磷矿中稀土含量测定方法试验研究

王丽明

摘要：磷矿中的微量稀土是一种潜在的稀土资源，开展综合回收稀土的研究具有重要意义。基于此，文章通过试验研究，就磷矿石中稀土含量的测定方法展开了探究，并对测定结果进行了对比分析，明确了分光光度法的测定效用。

关键词：光度法；磷矿；稀土含量

1.概述

稀土是世界各国发展高科技极为重要的原料，我国虽为稀土资源大国，但长期以来稀土资源被无序开采，稀土资源日趋枯竭。就目前的研究表明，磷矿中常常伴生有稀土元素，且含量均较低。因而，建立能适应磷矿中稀土含量测定的方法具有紧迫性。目前，稀土的测定方法很多，最常用的有重量法、容量法、光度法。重量法、容量法适用于对高含量稀土的测定，而光度法适用于对低含量稀土的测定。

2.试验部分

2.1主要的仪器及试剂

本试验主要仪器有：722型分光光度计和PHS－2酸度计。

试验用试剂及规格如下：

单一稀土标准液＞99.9%

ρ（Y2O3）10μg/mL

三溴偶氮胂质量分数0.1%

偶氮胂Ⅲ质量分数0.1%

EDTA－Zn溶液2mol/L

n（EDTA）/n［Zn（Ac）2］

=1∶1

HCl－NaAc缓冲溶液1mol/L

HCL与NaAc等体混合

其他试剂均为分析纯

2.2试验方法

2.2.1最大吸收波长的测定

1.用三溴偶氮胂光度法测定最大吸收波长

取1.5mL标准溶液放入25mL比色管中，依次加入HCl－NaAC缓冲溶液（pH=2）的缓冲溶液7mL，EDTA－Zn溶液1mL，三溴偶氮胂1mL，用水稀释至刻度摇匀，30min后，用1mL比色皿，在722分光光度计上测定其最大吸收波长，测定结果见表1。

从表1可知，有2个最大吸收峰值，其中536nm处是显色剂的最大吸收波长，则636nm处是稀土络合物的最大吸收波长，因此用三溴偶氮胂光度法测定时所选择络合物的最大吸收波长为636nm。

表1三溴偶氮胂光度法吸光度测定值

2.2.2用偶氮胂Ⅲ光度法测定最大吸收波长

取3.0mL标准溶液放入25mL比色管中，依次加入1.4mL的HCl（1∶1），1mL的NH2•H2O（1∶1），1mL偶氮胂Ⅲ，7mL无水乙醇，稀释到25mL刻度，待显色30min后，在722分光光度计上以试剂空白为参比测定其最大吸收波长，测定结果见表2。

表2偶氮胂Ⅲ光度法吸光度测定值

从表2可知，有2个最大吸收峰值，其中538nm处是显色剂的最大吸收波长，则654nm处是稀土络合物得最大吸收波长，因此用偶氮胂Ⅲ光度法测定时所选择络合物的最大吸收波长为654nm。

2.2.3标准曲线的绘制

1.用三溴偶氮胂光度法绘制的标准曲线

分别取0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mL稀土标准液于6支25mL的比色管中，并分别向这6支比色管中加入7mLHCl－NaAc缓冲溶液、1mLEDTA－Zn溶液、1mL三溴偶氮胂（0.1%），待显色30min后，在722分光光度计上以试剂空白为参比，用1mL比色皿，在636nm处分别测定其吸光度值。

以稀土标准液的质量浓度为横坐标，以吸光度（A）为纵坐标，绘制标准曲线，如图1所示。

2.2.4用偶氮胂Ⅲ光度法绘制的标准曲线

分别取0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mL标准溶液放入25mL比色管中，依次加入1.4mL的HCl（1∶1），1mL的NH2•H2O（1∶1），1mL偶氮胂Ⅲ，7mL无水乙醇，稀释到25mL刻度，待显色30min后，在722分光光度计上以试剂空白为参比，用1mL比色皿，在654nm处分别测定其吸光度值。

以稀土标准液的质量浓度为横坐标，以吸光度（A）为纵坐标，绘制标准曲线，如图2所示。

图1三溴偶氮胂光度法标准曲线

2.2.5酸度的影响

本文采用Y元素为稀土代表，测定结果表明，三溴偶氮胂光度法盐酸用量在5～15mL之间Y的吸光度基本相等且保持不变，相应的pH值为1～

3，因此本文采用pH=2的HCl－NaAc缓冲溶液用量为7mL；而偶氮胂Ⅲ光度法盐酸用量为1～2mL之间Y的吸光度基本相等且保持不变，相应的pH为3～4。

2.2.6显色剂用量

为了能使稀土与显色剂很好的络合，且又不影响稀土络合物吸光度，选择显色剂用量一般为0.5～2mL，本试验都选用1mL来做。

2.2.7络合物的稳定性

Y稀土的测定结果表明在室温下24h内用三溴偶氮胂光度法测定的络合物稳定性比较好。

3.两种方法的比较

通过对两种方法测定结果的分析，虽然两种方法都具有可行性，原理也基本相同，都是通过显色剂与稀土络合，待络合物稳定后在722分光光度计上测其吸光度，不同的是两种方法测定所选用的最大吸收波长不同。根据图1及其条件来看，用三溴偶氮胂光度法所需要的试剂更为简单，用量也不多，且做出来的结果表明线性关系更好。因此，接下来试验用三溴偶氮胂光度法对样品进行测定。

4.磷矿样品的处理及稀土含量测定

本试验分别对两种样品进行测定：普通磷矿石和GB/T35996-2018磷矿石。称取磷矿样品0.5g放入盛有4gNaOH的坩埚中，加入2gNa2O2于800～850℃温度下加热10min，待稍冷却后放入盛有50%三乙醇胺10mL的烧杯中，加入近沸水100mL浸出熔块，煮沸1min左右，稍冷后过滤并将沉淀和滤纸放回原烧杯中，加入1∶1的HCl10mL，加热至滤纸破碎，再加入沸水50mL，慢慢加入20%NH4F20mL，放置30min后，过滤水洗，再将沉淀放回原烧杯，加王水溶解并蒸发至10mL以下，冷却后转移至50mL容量瓶中定容。

取5mL待测液于25mL比色管中，分别加入7mLHCl－NaAc缓冲溶液、1mLEDTA－Zn溶液、1mL三溴偶氮胂（0.1%），待显色30min后，在722分光光度计上以试剂空白为参比，用1mL比色皿，在636nm处分别测定其吸光度值。

根据工作曲线法求得三溴偶氮胂法测定普通磷矿石样品稀土含量，计算式为：

w稀土=25A&pide;［0.4065×（0.5×5/50）×1000］同时，求得GB/T35996-2018磷矿石中稀土含量（磷矿溶解后定容到250mL并取2mL显色）。计算式为：w稀土=25A&pide;［0.4065×（2m样品/250）×1000］两种样品的测量结果见表3和表4。

表3普通磷矿中稀土含量的测定值

5.结论

综上所述，对磷矿石稀土含量测定方法的研究具有重要意义。试验表明，分光光度法在测定中效用良好，具体表现为操作简便，灵敏度高，选择性好，可以对低含量的稀土进行较为准确的测量，因而不失为一种在更发范围推广应用的方法。

参考文献：

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