钨和钼及其合金类样品也是较难分析的样品,它们都是富线光谱元素,并且其化学性质也与其他金属之类不同。Wohlers专门研究了ICP光源中W的发射光谱。Carre等给出了10g/L钨基体中Al等19种元素的主要分析线受干扰的情况,并报道了它们的检出限。这些资料均对建立分析方法有帮助。
1 钨合金中镍、铁、钴、锰的测定
钨合金约含Ni 1.4%,Co 0.1%,Fe 0.8%,Mn 0.026%,试样用硝酸和氢氟酸低温加热溶解,蒸至近干后加适量盐酸转化成盐酸体系进行光谱测定。盐酸酸度对元素测定有很大影响。随酸度的增加4个元素的谱线强度急剧降低,其中以镍线最为显著,钴线次之。各元素均有自己的最佳实验条件(以Cl-摩尔浓度表示):镍在1.8~1.9mol/L,钴、锰在0.7~0.8mol/L,铁在0.6~0.7mol/L。
试验用FISON-ARL等离子体光谱仪,微型炬管(mini-torchTM),高频功率665W,冷却流量7.5L/min,载气流量0.8L/min。分析线为Ni 227.021nm,Co 231.160nm,Fe 273.955nm,Mn 294.920nm。
2 高纯钼中微量杂质的测定
用蒸馏法可制取高纯钼。测定其中微量杂质前,应用阳离子交换树脂色层法分离基体Mo。样品用HF-HNO3溶解,加H2SO4赶除HF-HNO3。冷却后稀释至0.05mol/L H2SO4酸度上柱分离。树脂粒度100~200目,柱直径9mm,杂质元素用2mol/L HNO3洗脱,洗脱液用于测定。方法用于高纯钼及硅钼合金中Ca、Mg、Ti的测定。
Wilhartitz用在线离子色谱与ICP光谱仪配合测ng/g水平的高纯钼和钨中22个微量杂质元素。如采用超声雾化器进样其检出限可降至pg/g~ng/g水平。方法可测22个元素。
高纯钼和钨微量杂质的测定可以用多种分析技术。Krivan等比较了电热原子吸收,ICP质谱、ICP光谱、中子活化及全反射X 荧光法。取样5g,在阳离子交换柱上分离,用4mol/L HNO3解吸杂质元素。表1和表2分别列出了高纯钨和高纯钼的测定数据。可以看出,由于分离基体后消除了干扰,各种分析技术所测出的数据均比较一致。
表1 各种分析技术测定高纯钨的数据比较/ng·g-1
元素 | 电热原子吸收 | ICP-AES | 中子活化 |
Ca Cd Co Cr Cu Fe Mg Mn Ni Pb Sr Th Zn | 330±90 42±5 34±6 840±80 150±20 3200±410 370±40 190±20 810±70 120±16 8±2 — 82±12 | 350±80 40±20 <35 780±60 170±20 2980±370 350±50 180±10 830±40 <150 <15 <123 95±13 | — — 28±3 830±50 — 3140±380 — — 850±50 — — 1.8±0.2 87±7 |
表2 各种分析技术测定高纯钼的结果比较/ng·g-1
元素 | 电热原子吸收 | ICP-AES | ICP-MS | X-荧光(全反射) | 中子活化 |
Al Ca Cd Co Cr Cs Cu Fe Ga K Li Mg Mn Na Ni Pb Rb Sn Th Ti U Zn | — 1730±160 <12 86±15 980±70 — 660±80 7630±310 — 8400±800 13±4 230±50 360±25 7580±570 1200±200 64±16 — — — — — 54±5 | 410±40 1600±130 <21 77±24 1070±91 — 730±80 7540±250 — 8010±870 15±9 310±40 340±20 7690±430 1090±180 <100 — 270±80 <165 280±50 — 52±24 | 340±30 1500±400 2.9±1.6 73±21 1030±100 27±4 700±100 6120±450 <1.6 8160±660 14±4 290±40 340±15 7030±750 1140±190 51±9 440±20 190±30 3.4±1 240±40 34±3 51±13 | — 1470±70 — 67±33 1020±80 17±4 730±100 7670±670 0.6±0.3 8650±800 — — 312±23 — 1180±150 53±4 450±70 230±30 8.3±2.6 250±30 32±3 55±10 | — — — 84±3 1050±100 29±3 680±100 7510±410 <10 7900±630 — — 400±50 7130±630 1190±120 — 450±40 — 3.6±0.2 — 41±6 54±6 |