氧化鎢雜質含量檢測方法

黃色氧化鎢圖片

氧化鎢的雜質含量檢測方法主要包括攝譜法、原子吸收分光光度法(AAS)、電感耦合等離子體發射光譜法(ICP-AES)、電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)以及電弧直讀光譜法(OES)。

攝譜法

攝譜法是發射光譜分析法的一種,採用的儀器是平面光柵攝譜儀。

檢測方法:
緩衝劑:將氧化鎵、碳酸鋰、碳粉作為緩衝劑。把三氧化鎢樣品倒入瑪瑙缽中磨至與標準樣品粒級相近,與緩衝劑按品質比2∶1混勻。經直接壓樣法裝樣,裝入碳電極小孔中,進行激發。按儀器工作條件進行攝譜、顯影,將感光板沖洗乾淨,烘乾,於測微光度計上測量。

平面光柵攝譜儀可以同時測定多個元素,能極大地降低生產成本,減少測試分析工作者的勞動強度。

原子吸收分光光度法

原子吸收分光光度法(AAS)簡稱原子吸收法,是利用被測元素基態原子蒸氣對其共振輻射線的吸收特性進行元素定量分析的方法。使用儀器:原子吸收分光光度計。

檢測方法:
採用氫氟酸及硝酸溶樣,在儀器推薦的濃度範圍內,製備含待測元素的對照品溶液至少3 份,濃度依次遞增,並分別加入各品種項下製備供試品溶液的相應試劑,同時以相應試劑製備空白對照溶液。將儀器按規定啟動後,依次測定空白對照溶液和各濃度對照品溶液的吸光度,記錄讀數。以每一濃度3 次吸光度讀數的平均值為縱坐標、相應濃度為橫坐標,繪製標準曲線。按各品種項下的規定製備供試品溶液,使待測元素的估計濃度在標準曲線濃度範圍內,測定吸光度,取3 次讀數的平均值,從標準曲線上查得相應的濃度,計算元素的含量。

原子吸收分光光度法具有靈敏度高、精度高的優點,但其限制也很明顯:該法只能進行無機元素的含量分析,不能直接用於有機化合物的含量分析和結構分析;另外,常規原子吸收分光光度法每測一種元素,要更換一次空心陰極燈光源,不能同時進行多元素分析。

電感耦合等離子體發射光譜法

電感耦合等離子體發射光譜法(ICP-AES)主要用於微量元素的分析,可分析的元素為大多數的金屬和矽、磷、硫等少量的非金屬,共72種。

檢測方法:
將準確稱量的試樣置於50 mL聚丙烯消解管中(鎢的氧化物先在氫氣中用石英舟還原為鎢粉),加入2.0mL氫氟酸,5.0mL硝酸,用約2 mL水沖洗杯壁,蓋上消解管蓋,於180℃電熱消解儀中消解15min,樣品消解完全。再加入10.00 mL飽和硼酸溶液,於180℃電熱消解儀中消解15min,取下稍冷,將消解試樣轉入100mL聚氯乙烯容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。靜置2~3 min,將上層液用慢速定量濾紙過濾到100mL聚氯乙烯燒杯中,將濾液於電感耦合等離子體原子發射光譜儀上,選定儀器測定條件,測定試液的發射強度,通過試液與標準工作曲線發射強度比較,由電腦軟體自動計算出經空白校正後的元素的品質分數。

該方法優點是效率高,能夠進行定性及定量分析,能實現一次進樣多元素同時分析,分析軟體及資料處理系統便於操作,功能強大。

電感耦合等離子體質譜法

電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)是20世紀80年代發展起來的無機元素和同位素分析測試技術,它以獨特的介面技術將電感耦合等離子體的高溫電離特性與質譜計的靈敏快速掃描的優點相結合而形成一種高靈敏度的分析技術。

檢測方法:
稱取一定量的氧化鎢樣品溶解於氨水中,加入硝酸稀釋,並配備標準溶液。將氧化鎢溶液置於塑膠瓶中,加混合標準溶液。同樣量的氧化鎢作空白,用標準加入法在所選工作條件下測定計數強度,用套裝軟體可以直接得出所分析元素的濃度。

ICP-MS和ICP-AES相比具有以下優點:
(1)分析速度快,可以在5分鐘內分析週期表中的75種元素。
(2)檢出限低,對大多數元素檢出限小於1ng.ml-1,比ICP-AES 檢出限低2~3數量級。
(3)質譜圖簡單、干擾少。
(4)動態線性範圍寬,對大多數元素都有5~6個數量級的動態範圍。
(5)既可用於元素分析,還可進行同位素組成的快速測定。

電弧直讀光譜法

直讀光譜儀一般採用電火花,電弧或者輝光放電的方式把樣品打成蒸氣進行激發。

檢測方法:
選用石墨、碳酸鋰、氧化鎵為緩衝劑,用蔗糖溶液減少噴濺。準確稱取三氧化鎢樣品和緩沖劑,以2:1的比例在瑪瑙研缽中研磨均勻。將樣品裝滿下電極,用壓棒壓下2mm,刮淨表面,在壓出的孔穴中滴加 2 %的蔗糖溶液1滴,待溶液滲入後,再滴加1滴,完全滲入後,放入烘箱 105 ℃烘乾 1 h,冷卻後待用,每份樣品裝3個以上平行樣。同樣方法處理三氧化鎢系列標準樣品。 激發標準系列樣品,每個標準點至少激發 3 次,取其信號平均值,以各分析元素濃度和相應的平均值信號建立工作曲線,各元素工作曲線相關係數見表 2,各元素工作曲線相關係數 R2值均在 0.998 以上。相同的條件下,對樣品進行測定,每份試樣最少測定 3 次。
(來源:全譜直流電弧發射光譜法同時測定鎢中19 種雜質元素,吳冬梅,趙燕秋,付國餘,中國鎢業,第 34 卷第 3 期)

該方法的優點包括:無需製備樣品,直接固體分析,可對揮發難易程度不同的元素信號進行分段採集。靈敏度、分析速度快,準確度高,成為難熔粉末、高純金屬等材料分析的首選儀器。