质量，单位为g。
2.根据权利要求1所述的高纯铌或氧化铌中痕量铋的快速分析检测方法，其特征在于所述溶解金属铌试样的氢氟酸和硝酸的用量为3:1。
3.根据权利要求1或2所述的高纯铌或氧化铌中痕量铋的快速分析检测方法，其特征在于所述试样溶液体积为20mL 50mL，试样溶液的氢氟酸酸度在3% 6%。
4.根据权利要求1所述的高纯铌或氧化铌中痕量铋的快速分析检测方法，其特征在于所述阳离子交换柱中填充的阳离子交换树脂经过磨细，依次用稀硝酸、纯水清洗、浸泡， 反复多次，再用超纯水洗至中性。
5.根据权利要求1所述的高纯铌或氧化铌中痕量铋的快速分析检测方法，其特征在于所述阳离子交换柱采用内径5mm、长150mm的塑料管或玻璃管，填装树脂体积为 1. 5mL 2. 5mL。
6.根据权利要求1所述的高纯铌或氧化铌中痕量铋的快速分析检测方法，其特征在于所述蠕动泵转速为7 15rpm。
7.根据权利要求1所述的高纯铌或氧化铌中痕量铋的快速分析检测方法，其特征在于所述淋洗阳离子交换柱的氢氟酸的酸度为0. 5% 1%。
8.根据权利要求1所述的高纯铌或氧化铌中痕量铋的快速分析检测方法，其特征在于所述洗脱阳离子交换柱吸附的铋离子时，硝酸或盐酸浓度为3mol/L 4mol/L、用量为 25mL 35mL。
全文摘要
本发明公开了一种高纯铌或氧化铌中痕量铋的快速分析检测方法，依次包括将高纯氧化铌试样用氢氟酸溶解，金属铌试样用氢氟酸和硝酸溶解；调节蠕动泵带动试样溶液通过阳离子交换柱进行离子交换，试样溶液中铋离子吸附在柱上，与试样溶液中基体铌以及杂质元素分离；以氢氟酸、超纯水依次淋洗阳离子交换柱，再用硝酸或盐酸洗脱交换柱上吸附的铋元素，收集洗脱液，定容，摇匀；用电感耦合等离子体发射光谱仪测定洗脱液中铋元素的发射强度，然后根据，计算分析结果；本发明简便快速，准确度高，分析周期缩短，仅20分钟左右，实际样品检测下限达到0.00002%，且结果稳定，重现性好。
文档编号G01N21/73GK102507541SQ201110384169
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者张颖 申请人:株洲硬质合金集团有限公司