离子选择电极法测定铍精矿中氟的含量

张雪莲

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

·分 析·

离子选择电极法测定铍精矿中氟的含量

张雪莲

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

文章采用离子选择电极法测定铍精矿中氟的含量,该方法有效地排除了精矿中的铝和铍对测定的干扰,能简单、快速、准确地测定出铍精矿中的氟量。

离子选择电极;铍精矿;氟

试样经氢氧化钠-过氧化钠熔融分解,以水浸出,沉淀分离部分杂质,以钛铁试剂和磺基水杨酸作为离子强度调节液于pH值7.5左右,用氟离子选择电极测定溶液的电位值,在拟定的分析条件下,铍精矿中含有的铍、铝、硅等元素不影响测定,方法简单、快速、准确。

1 试验部分

1.1 试剂及标准溶液

1.氢氧化钠(200 g/L)。

2.氢氧化钠(20 g/L)。

3.盐酸(ρ=1.19 g/mL)。

4.硝酸(ρ=1.42 g/mL)。

5.磷酸(分析纯)。

6.硫酸(ρ=1.82 g/mL)。

7.高氯酸(ρ=1.67 g/mL)。

8.钛铁试剂(150 g/L):称取75 g钛铁试剂于250 mL烧杯中,加适量水,加热溶解后冷却,移入500 mL容量瓶中,稀释至刻度,混匀。

9.磺基水杨酸溶液(400 g/L):称取200 g磺基水杨酸于250 mL烧杯中,用水溶解,移入500 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。

10.氟标准贮存溶液:称取2.210 2 g预先在105～110℃下烘2 h并置于干燥器中冷至室温的氟化钠(优级纯),置于烧杯中,用水溶解,移入1 000 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀,移入干燥的塑料瓶中保存。此溶液1 mL含1.0 mg氟。

11.氟标准溶液:移取50.00 mL氟标准贮存溶液,置于500 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀,移入干燥的塑料瓶中保存。此溶液1 mL含0.1 mg氟。

12.氟标准溶液:移取50.00 mL氟标准溶液置于500 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀,移入干燥的塑料瓶中保存。此溶液1 mL含0.01 mg氟。

1.2 仪器

1.酸度计:精度0.02pH。

2.离子计或数字电压表:精度正负0.1 mV。

3.电磁搅拌器。

4.氟离子选择电极。

5.甘汞电极。

1.3 条件试验

1.3.1 测定溶液pH值的影响

取500μg氟标准溶液,置于一组50 mL烧杯中,加入5 mL钛铁试剂和5 mL磺基水杨酸溶液,以氢氧化钠溶液调节pH值为5.0～9.0,以水稀释至50 mL,混匀,将溶液于离子计上测定其电位值,结果列于表1。

表1 测定溶液pH值的影响

从表1可见:pH值不同对氟的测定有不同程度的影响。当pH值在6.5到8.5之间时,氟的测定值相对稳定,故选择pH值7.5时测定氟。

1.3.2 不同酸的影响

取500μg氟标准溶液,置于一组50 mL烧杯中,加入5 mL钛铁试剂和5 mL磺基水杨酸溶液,分别加入不同量的盐酸、硝酸、磷酸、硫酸和高氯酸,以氢氧化钠溶液调节pH至7.5,以水稀释至50 mL,混匀,将溶液于离子计上测定其电位值,结果列于表2。

表2 不同酸的影响

从表2看出:盐酸、硝酸、磷酸、硫酸、高氯酸介质中都有不同程度的影响,而且随着量的增加,电位值下降。所以要尽量控制少加或不加,采用氢氧化钠溶液和磺基水杨酸溶液调节pH值。

1.3.3 离子强度调节液的选择

移取500μg氟标准溶液,置于两组50 mL烧杯中,其中一组加入干扰元素(BeO 15 mg,Al 10 mg),一组不加干扰元素,在两组中分别加入不同量的钛铁试剂和磺基水杨酸溶液,调节pH值7.5,将溶液移入50 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀,用离子计测量电位值。结果列于表3。

表3 离子强度调节液的选择

由表3可以看出:加入钛铁试剂和磺基水杨酸溶液各5 mL以下时电位值略偏低,在5 mL以上时结果基本稳定,因此,本方法选用加入钛铁试剂和磺基水杨酸溶液各5 mL。

1.3.4 干扰元素的影响

移取500μg氟标准溶液,置于两组50 mL容量瓶中,加入干扰元素溶液,其中一组加入5 mL钛铁试剂和5 mL磺基水杨酸溶液,另一组不加钛铁试剂和磺基水杨酸溶液,调节pH值7.5,移入50 mL容量瓶中,以水稀释至刻度,记录电位值。结果列于表4。

由表4可见,铝、铍干扰氟的测定,铁、锂、钙、镁、硅、磷不干扰测定,加入钛铁试剂和磺基水杨酸可消除干扰。

表4 干扰元素的影响

2 分析步骤

2.1 分析方法

称取0.500 g(精确至0.000 1 g)试样于30 mL铁坩埚中,随同试样做空白试验,加入4 g氢氧化钠置于电炉上驱除水份,再覆盖1 g过氧化钠,移入700～750℃高温炉中熔融5 min,取下,冷却。

用水洗净坩埚外壁,置于250 mL烧杯中,盖上表面皿,用热水浸取熔融物,洗净坩埚,取出,将溶液冷至室温。

将溶液移入250 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀,静置。

移取25.00 mL上层清液,置于50 mL烧杯中,加入5 mL钛铁试剂和5 mL磺基水杨酸溶液,在酸度计上用氢氧化钠和磺基水杨酸溶液调至pH7.5,将溶液移入50 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。

将溶液全部倒入原50 mL烧杯中,置于电磁搅拌器上,插入氟电极和甘汞电极,接通离子计,测定其动态平衡电位,记录电位值。在工作曲线上查出相应的氟浓度值,计算试样中氟的含量。

2.2 工作曲线的绘制

各移取25.00 mL空白清液,置于一组50mL烧杯中,分别加入氟标准溶液/mg:0、0.025、0.10、0.30、1.00、3.00,各加入5 mL钛铁试剂和5 mL磺基水杨酸溶液,在酸度计上用氢氧化钠和磺基水杨酸溶液调至pH7.5,将溶液移入50 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。

将溶液全部倒入原50 mL烧杯中,置于电磁搅拌器上,插入氟电极和甘汞电极,接通离子计,测定其动态平衡电位,记录电位值。在半对数坐标纸上绘制E—ρF曲线。

2.3 分析结果计算

按下式计算氟的质量百分含量wF,数值以%表示:

式中ρF为自工作曲线上查得的测定溶液的氟浓度/ mg·mL-1;V为试料溶液的总体积/mL;V1为分取试料溶液的体积/mL;m0为试料的质量/g。

2.4 回收率试验

分别称取1、2、3、4号铍精矿试样0.5 000 g,置于一组30 mL铁坩埚中,分别加入0.2 mg、0.5 mg氟标准溶液,于电炉上驱除水份,按分析步骤进行氟量的测定,结果列于表5。由表5得知,本方法的回收率在97.4%～105.5%之间,说明该方法准确可靠。

表5 回收率试验

2.5 方法精密度试验将4个铍精矿试样按分析步骤进行11次测定,

结果列于表6。

表6 精密度试验%

从表6可以看出,标准偏差和相对标准偏差均不大,说明该方法精密度良好。

3 结 论

用离子选择电极法测定铍精矿中氟量,铍、铝是主要干扰元素,可以采用钛铁试剂和磺基水杨酸消除干扰,在测定条件下,可消除10 mg铝、15 mg氧化铍的干扰,试验表明该方法快速、准确,适用于铍精矿中氟的测定。

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[3] YS/T 254.5—1994,铍精矿—绿柱石[S].

Abstract:This article uses the section electrode method to determine the fluorine content in beryllium concentrate, which removes Al and Be disturbance in the concentrate.This method is simple,fast and accurate to determine the fluorine content.

Key words:ion selective electrode;beryllium concentrate;fluorine

Determination of Fluoride in Beryllium Concentrate by Ion Selective Electrode Method

ZHANG Xue-lian
(Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

O646.5

A

1003-5540(2011)02-0065-03

2010-11-26

张雪莲(1980-),女,助理工程师,主要从事化学分析工作。