论文部分内容阅读
摘 要：分光光度法测定矿石中钽、铌时，样品中不仅有待测的钽和铌，还有大量的伴生元素和其他金属元素，以及在溶解样品过程中的外来其他元素均有可能对钽、铌的测定产生一定影响。
关键词：分光光度法；测定矿石；钽铌；干扰元素；分析
分光光度法是测定常量和微量钽、铌常用的方法，具有较好的准确性和灵敏度。钽在矿石中含量一般都很低，分光光度法常用的试剂是结晶紫、丁基罗丹明B、孔雀绿、维多利亚蓝等，其中以结晶紫和丁基罗丹明B较为普遍，在酸性介质中，氟钽酸配离子与上述染料反应生成相应的有色络合物，用苯、甲苯等有机溶剂萃取后光度法测定，反应灵敏度高，但是由于使用了苯、甲苯等有机溶剂，会对实验人员的身体健康和环境造成一定的影响。矿石中铌的测定主要是硫氰酸盐光度法、氯代磺酚C光度法和5-Br-PADPA光度法等，以上方法灵敏度高且干扰少。所以分光光度法以其灵敏度高、选择型好、操作简单、成本低廉而受到科研工作者的青睐。
1 分光光度法在矿石中钽铌的测定
国外学者通过碱溶消解样品，分别以不同的酸性介质来浸取钽和通过改变表面活性剂[9-11]的方法提高灵敏度，利用分光光度法测定矿石或土壤中钽的含量，取得良好的实验结果，对比试验均满足分析要求。选择氯代磺酚C作为显色剂测定铌，论述酸法分解铌矿物时温度、酸度、共存离子等对氯代磺酚C测铌的影响，从而得到最优的实验条件，故选用0.1moL的盐酸、0.5mL抗坏血酸、2mL丙酮加热50-60℃保温20min，络合物能稳定6h，实验证明氯代磺酚C与铌的显色反应受温度影响很大。另外在酒石酸介质中，发现铌与5-Br-PADAP生成兰紫色的三元络合物，最大吸收波长为600nm，络合物的摩尔吸光系数为ε=5.7×104L/（moL·cm），铌含量在0～20μg/25mL范围内符合比尔定律，有色络合物可以稳定3天以上。选择结晶紫最为显色剂，研究在聚乙烯醇和阿拉伯混胶溶剂存在下，铌钼酸根与结晶紫形成的缔合物直接在水相中光度法测定铌，该方法的线性范围0～0.4ug/mL，大多数共存离子不干扰测定，有色体系稳定时间为2h，其RSD在1.9%～3.2%。
国外学者利用分光光度法测定钽铌矿石中的铌，通过选用不同的显色剂[20]来实现对铌的测定，通过选择特定的酸度条件从而形成稳定络合物，满足分光光度法的分析要求，对比试验均满足实验要求。所以分光光度法测定钽铌，显色剂的选择至关重要，根据实际样品的含量选择适合的显色剂，提高方法的灵敏度和准确性。
2 分光光度法测定钽铌分析中存在的干扰
氯代磺酚C是一种灵敏度较高的显色剂，可与铌发生显色反应，生成的络合物稳定性好，选择性高，是国内普遍采用的用于低含量铌测定的良好显色剂。氯代磺酚C作为光度法测定铌的显色剂，可以在高酸度下显色，具有选择性好、干扰少、适用性广等特点，主要用于测定合金中的铌量和矿石中的铌量。在实际样品分析中，通常使用EDTA、抗坏血酸和丙酮消除共存离子干扰，但是，这些方法很难选择一个通用的掩蔽剂，因为掩蔽剂的选择需要结合现有的所有干扰离子，国外学者[21]研究了使用甲苯—酒石酸溶液提取铌与显色剂生成络合物的方法，萃取过程可以有效分离Fe（III）、Co（II）、Mn（II）、S（II）、P（III）、Cr（II）、Ni（II）、V（II）、W（II）、Al（III）、Cu（II）、B（III）等离子干扰，但是由于使用甲苯等有机溶剂，不利于环保及操作者身体健康，故尽量避免使用。
3 分光光度法测定钽铌分析中消除干扰的有效方法
有关分光光度法测定钽、铌分析中的干扰问题，在上述的一些文献中已有报道，通过对上述文献研究报道分析，主要总结如下：
在钽的测定过程中，由于使用苯作为萃取剂，可以有效的分离很多金属元素。选用丁基罗丹明B为显色剂，萃取光度法测定矿石中的钽，样品经过两次沉淀分离和苯萃取进行处理，以排除共存元素的干扰，矿石中常见的Si（IV）、Fe（III）、Al（III）、Ca（II）、Mg（II）、Mn（II）、Cu（II）、Zn（II）、Pb（II）、Sn（II）、Mo（II）等离子均不会干扰钽的测定，但文献中没有给出具体的临界量，由于矿石样品成分十分复杂，不同地区的成分构成差别很大，在分光光度法中，过量的金属元素对测定结果会产生一定的影响。
用K比例H點标准加入分光光度法，很好的解决了钽和铌干扰问题，对干扰物质的浓度进行了估算，当相对误差≤±5%时，共存离子允许量如下（以μg计）：EDTA20000、抗坏血酸5000，Fe（III）30，Co（II）、Ni（II）20，Mg（II）、Ca（II）、Pb（II）15，Al（III）、Mn（II）10，Ag（I）、Zn（II）、Cu（II）5，Cr（III）4，Mo（II）3。并且研究了在混合增溶剂多元配合物体系光度法测定铌中对于超过允许量的共存组分如Fe（III）等可分别用抗坏血酸、酒石酸消除干扰，对了Zn（II）、Cu（II）、Zr（II）可用EDTA来消除其干扰，用0.25mL2%双氧水可消除80μg以下Ti（II）的干扰。
在讨论铌的测定过程中钼的干扰时，当钼的含量在25～500μg/50mL范围内，钼含量与其对应的吸光度有良好的线性关系，试验采用了基体配法消除了测定铌时钼的干扰，从而使氯代磺酚C光度法测定铌时钼的允许量扩大了20倍。试验中通过加入1mL1%邻菲罗啉可消除20μg钴的干扰，氟离子阻碍络合物的形成，可加入硼酸消除其干扰，草酸严重破坏络合物，大量的K（I）、Mg（II）、Ca（II）、Ag（I）、Zn（II）、Na（I）、Cl（I）均不产生干扰。
用安替吡啶偶氮作为显色剂分光光度法测定铌时，对共存离子的影响进行考察，常见离子的允许量为（μg）：Mg（II）、Zn（II）、Na（I）、CO（III）≥1000，Ca（II）900、Ba（II）800、PO4（III）700、Co（II）100、Fe（III）50、Cr（III）50、Al（III）40、Mn（II）30。
参考文献：
[1]王玫.丁基罗丹明B萃取光度法快速测定精矿中的钽[J].云南冶金，2008，37（2）：82～84.
[2]罗宗铭，梁洁贞.钽钼酸-丁基罗丹明B-PVA体系光度法测定痕量钽[J].岩矿测试，1991，10（2）：89～92.
（作者单位：辽宁省有色地质一〇一队有限责任公司）
关键词：分光光度法；测定矿石；钽铌；干扰元素；分析
分光光度法是测定常量和微量钽、铌常用的方法，具有较好的准确性和灵敏度。钽在矿石中含量一般都很低，分光光度法常用的试剂是结晶紫、丁基罗丹明B、孔雀绿、维多利亚蓝等，其中以结晶紫和丁基罗丹明B较为普遍，在酸性介质中，氟钽酸配离子与上述染料反应生成相应的有色络合物，用苯、甲苯等有机溶剂萃取后光度法测定，反应灵敏度高，但是由于使用了苯、甲苯等有机溶剂，会对实验人员的身体健康和环境造成一定的影响。矿石中铌的测定主要是硫氰酸盐光度法、氯代磺酚C光度法和5-Br-PADPA光度法等，以上方法灵敏度高且干扰少。所以分光光度法以其灵敏度高、选择型好、操作简单、成本低廉而受到科研工作者的青睐。
1 分光光度法在矿石中钽铌的测定
国外学者通过碱溶消解样品，分别以不同的酸性介质来浸取钽和通过改变表面活性剂[9-11]的方法提高灵敏度，利用分光光度法测定矿石或土壤中钽的含量，取得良好的实验结果，对比试验均满足分析要求。选择氯代磺酚C作为显色剂测定铌，论述酸法分解铌矿物时温度、酸度、共存离子等对氯代磺酚C测铌的影响，从而得到最优的实验条件，故选用0.1moL的盐酸、0.5mL抗坏血酸、2mL丙酮加热50-60℃保温20min，络合物能稳定6h，实验证明氯代磺酚C与铌的显色反应受温度影响很大。另外在酒石酸介质中，发现铌与5-Br-PADAP生成兰紫色的三元络合物，最大吸收波长为600nm，络合物的摩尔吸光系数为ε=5.7×104L/（moL·cm），铌含量在0～20μg/25mL范围内符合比尔定律，有色络合物可以稳定3天以上。选择结晶紫最为显色剂，研究在聚乙烯醇和阿拉伯混胶溶剂存在下，铌钼酸根与结晶紫形成的缔合物直接在水相中光度法测定铌，该方法的线性范围0～0.4ug/mL，大多数共存离子不干扰测定，有色体系稳定时间为2h，其RSD在1.9%～3.2%。
国外学者利用分光光度法测定钽铌矿石中的铌，通过选用不同的显色剂[20]来实现对铌的测定，通过选择特定的酸度条件从而形成稳定络合物，满足分光光度法的分析要求，对比试验均满足实验要求。所以分光光度法测定钽铌，显色剂的选择至关重要，根据实际样品的含量选择适合的显色剂，提高方法的灵敏度和准确性。
2 分光光度法测定钽铌分析中存在的干扰
氯代磺酚C是一种灵敏度较高的显色剂，可与铌发生显色反应，生成的络合物稳定性好，选择性高，是国内普遍采用的用于低含量铌测定的良好显色剂。氯代磺酚C作为光度法测定铌的显色剂，可以在高酸度下显色，具有选择性好、干扰少、适用性广等特点，主要用于测定合金中的铌量和矿石中的铌量。在实际样品分析中，通常使用EDTA、抗坏血酸和丙酮消除共存离子干扰，但是，这些方法很难选择一个通用的掩蔽剂，因为掩蔽剂的选择需要结合现有的所有干扰离子，国外学者[21]研究了使用甲苯—酒石酸溶液提取铌与显色剂生成络合物的方法，萃取过程可以有效分离Fe（III）、Co（II）、Mn（II）、S（II）、P（III）、Cr（II）、Ni（II）、V（II）、W（II）、Al（III）、Cu（II）、B（III）等离子干扰，但是由于使用甲苯等有机溶剂，不利于环保及操作者身体健康，故尽量避免使用。
3 分光光度法测定钽铌分析中消除干扰的有效方法
有关分光光度法测定钽、铌分析中的干扰问题，在上述的一些文献中已有报道，通过对上述文献研究报道分析，主要总结如下：
在钽的测定过程中，由于使用苯作为萃取剂，可以有效的分离很多金属元素。选用丁基罗丹明B为显色剂，萃取光度法测定矿石中的钽，样品经过两次沉淀分离和苯萃取进行处理，以排除共存元素的干扰，矿石中常见的Si（IV）、Fe（III）、Al（III）、Ca（II）、Mg（II）、Mn（II）、Cu（II）、Zn（II）、Pb（II）、Sn（II）、Mo（II）等离子均不会干扰钽的测定，但文献中没有给出具体的临界量，由于矿石样品成分十分复杂，不同地区的成分构成差别很大，在分光光度法中，过量的金属元素对测定结果会产生一定的影响。
用K比例H點标准加入分光光度法，很好的解决了钽和铌干扰问题，对干扰物质的浓度进行了估算，当相对误差≤±5%时，共存离子允许量如下（以μg计）：EDTA20000、抗坏血酸5000，Fe（III）30，Co（II）、Ni（II）20，Mg（II）、Ca（II）、Pb（II）15，Al（III）、Mn（II）10，Ag（I）、Zn（II）、Cu（II）5，Cr（III）4，Mo（II）3。并且研究了在混合增溶剂多元配合物体系光度法测定铌中对于超过允许量的共存组分如Fe（III）等可分别用抗坏血酸、酒石酸消除干扰，对了Zn（II）、Cu（II）、Zr（II）可用EDTA来消除其干扰，用0.25mL2%双氧水可消除80μg以下Ti（II）的干扰。
在讨论铌的测定过程中钼的干扰时，当钼的含量在25～500μg/50mL范围内，钼含量与其对应的吸光度有良好的线性关系，试验采用了基体配法消除了测定铌时钼的干扰，从而使氯代磺酚C光度法测定铌时钼的允许量扩大了20倍。试验中通过加入1mL1%邻菲罗啉可消除20μg钴的干扰，氟离子阻碍络合物的形成，可加入硼酸消除其干扰，草酸严重破坏络合物，大量的K（I）、Mg（II）、Ca（II）、Ag（I）、Zn（II）、Na（I）、Cl（I）均不产生干扰。
用安替吡啶偶氮作为显色剂分光光度法测定铌时，对共存离子的影响进行考察，常见离子的允许量为（μg）：Mg（II）、Zn（II）、Na（I）、CO（III）≥1000，Ca（II）900、Ba（II）800、PO4（III）700、Co（II）100、Fe（III）50、Cr（III）50、Al（III）40、Mn（II）30。
参考文献：
[1]王玫.丁基罗丹明B萃取光度法快速测定精矿中的钽[J].云南冶金，2008，37（2）：82～84.
[2]罗宗铭，梁洁贞.钽钼酸-丁基罗丹明B-PVA体系光度法测定痕量钽[J].岩矿测试，1991，10（2）：89～92.
（作者单位：辽宁省有色地质一〇一队有限责任公司）