中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

微波消解电感耦合等离子发射光谱法测定三水铝土矿中的有效铝、活性铝和活性硅

杨惠玲, 班俊生, 夏辉, 王书勤, 杜天军, 王小强. 微波消解电感耦合等离子发射光谱法测定三水铝土矿中的有效铝、活性铝和活性硅[J]. 岩矿测试, 2017, 36(3): 246-251. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201606120083
引用本文: 杨惠玲, 班俊生, 夏辉, 王书勤, 杜天军, 王小强. 微波消解电感耦合等离子发射光谱法测定三水铝土矿中的有效铝、活性铝和活性硅[J]. 岩矿测试, 2017, 36(3): 246-251. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201606120083
Hui-ling YANG, Jun-sheng BAN, Hui XIA, Shu-Qin WANG, Tian-jun DU, Xiao-qiang WANG. Determination of Available Alumina, Active Alumina and Active Silicon in Gibbsite Bauxite by Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry with Microwave Digestion[J]. Rock and Mineral Analysis, 2017, 36(3): 246-251. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201606120083
Citation: Hui-ling YANG, Jun-sheng BAN, Hui XIA, Shu-Qin WANG, Tian-jun DU, Xiao-qiang WANG. Determination of Available Alumina, Active Alumina and Active Silicon in Gibbsite Bauxite by Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry with Microwave Digestion[J]. Rock and Mineral Analysis, 2017, 36(3): 246-251. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201606120083

微波消解电感耦合等离子发射光谱法测定三水铝土矿中的有效铝、活性铝和活性硅

  • 基金项目:
    2016年度河南省"两权价款"地质科研类项目(豫财招标采购-2015-1992-03)
详细信息
    作者简介: 杨惠玲, 教授级高级工程师, 主要研究方向为无机分析。E-mail:yyf_yhl@163.com
  • 中图分类号: O657.31;P578.496

Determination of Available Alumina, Active Alumina and Active Silicon in Gibbsite Bauxite by Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry with Microwave Digestion

  • 有效铝、活性硅是判定三水铝土矿质量的重要指标,这两项指标的测定通常采用微波消解电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)。该方法首先测定出消解试液中的铝(即有效铝),再将剩余的残渣酸化溶解,进而测定出硅(即活性硅)。然而,由于消解试液不易澄清和残渣酸溶不完全,往往导致结果的重现性较差。本文对此方法作一改进,将消解的试液酸化加热,以钴为内标,采用ICP-OES同时测定出溶液中的活性铝和活性硅,然后间接计算出溶液中的有效铝。方法精密度(RSD,n=13)小于3%,回收率为97.0%~102.6%,用国际标准物质验证的测定结果与标准值吻合。本方法解决了消解后的溶液不易澄清和剩余残渣酸溶不完全的问题,克服了基体效应和仪器波动对测定结果的影响,能同时测定出活性铝和活性硅,并且提出的活性铝的概念可应用于三水铝土矿的综合评价和氧化铝生产工艺的调整。
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  • 表 1  NaOH加入量影响

    Table 1.  Effect of NaOH dosage

    NaOH浓度
    (g/L)
    有效铝Al2O3含量
    (%)
    Al2O3溶出率
    (%)
    活性硅SiO2含量
    (%)
    30 23.58 60.48 0.53
    45 33.31 85.43 0.67
    55 35.02 89.82 0.65
    65 35.47 90.97 0.67
    80 35.41 90.82 0.64
    90 35.65 91.43 0.68
    100 35.62 91.36 0.65
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    表 2  微波消解温度的影响

    Table 2.  Effect of microwave digestion temperature

    测定项目 1#样品 2#样品
    温度(℃) 120 140
    150 175
    120 140
    150 175
    有效铝Al2O3
    含量(%)
    36.12 36.32
    36.77 37.13
    34.33 35.96
    35.90 35.81
    活性硅SiO2
    含量(%)
    7.63 10.65
    10.65 10.96
    0.96 1.05
    1.12 2.56
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    表 3  加盐酸后放置时间对澄清液中硅含量的影响

    Table 3.  Effect of placement time after adding hydrochloric acid on the content of silicon in supernatant liquid

    测定项目 1#样品 2#样品
    放置时间(h) 12 24
    48 72
    12 24
    48 72
    不加热SiO2含量
    (%)
    5.04 5.60
    5.82 5.88
    1.32 1.50
    1.68 1.76
    加热SiO2含量
    (%)
    5.88 5.86
    5.87 5.85
    1.77 1.80
    1.77 1.78
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    表 4  加标回收率实验

    Table 4.  Spiked recovery tests of the method

    原浓度
    (μg/mL)
    Al2O3含量(μg /mL) 原浓度
    (μg/mL)
    SiO2含量(μg /mL)
    加标量 加标后测量值 回收率
    (%)
    加标量 加标后测量值 回收率
    (%)
    20.82 10 30.62 98.0 11.26 10 21.08 98.3
    20 40.86 100.2 20 31.29 100.2
    30 50.11 97.6
    57.94 20 78.18 101.2 2.06 2.0 4.11 102.6
    50 106.45 97.0 4.0 6.13 101.8
    100 158.00 100.1 6.0 7.94 98.0
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    表 5  方法精密度实验

    Table 5.  Precision tests of the method

    样品编号 本实验方法 文献方法
    有效铝Al2O3 活性硅SiO2 有效铝Al2O3 活性硅SiO2
    平均值
    (%)
    RSD
    (%)
    平均值
    (%)
    RSD
    (%)
    平均值
    (%)
    RSD
    (%)
    平均值
    (%)
    RSD
    (%)
    1# 29.61 1.05 3.67 1.87 29.49 1.80 3.54 2.49
    2# 36.96 1.69 10.65 1.51 37.03 2.64 10.47 1.88
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    表 6  方法准确度实验

    Table 6.  Accuracy tests of the method

    国际标准物质编号 推荐值 实验方法
    有效铝Al2O3
    (%)
    活性硅SiO2
    (%)
    有效铝Al2O3 活性硅SiO2
    平均值
    (%)
    相对误差
    (%)
    平均值
    (%)
    相对误差
    (%)
    BXGO-1 59.33±0.53 0.516±0.012 59.38 0.08 0.52 0.54
    BXPA-2 50.65±0.43 4.15±0.15 50.36 -0.57 4.14 -0.30
    BXMG-2 45.47±0.37 1.879±0.082 45.08 -0.87 1.97 4.80
    BXSP-1 40.00±0.31 7.84±0.26 40.32 0.79 7.71 -1.67
    BXMG-3 33.20±0.30 0.754±0.062 33.02 -0.54 0.75 -0.07
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出版历程
收稿日期:  2016-06-12
修回日期:  2017-05-27
录用日期:  2017-05-31

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