提钒尾渣中镓含量的分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种提钒尾渣中镓含量的分析方法，属于分析测试技术领域。
【背景技术】
[0002] 镓是一种重要的稀散元素，被广泛的应用于电子工业及核能工业，随着我国科学 技术的飞速发展，镓在国民经济中的作用也越来越大。
[0003] 用分光光度法分析测定镓，常用离子缔合物萃取法，显色剂大多使用丁基罗丹明B 等碱性染料。近年来，为了提高分析灵敏度，改善操作条件，有报道研宄采用胶囊增熔法，所 用的显色剂的种类也越来越多。
[0004] 对提钒尾渣中镓含量的测定，目前还没有国家标准分析方法。其他样品中镓的分 析方法主要有分光光度法、原子吸收光谱法、比色法、电感耦合等离子体等。其中比色法手 续繁琐，原子吸收光谱法也应用在镓的测定中，但原子吸收光谱法常用的乙炔-空气火焰 约为2300e，而镓属于较难原子化的元素之一，所以测定灵敏度较低；电感耦合等离子体原 子发射光谱（ICP-AES)火焰约为6000~7000e，可以有效的激发镓原子，具有灵敏度高、干 扰少、线性范围宽等优点，但机器设备贵，测试成本高，一般的实验室没有配备，难于推广应 用；而分光光度法设备简单，常用于微量及痕量镓的测定，但提钒尾渣中干扰因素多，成分 非常复杂，镓含量低，需排除干扰才能准确测定，因此，目前还没有行之有效的方法能够对 提钒尾渣中镓含量进行准确测定。
[0005] 申请号为CN201010207295，发明名称为"从提钒尾渣中回收铁、钒、铬和镓的方 法"中国专利，公开了一种从提钒尾渣中回收铁、钒、铬和镓的方法，该方法经过物料混合、 造球、初步还原和熔炼及深还原步骤，可以得到含镓的生铁和炉渣。该方法固然可以提炼出 镓，但没有相应的分析测定提钒渣中镓含量的步骤和方法。
[0006] 龙萍等人在《冶金分析》，第2013, 33(8)，64-67期，发表了名称为"罗丹明B萃取 分光光度法测定黄磷电尘灰冶炼物料中镓"的文章，该文章公开了用硫酸（1+1)和水加热 溶解矿样，然后用盐酸定容，三氯化钛显色，用甲苯-甲基异丁基酮萃取定容后的试液，分 层后取有机相，洗涤，滴加罗丹明B，用脱脂棉过滤后测定其吸光度。提钒尾渣一般呈黑色 固体粉末，大部分为磁性铁氧化物，本发明中涉及的提钒尾渣用原子吸收光谱分析，其中含 有铁32. 8%、二氧化钛12. 9%、五氧化二|凡2. 08%、氧化猛7. 84%、二氧化娃14. 4%、氧化 铝3. 2%、氧化镁5. 73%、氧化钠5. 26%、氧化钙2. 5%、还含有少量的硫和三氧化二铬，其 镓含量仅仅为〇. 008%。龙萍等人采用的方法仅仅采用硫酸溶解矿样，对本发明中的提钒尾 渣溶解效果较差，且使用的萃取剂较贵，罗丹明B浓度较大，萃取后的溶液颜色较深，测定 有机相误差较大，重现性差，用脱脂棉过滤步骤繁琐，不易操作。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是提供一种提钒尾渣中镓含量的分析方法。
[0008] 提钒尾渣中镓含量的分析方法，包括以下步骤：
[0009] a、在提钒尾渣试样中加入助熔剂，熔融后得到熔团，冷却，加入盐酸，加热溶解， 冷却至室温，用盐酸定容，得到定容液；其中，按重量比计：提钒尾渣：助溶剂=0. 1~ 0?2:5~8;
[0010] b、取上述定容液，滴加TiCl3，至溶液显紫色，放置后加入萃取剂，萃取，取有机相， 用盐酸洗涤后加水反萃取，得到痕量镓的溶液；其中，定容液：萃取剂=1:1~1. 5 ;
[0011] c、在b步骤得到的痕量镓的溶液中加入丁基罗丹明B溶液，在565nm处测定其吸 光度；其中按体积比，丁基罗丹明B:痕量镓的溶液=1~2:15~25 ;
[0012] d、测定提钒尾渣中铁的含量，配制镓的标准溶液，根据测定的铁的含量在镓的标 准溶液中添加一样比例的三氯化铁溶液，根据上述b~c步骤，制作镓的标准工作曲线；
[0013] e、根据C步骤中测定的吸光度结果在镓标准工作曲线上得到相应镓的质量，计算 出提钒尾渣中镓的含量。
[0014] 为了得到更好的分析测试效果，上述盐酸浓度可以采用6mol/L。
[0015] 经过实验发现，熔样的温度高，对熔样效果好，但超过950°C，熔样效果相差不大。 因实验用马弗炉最高温度在1000 °c左右，在过高温度下使用马弗炉对它的寿命影响很大， 加之温度过高会容易导致熔样过程产生爆锅现象且对分析人员的操作构成一定的安全隐 患，所以综合考虑后本发明发明人将熔样温度控制在950°c~KKKTC就可以了。当然针对 要求更高的情况可以通过加长熔融时间来提高熔样的效果。
[0016] 熔样时间越长，效果越好，实验发现当时间为15分钟以上时，熔解结果差别不大， 说明已经充分熔样，但时间过长，不经济，综合考虑，选择20~25分钟。
[0017] 根据实验情况，加入盐酸后加热溶解温度为80~120°C，如果试样还没熔解完全， 还可以加入硫酸、浓硝酸，氢氟酸和高氯酸冒烟继续溶解，直至溶解完全。
[0018] 本发明发明人经过实验发现，仅仅采用盐酸、硫酸，甚至加浓硝酸、氢氟酸和高氯 酸溶解试样，肉眼都能明显的观察到还有少量不溶物质存在，所以为彻底将试样熔融到化 学分析要求，本发明发明人对熔剂进行研宄，同时考虑到熔样时的安全简易性和化学分析 的经济性，发明人选用了特定重量比例的Na2COfH3BO3+硼砂作为本发明实验的助熔剂。
[0019] 其中，按重量比计，碳酸钠：硼酸：硼砂=0. 8~2:0. 8~1:0. 8~1，进一步的， 为了得到更好的效果，优选为1: 1:1。
[0020] 上述所述a步骤中取提钒尾渣0. 1~0. 2g，加入助熔剂5~8g，熔融后加30~ 40mL盐酸溶解，如果溶解不完全，还可以再加入30~40mL硫酸，5~IOmL浓硝酸，再滴加 氢氟酸和高氯酸冒烟溶解，直至溶解完全，用盐酸定容至200mL。
[0021] 为了萃取分层后方便取相应溶液，上述萃取分层可以在分液漏斗中进行。其中，b 步骤中萃取剂为乙酸丁酯和甲苯，按体积比，乙酸丁酯：甲苯=1:1 ;滴加TiCl3过量3~5 滴，滴加后放置20~30min，加水重复反萃取1~2次。
[0022] 进一步的，为了得到更好的实验效果，所述c步骤中丁基罗丹明B:痕量镓的溶液 =1. 5:20〇
[0023] 镓的标准工作曲线制备，是采用lug/ml标准镓溶液，其中为了避免提钒尾渣中铁 对镓的吸光度影响，使得标样与试样具有相同的分析条件，减少误差，本发明发明人在制作 镓标准工作曲线时，根据提钒尾渣中铁含量的多少，加入相应含量的三氯化铁溶液，按照上 述b~c步骤的方法，测定镓标准溶液中镓的吸光度，以镓溶液中镓的质量为横坐标，镓的 吸光度为纵坐标，制作镓的标准工作曲线。
[0024] 为了节约成本，得到更准确的测定结果，上述所述步骤a的碳酸钠、硼酸、硼砂；所 述步骤b的浓硝酸、硫酸、盐酸、氢氟酸和高氯酸；所述步骤c的TiCl3、乙酸丁酯、甲苯、丁基 罗丹明B均为市购的分析纯产品。
[0025] 本发明提供的提钒渣中镓含量的分析方法，制成待测试样液后，即可用现有技术 中的分光光度法，直接测定提钒尾渣中镓含量，不仅仪器设备简单，而且测定的镓含量准确 率高。本发明方法可靠、实用、快捷，完全能满足日常测定提钒尾渣中镓含量的需要。
【附图说明】
[0026] 图1为以吸光度A对镓标准溶液中镓的质量做的标准工作曲线图。
【具体实施方式】
[0027] 提钒尾渣中镓含量的分析方法，包括以下步骤：
[0028] a、在提钒尾渣试样中加入助熔剂，熔融后得到熔团，冷却，加入盐酸，加热溶解， 冷却至室温，用盐酸定容，得到定容液；其中，按重量比计：提钒尾渣：助溶剂=0. 1~ 0?2:5~8;
[0029] b、取上述定容液，滴加TiCl3，至溶液显紫色，放置后加入萃取剂，萃取，取有机相， 用盐酸洗涤后加水反萃取，得到痕量镓的溶液；其中，定容液：萃取剂=1:1~1. 5 ;
[0030] C、在b步骤得到的痕量镓的溶液中加入丁基罗丹明B溶液，在565nm处测定其吸 光度；其中按体积比，丁基罗丹明B:痕量镓的溶液=1~2:15~25 ;
[0031]d、测定提钒尾渣中铁的含量，配制镓的标准溶液，根据测定