铁矿─钙镁含量的测定─火焰原子吸收光谱法

FCLHSTKSHCaMg001 铁矿一钙、镁含量的测定―火焰原子吸收光谱法 F_CL_HS_TKSH_Ca_Mg_001铁矿一钙、镁含量的测定―火焰原子吸收光谱法 范围 本推荐方法用火焰原子吸收光谱法测定铁矿中钙、镁的含量。 本方法适用于天然铁矿、铁精矿、烧结矿和球团矿中 0.03%(m/m)~1.50%(m/m)的钙、0.005%(m/m)~1.20%(m/m)的镁含量的测定。 2 原理 试样用盐酸—硝酸分解，蒸干，酸不溶残渣经氢氟酸处理之后，以碳酸钠熔融，与主液合并。在一定酸度下，以氯化锶为释放剂，于原子吸收光谱仪，波长钙422.7nm， 镁285.2nm处，以空气—乙炔火焰进行钙和镁的测定。 3 试剂 3.1碳酸钠，无水。 3.2盐酸： p 1.19g/mL. 3.3盐酸，11++33，，5+95. 3.4硫酸，11+1 3.5氢氟酸， p 1.15g/mL. 3.6氯化锶(SrCl26H，0)溶液， 100g/L 称尔 50g优级纯氯化锶(SrClz6H，0)以适量水溶解后，以水稀释至 500mL，混匀。如所用氯化锶非优级纯，可按下法进行提纯： 取约150g氯化锶(SrCl6H，0)(分析纯或化学纯)于500mL烧杯中，以尽可能少的约60℃水在搅拌下使其全溶，以中速滤纸过滤于 600mL烧杯中，稍做洗涤，在室温下放置至有少量结晶析出，然后，一边搅拌，一边加乙醇约100mL，此时有大量氯化锶晶体出现。以较大耐酸漏斗进行减压过滤，并以乙醇充分洗涤4~5次，然后移到适宜器皿中，于洁净环境下晾干，贮存于瓶中备用。 3.7钠溶液， 100gNa，C0s/L 称取 50g无水碳酸钠于 600mL 烧杯中，加水约250mL溶解。在搅拌下缓缓加入盐酸(1+1)(约需155mL)， 直至pH值达约4(pH试纸检查)。微沸2~3min，除去二氧化碳，冷却，以水稀释至500mL混匀。在应用时，也可进行适当稀释。 3.8铁溶液，10g/L 称取10g高纯铁于300mL烧杯中，加50mL盐酸温热溶解后，小心滴加硝酸至氧化作用停止，在80℃左右蒸至稠浆状，沿杯壁加入40mL盐酸(1+3)使之全溶。冷令，移入1000mL 容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。 在应用中，也可进行适当稀释， 但须补足相应盐酸(1+3)的量。 3.9钙标准溶液 3.9.1钙贮备液， 0.70mg/mL 称取 0.4370g预先在105℃烘干 1h， 并已于干燥器中冷却的碳酸钙(高纯试剂)于300mL烧杯中，加水约100mL， 复以表皿，小心滴加 10mL盐酸，缓缓溶解完全后，微沸片刻，冷至室温，移入250mL 容量瓶中，以水稀释刻度，混匀。此溶液1mL 含0.70mg钙。 3.9.2钙标准溶液， 70gug/mL 分取 50.00mL 钙贮备液(0.70mg/mL)于500mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1mL 含 70gug钙。 3.10镁标准溶液 3.10.1镁贮备液， 0.60mg/mL 称取 0.2487g预先在800℃灼烧过并已于干燥器中冷却的氧化镁(高纯试剂)于300mL烧杯中，复以表皿，加10mL 盐酸(1+3)溶解，移入250mL 容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀(也可用0.1500g高纯金属镁代替氧化镁，但溶解时须缓慢进行)。此溶液1mL 含0.60mg镁。 3.10.2镁标准溶液， 6ug/mL 分取5.00mL 镁贮备液(0.60mg/mL)于500mL 容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含6ug镁。 仪器 原子吸收光谱仪。配备有空气—乙炔燃烧器，钙、镁空心阴极灯。所用原子吸收光谱仪应达到下列指标。 最低灵敏度： 工作曲线中所用等差系列标准溶液中浓度最大者，其吸光度应不低于0.300。 工作曲线线性： 工作曲线顶部20%浓度范围的斜率值(表示为吸光度的变化)，在以同样方法测定时，与底部20%浓度范围的斜率值之比，不应小于0.7. 最低稳定性：多次测量工作曲线中所用最大浓度标准溶液与零浓度标准溶液的吸光度，分别计算平均值及标准偏差。其标准偏差应分别小于其吸光度平均值的1.5%和0.5%. 操作步骤 5.1称样 称取约0.20g试样，精确至0.0002g. 5.2空白试验 随同试样做空白试验。空白试验的操作，须先加入一定量的高纯铁或铁溶液，使其量与所取试样的含铁量相接近。在操作之前，应以盐酸清洗所用器皿。钙、镁的空白总量不应太高，以低于相当测定范围的下限为宜。操作中应时刻注意器皿、环境的洁净，严防空白值增大，必要时可增加空白试验的个数。 5.3试样处理 5.3.1分解 将称取的试样置于200mL烧杯中，以少许水湿润摇散，加15mL盐酸，复以表皿，在近沸或微沸下加热溶解，并以玻璃棒搅起附着于杯底的残渣，至溶解作用停止后(此时，杯底的黑红色颗粒应全部或基本消失)，加2mL硝酸，缓缓蒸发至干，继于105℃左右热至干涸。冷却后，加 10mL 盐酸(1+3)溶解片刻，以玻璃棒搅起附着于杯底的残渣，在70~90℃温热1~2min(勿取下表皿)，使可溶盐类全溶，然后加20mL水，热至微沸，立刻取下。 以中速滤纸加适量纸浆过滤[过滤前，以热盐酸(5+95)及热水各预洗漏斗及滤纸两次，并洗净盛滤液的烧杯，弃去洗液]于 300mL 烧杯中，以擦棒及热水擦除杯内残渣并洗净烧杯，继以热盐酸(5+95)洗残渣及滤纸两次(每次须控制洗液量约为10mL)，再以热水洗3~4次，滤液在70~80℃浓缩至约50mL，作为主液保存。 如试样含氟，则将试样置于 200mL 聚四氟已烯烧杯中，加少许水湿润摇散，加15mL 盐酸， 盖上PTFE杯盖，在近沸或微沸下加热溶解，至溶解作用停止后，加2mL硝酸，缓缓蒸发至近干时，除去杯盖，加3mL高氯酸(p1.67g/mL)， 继续蒸发至大量白烟产生，冷却，以少量水冲洗杯壁，再加热至白烟冒尽为止，冷却，加10mL盐酸，浸取片刻，以玻璃棒搅起附着于杯底的残渣，在70℃~90℃温热1~2min(勿取下表皿)，使可溶盐类全溶，然后加20mL水，加热至微沸，立刻取下。 以中速滤纸加适量纸浆过滤[过滤前，以热盐酸(5+95)及热水各预洗漏斗及滤纸两次，并洗净盛滤液的烧杯，弃去洗液]于300mL烧杯中，以擦棒及热水擦除杯内残渣并洗净烧杯，继以热盐酸(5+95)洗残渣及滤纸两次(每次须控制洗液量约为10mL)，再以热水洗3~4次，滤液在70~80℃浓缩至约50mL， 作为主液保存。空白试验亦同样处理。 5.3.2残渣的处理 将残渣及滤纸置于铂埚中，灰化，在约700℃灼烧 10~15min， 冷却后，以水湿润，滴加4滴硫酸(1+1)，加5mL氢氟酸，缓缓加热，直至白烟冒尽。然后于约700℃灼烧2~3min，冷却，加1.000g无水碳酸钠，在喷灯上于约1000℃左右进行熔融，并不时转动坩，使残渣熔融完全。熔融物冷却后，以水将埚外部充分洗净，置入主液中，温热下浸取熔融物，以尽可能少的水洗出埚，此时，溶液应呈清亮状态。移入100mL容量瓶中，冷至室温，加5mL氯化锶溶液(100g/L)，以水稀释至刻度，混匀。 注： 如试样含钛、硫酸钡等组分较高，浸取熔融物后溶液混浊，可以慢速滤纸加纸浆过滤、温水洗3次的方式除去混浊物(必要时可再次过滤)直至溶液清亮。如滤液体积增大，可适当温热浓缩之。空白试验亦同样处理。 5.3.3试液的分取 按表1分取试样于另一个100mL容量瓶中，并补加相应盐酸(1+3)和氯化锶溶液(100g/L)， 以水稀释至刻度，混匀，即为待测试样溶液。 表1试液分取量及补加试剂量 测定组分 0.03 25.00 0.0500 6.00 3.75 加入氯化锶液体积， mL 镁 ≥0.03~ 10.00 0.0200 7.20 4.50 0.12 5.00 0.0100 7.60 4.75 ≥0.12~ 20 0.0040 8.00 4.90 0.30 10.00× 100 0.2000 0 0 钙 ≥0.18~ 40.00 0.0800 4.80 3.00 0.35 25.00 0.0500 6.00 3.75 ≥0.35~ 20.00 0.0400 6.40 4.00 0.70 ≥0.30~0.60>0.60~1.20 5.4吸光度测量 在原子吸收光谱仪上，于波于 422.7nm、285.2nm，以空气—乙炔火焰，用水调零：分别测量钙和镁的吸光度。先用钙或镁工作曲线系列浓度最大的溶液喷测，并调节火焰状态和燃烧器位置，以达到最大吸光度。然后按浓度由低到高的顺序，依次喷入钙和镁的工作曲线系列溶液和待测试样溶液，每一溶液喷测均以水调零，并至少重复喷测两次，记下获得的稳定读数，求得各自平均吸光度。 5.5工作曲线绘制 分取0.00、1.00、3.00、5.00、7.00、9.00mL 钙标准溶液(0.070mg/mL)，分别置于一组 100mL容量瓶中，加8.0mL盐酸(1+3)，然后据表1所分取的试液分取量，加入与待测试样溶液中的铁量及钠(相当于碳酸钠)量相近的铁溶液(10g/L)及钠溶液(100gNa，C0s/L)各一定量，最后加入 5.0mL 氯化锶溶液(100g/L)，以水稀释至刻度，混匀。 分取0.00、2.00、4.00、6.00、8.0010.00mL镁标准溶液(0.0060mg/mL)，分别置于一组 100mL容量瓶中，加8.0mL 盐酸(1+3)，然后按表1所分取的试液分取量，加入与待测试样溶液中的铁量及钠(相当于碳酸钠)量相近的铁溶液(10g/L)及钠溶液(100gNa，COs/L)各一定量，最后加入5.0ml 氯化锶溶液(100g/L)，以水稀释至刻度，混匀。 每一溶液的平均吸光度减去零浓度溶液的平均吸光度，为钙或镁工作曲线系列溶液的净吸光度。以钙或镁浓度为横坐标，净吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。 将试样溶液的平均吸光度和随同试样空白溶液的平均吸光度，从工作曲线上分别查出钙或镁的浓度。 6 计算 按下式计算钙镁的含量，以质量百分数表示： 式中： ci——自工作曲线上查得的试样溶液中钙或镁的浓度， ug/mL； c——自工作曲线上查得随同试样空白溶液中钙或镁的浓度， ug/mL； /—-测量试液的体积，mL； m -测量溶液相当的试样的质量，g.