火焰发射光谱法测定锂辉石中锂_左银虎.pdf

2009 年4月 April 2009 _fi矿测试 HOCK AND MINFRAL ANALYSIS \i{,l. 28 . No. 2 199 200 文章编号0254 - 5357 2009 02 - 0199 - 02 火焰发射光谱法测定锂辉石中锂 左银虎 （常州工程职业技术学院应用化学技术系，江苏常州 213 164） 摘要样品用氢氟酸 一 高 氯酸混 合酸消解处理，用 火焰原子发射法测 定锂辉石中的 锂含 量，结果显示，在1（体积分数） 的硝酸介质中，空气压力0.3 MPa、乙炔流量1.2 I ／min的条件下测定，100倍量的钾、钠、钙、钡、锶等共存元素不干扰测定i 方法回收率为94. 0106. O ，精密度RSD小于2n10 关键词火焰发射光谱法；锂；锂辉石 中图分类号0657. 310614.1 l l 文献标识号B Flame Emission Spectrometric Determination of Lithium in Spodumene ZUO Yin-h.u Department of Applied Chemistry, Changzhou Institute of Engineering Technology. Changzhou 213164. China Abstract A methmi [Lr the deternilnation of lithium iri spodumene by ilarne emission spectrometry was reporled in chis paper. Samples were digested wilh HF-I-ICI04 mixed acid and Jilhiurn jjfllie sampb solulion was cletermined ly emission spectrometry. The resulls showed that in Lhe lc/o HNO W V media ancl at the air Fressure of 0. 3 MPa wich acelylcne flow rate of l. 2 L/mjji, 100 Lirnes of coexistent ekmenls of K, Na, Ca, Ba, Sr did nol inlerfere with determination. rrie sLandarcl acldition recovery of thf mechod was 94.0 106. Oo/e with precision of 1. 520/c. RSD n 10 . Key words flanw emission spectrometry; lithiuni;sp‘Iiumene 锂辉石的化学组成为Lii0 ． Al.,0， ． 4Si0 。锂辉石 作为锂化学制品原料，被广泛应用于锂化工、玻璃、陶瓷行 业，享有 “ 工业味精 ” 的美誉。天然锂辉石大多是以脉石矿 物的形式与其他矿石矿物伴生，锂的成矿条件各不相同，化 学成分及含量各有差异，因此在地质找矿、科研和矿 J生产 中，经常要开展大量矿石中锂含量的测定。 锂的测定通常采用化学分析法、分光光度法、原子吸收 光谱法、原子发射光谱法、离 子色谱法、离子选择性电极 法 “。J 。火焰发射法测定锂线性范围宽，操作简单，不需要 元素灯，常用于天然卤水及盐水中锂的测定 。 6 。本文对火 焰发射法测定锂辉石中锂的实验条件、样品处理方法进行 试验，建立了简单快速的测定方法， ． 1 实验部分 1.1 仪器与主要试剂 AA 6000型原子吸收分光光度汁（上海天美分析仪器 有限公司）。聚四氟乙烯坩埚。电热板。 锂标准储备溶液准确称取 I．iCl（光谱纯）6.107 8 9溶 解于100 mL水中，定容至I L，转入聚乙烯瓶巾储存。此标 准储备溶液p Li 1 mg/mI.。使用时稀释至所需浓度。 H，S04 、HF、HCI04、HNOi、HC1均 为分析纯，分析用水 为■次蒸馏水。 1.2 仪器测量条件与操作 仪器测量条件为测量波长670.8 nm ，光i普通带宽度1.2 nm， 火焰高度5 ．O mm ，乙炔流量1.2 L／min，卒气压力0.3 MPa。 选择火焰发射测量方式。 按照上述条件没定仪器，接 通燃气、助燃气，点火预热5 min。 吸喷蒸镏水，调节发射强 度显示器至零点，喷入合适的锂标准溶液进行寻峰，调节波 长至670.8 nm ，进行能量最佳化。吸喷空白液再次调零，测 定标准系列，采用相对发射强度对锂浓度制作标准曲线[71。 1.3 样品处理 将锂辉石试样研磨至粒度小于0. 147 mm（100目），混 匀。准确称取0.1000 9试样置于100 mL聚四氟乙烯坩埚 中，用少量水润湿，加入10 mL HF、2 mL HC10。，置于通风橱 中在电热板上加热消解至白烟冒尽，剩余lmL左右溶液，取 卜 -冷却，残渣用10 mj.妒1（体积分数，下同）的HNO 、溶 解，转移至100 mI。容量瓶中，用1 的HNO、稀释至刻度，摇 匀。同时做试剂空白试验。 2 结果与讨论 2.1 体系介质的选择 试验r不同种 无机酸及其用 量对火焰发射法测 定 3斗∥rnL锂标准溶液的影响。图l结果表明，IIN03浓度对Li 的发射强度影响最小；H2S04、HCl04当其浓度达到20时发 射强度显著降低；HCI的影响最大，随着酸量增加，发射强度 减小。本实验选择1的HNO、介质。 2.2 样品消解方法的选择 采用3种不同组合方式的混合酸（H2 S04 - HF 、HF - HC10。、王水- HC10。）消解样品，对比表明，上水 - HC10。消解 的样品测定结果明显偏低，原因是锂辉石样品中含有大量的 Si0， ，一部分“包裹在Sj02r| ，不能完全溶出；FI2 S04 - HF 、 收稿日期2008-08-06 修订日期2008-10-20 作者简介左银虎（1962 - ），男，江苏常州人，高级实验师，分析化学专业。 - 199 ChaoXing 第2期 岩矿测试 http∥www. ykcs.a【 一 ，【 -n／ 2009臼i 1擀1 ▲一HN一- 竺J 佟 1】 尢机f时管Ig蹙射强度的景 细向 Iig.1 Frfcct（甜minerai acids on cmission inlensilv of_I HF - HC10 。两种混合酸消解的结果并尤明显差异，但是H2 S04 - HF 体系的消解液有大量白色沉淀，需要过滤后上机测定； 而HF - HCIO 。体系消解后的溶液清亮，无沉淀，经稀释后可直 接测定。因此本文选用HF - HCl04混合酸消解样乩。 2.3 乙炔流最和燃烧器高度 考察了乙炔流鞋对Li发射强度的影响。图2结果岛示， 空气 一 乙炔火焰中乙炔流鼍对k发射强度E有一定影响。 乙炔流量加大，火焰还原性增强，“灵敏度提高。Ii的电离能 较高，因而电离现象不明显。本文选择乙炔流量为 1.2 L/min。 图3结果昆示，燃烧器高度在10 mm以下对发射强度 影响小大；超过10 rnm有明最变化，这足由于火焰发射的 特征谱线不能很好地聚焦在入射狭缝上，从而降低_r发射 强度。本文选择燃烧器高度为8 mm 、 网2 已炔流醚对t甲发射姒度的影响 Fig. 2 IffcctI acetyien{ 、fIw raLe11 cnllsslfJn irllcnsitv lI I.i 网3 燃烧器高度对锂发射姒度的影响 Fig. 3 Frfecc tf burner heightn emmission intensity oI I.i 2.4 共存元素的十扰 分别在100 yg/mL的A】、Ca、Mg、Cu、Zn、Mn、Fe、K、 Na、Ba 、Sr存在时，对5 斗g／ mL Li标准溶液测定的影响进行 考察。结果表明，在本文实验条件下以 卜共存元素对I。i的 测定不存在干扰，这与文献[8 -14]的结论一致。 2.5 标准曲线 将Li标准储备溶液逐级稀释配制成0.00、2.00、4.00、 6. 00、8.00 、10.00 yg/mL的标准系列溶液（1的HN03介 质），在选定波长下测定T．j的发射强度，绘制标准曲线。获 得线性回归方程为y9. 945x 2. 59，相关系数为0.9981 。， 在标准系列】0.00 p.g/ml.以下，发射强度与T ．i浓度呈卣 线。与原子吸收光谱法测定Li的结果进行比较，原子吸收 光谱法的线性范同为O2 yg/mL ，这与庞海岩等 7j 的实验 - 200 - 结果相近，本法线性范围宽。 2.6 精密度和回收率 按实验方法，对2个锂辉石样品进行10次重复测定， 表1结果表明，相对标准偏差 RSD为1.521.940/e，符 合矿石 测 定的精密度要求。样品加标回收 试验结果见 衣2，方法同收率为94. Oo/e106. 0 。 丧1 精密度试验 Table l Pnuisicm lesls of Lhc mclhru 样品 州（I一．）／ -RSD/c/e 编号 本法分次tIAij定位 平均值 ┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━┓ ┃ 样品 I 1. 56 1. 54 1.57 1. 58 1.57 1. 57 1. 60 1.58 1.61 1. 62 1. 58 ┃ 1 52 ┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━┫ ┃ 样iii,Z 1.23 1.S 1.24 1.26 t.24 1.22 1.20 t.29 V23 1.24 1.24 ┃ 1 94 ┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━┫ ┃ 嵌2叫收率试验 ┃ ┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━┫ ┃ Table 2 Recovery LcstsI. che me-thocl ┃ ┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┻━━━┫ ┃ LJ／ 叫收率 ┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫ ┃ Tfl￡Ⅷ 7， ┃ ┃ 脲始禽疆 加标蹬 川标测定值 肜 ┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━┫ ┃ 1.00 2.56 98.0 ┃ ┃ ┃ 样riL I I. 58 ┃ ┃ ┃ 0. 50 2. 11 106. 0 ┃ ┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━┫ ┃ 1.00 1 7 98.0 ┃ ┃ ┃ ffiLL 2 I . 24 ┃ ┃ ┃ 0.50 1.71 94.0 ┃ ┃ ┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┻━━━┛ 3 结itli 用火焰发射法测定镡辉石中的镡 ，样品处理简单，共存 成分下扰小，不需要空心阴极灯，方法线性范围宽， ，习 ‘ 满足 实际矿石样品检测的需要。应该注意的是，锂辉石中常伴 有锂云母，本法测得的是矿石中镡的总量。 4 参考文献 [1] 查美雄，锂的分析现状[J]．理化检验化学分册，2006 ，42 9776 -779 ． [2] 土克俊，于家仪，钱炜，刘佩科，张兴德．锂辉石、钮云母矿分 析方法评述[J]．新描有色金属，1984 71- 36． [3] 余学，孙柏，邓天龙，锂元素的分析力 ‘法探 }、 r[J]广东微量 元素科学，2006 ，13 106- 10 [4] 冯钢，矿行中锂的分析[J]．陶瓷研究，1986 】45 -47. 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