电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定废钒触媒中钒的含量

废锐触媒中机的含量罗海霞⑺刘春峰3(1北矿检测技术有限公司，北京102628；

2金属矿产资源评价与分析检测北京市重点实验室，北京102628)摘要建立了用盐酸、、氢氟酸和高氯酸混合酸溶解样品，采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-

OES)法测定废锐触媒中锐含量的分析方法。确定了最佳溶样方法和仪器的最佳条件。在选定的操作

条件下，锐的检出限0. 006 Mg/mL,相对标准偏差(RSD,加标回收率在98. 9%〜101%,用

来测定废锐触媒中锐的含量，流程短、易操作，结果令人满意。关键词电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)；废锐触媒;锐中图分类号：O657. 31 ；TH744. 11

文献标志码：A

文章编号：2095-1035(2019)05-0034-04Determination of Vanadium in Waste Vanadium Catalyst by Inductively Coupled Plasma Optical Emission SpectrometryLUO Haixia1>2 ,LIU Chunfengb2(1. BGRIMM MTC Technology Technical Co. Ltd. , Beijing 102628 , China;2. Bejing Key Lab of Mineral Resource Evaluation & Analysis , Beijing 102628 , China)Abstract A method for the determination of vanadium in waste vanadium catalyst by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) was developed. The sample was dissolved with mixed

acid of hydrochloric acid nitric acid hydrofluoric acid and perchloric acid and the content of vanadium in

waste vanadium catalyst was determined by ICP-OES. The optimum sample dissolution method and the

optimum conditions of the instrument were determined by this method. Under the selected operating conditions9 the detection limit of vanadium is 0. 006 yg/mL. The relative standard deviation(RSD, n=ll) less than 1 % and the recovery rate is 98. 9 %—101 %. This method can be used to determine the content of

vanadium in waste vanadium catalyst. The process is short and easy to operate with satisfactory results. Keywords inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) ； waste vanadium catalyst ； vanadium收稿日期：2019-06-02 修回日期=2019-07-10基金项目：国家重大科学仪器设备开发重点专项(2016YFF0102500)作者简介：罗海霞，女，工程师，主要从事地矿及冶金样品的无机元素的分析检测研究。E-mail：haixia0813@126. com

本文引用格式：罗海霞，刘春峰.电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定废锐触媒中锐的含量[J].中国无机分析

化学，2019,9(5):34-37.LUO Haixia, LIU Chunfeng. Determination of Vanadium in Waste Vanadium Catalyst by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry] J]. Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry, 2019,9(5) ： 34-37.第5期罗海霞等:电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）法

测定废飢触媒中飢的含量表1分取体积Table 1 Volume separation35刖目—1—

飢触媒是一种固体、通过表面接触产生催化作 用的催化剂，其主要作用是加快二氧化硫的氧化速

待测元素质量百分数/%<5. 00分取体积/mL10. 005. 00定容体积/mL100100度，由于使用时间、组分的形态、数量以及结构不同 程度的改变，使催化剂活性减弱至失去活性,成为废 催化剂。石油化工和硫酸工业每年将产生大量的废

>5. 00〜10. 01.2.2标准曲线的绘制根据待测样品中飢的含量范围配制标准溶液,

飢触媒。若不进行处理，不仅污染环境，而且造成金 属资源的浪费，开展从废飢催化剂中回收飢资源的

并制作工作曲线。由于废飢触媒中飢的含量通常低 研究,具有良好的经济效益和环保效果。近年来，人

们开始关注废飢触媒中飢的回收研究。刘彬等E建 立了由废飢催化剂制取五氧化二飢、硫酸钾、液体硅 酸钠的方法；郝喜才⑵做了废催化剂中回收飢的新

工艺研究；刘波等⑶使用氧化焙烧法回收废飢触媒 中的飢;邵延海⑷研究了从废催化剂氨浸渣中综合

回收飢和钮；梅毅⑸使用电感耦合等离子体发射光 谱法测定飢钛高炉渣中铳铢钻镰钻；陈果成等页使

用火花直读光谱法测定铝及铝合金中的飢含量。而 光谱法测定废飢触媒中的飢含量还无人报道。废飢

触媒中飢的准确测定为飢的回收起到了很大的推动

作用，因此，电感耦合等离子体发射光谱法测定废飢 触媒中飢含量方法的建立意义重大&6〕。1实验部分1.1试剂与仪器盐酸、氢氟酸、、高氯酸（分析纯，国药集

团）；电阻率大于18 MQ・cm的超纯水；飢标准储

备溶液（1 000憾/mL）,钢铁研究总院，并用此标准 储备溶液配制成100 Mg/mL飢标准工作溶液。725全谱直读等离子体发射光谱仪（安捷伦科

技有限公司）。1.2实验方法1.2.1样品处理准确称取0.4 g试样（精确至0. 000 1 g）,置于

250 mL聚四氟乙烯烧杯中。随同试料做空白实验。

加入 10 mL HC1.5 mL HNO3.3 mL HF 和 2 mL

hcio4 ,置于电热板上加热溶解到反应停止，继续加

热至高氯酸烟冒起，蒸至湿盐状，取下稍冷，用少量

去离子水冲洗烧杯内壁，加入5 mL HC1,温热溶解

盐类，取下冷却，移入100 mL容量瓶中，用水定容， 混匀。同法制备样品空白。超出曲线的按表分取相应的体积于100 mL容 量瓶中，补加5 mL HC1后，定容混匀，在已优化的

仪器工作条件下进行测定。于10%,由此配制飢标准溶液系列。分别加入0、

1. 00.5. 00.10. 00.15. 00.20. 00 mL 标准工作溶液

（100 Mg/mL）于 100 mL 容量瓶，加入 5 mL HC1,定

容、摇匀。此标准溶液系列中飢的质量浓度分别为

0.1. 00.5. 00.10. 00.15. 00.20. 00 yg/mL。以飢的质

量浓度为横坐标，发射强度为纵坐标，绘制校准

曲线。2结果与讨论2. 1溶样方法选择对卩和2#废飢触媒样品，采用3种方法进行

处理，结果见表2和表3.。方法1：称取0.40 g（精确至0. 000 1 g）样品于

250 mL玻璃烧杯中，加入10 mL HNO3和15 mL

HC1,置于电热板上低温加热溶解至样品溶解完全。方法2：称取0. 40 g（精确至0. 000 1 g）样品于

250 mL玻璃烧杯中，加入10 mL盐酸，低温溶解

10 min,另加入5 mL、2 mL高氯酸，继续加热

至高氯酸浓烟冒起，蒸至湿盐状。加入5 mL HC1

和少量水，温热溶解盐类。方法3：称取0. 40 g（精确至0. 000 1 g）样品于

250 mL聚四氟乙烯杯中，加入10 mL盐酸，低温溶

解10 min,另加入5 mL、3 mL氢氟酸、2 mL 高氯酸，继续加热至高氯酸浓烟冒起,蒸至湿盐状。

加入5 mL HC1和少量水，温热溶解盐类。表2三种预处理方法的比较Table 2 Comparison of three preprocessing methods样品溶样方法、称

1#2#方法1样品溶解后，溶液样品溶解后，溶液稍稍有乳白色浑浊有乳白色浑浊方法2样品溶解后，溶液样品溶解后，溶液稍稍有乳白色浑浊有乳白色浑浊方法3样品完全溶解，样品完全溶解，溶液透亮无渣溶液透亮无渣36表3方法1和方法2测定结果对照Table 3 Comparison of test results between中国无机分析化学2019 年2.4分析谱线的选择废飢触媒中可能含有氧化钾（瓦0）或氧化钠

/%method 1 and method 2

样品名称2#（Na2O），有些还含有氧化锡、氧化铸、氧化铁和氧化

铝之类的物质。飢常用的分析谱线有292.401、

方法13. 455. 48方法23. 5. 56方法33. 825. 79309. 310.311. 837.311. 070 nm 等。选择飢的常用

谱线，在仪器已优化的条件下,对处理好的样品溶液 进行测定，观察几条谱线的测定结果和峰形，发现几 条谱线的测定结果基本一致，共存元素对结果的测

由表2的溶样结果比较得出使用方法1和方法

2溶解样品时,溶液稍有浑浊，由表3看出方法1和

方法2的结果偏低，而使用方法3溶解的样品清亮，

结果比方法1和方法2的高一些，说明使用方法1

定没有干扰，292.401 nm是飢的最灵敏线，且强度

和方法2溶解样品时，样品可能未溶解完全。故实 验选择方法3作为最佳溶样方法。适中，所以实验选取292. 401 nm为飢的分析谱线。2.5标准曲线的线性范围和方法的检出限以飢的溶液浓度c为横坐标，光谱强度I为纵 坐标，绘制标准曲线方程1 = 4 148. 27c-77. 30；线

2.2称样量和稀释倍数对测定结果的影响由于废飢触媒样品均匀性未必很好，所以称取 样品不能太少，采用电感耦合等离子发射光谱仪测 定时，基体浓度大也会影响测定结果。经过多次实

性相关系数R2=o. 999 9,满足实验要求，也说明飢 的含量在0〜20.00 Mg/mL范围内线性关系良好。

验，发现称量0.4 g左右，定容100 mL,稀释到标准

选取制备空白试液，连续测定11次得到测定结果如

曲线的浓度范围内测定，测定结果稳定准确。既兼 顾样品的均匀性，又考虑了仪器的稳定性。表5。表5空白溶液测定结果Table 5 Determination of blank solution!n = 11）2.3盐酸浓度的影响使用飢标准工作溶液配制成10 ptg/mL不同盐

/（昭• mL_1）空白测定结果0. 0250. 0200. 020 0. 0210. 024 0. 0200. 0220. 0200. 021 0. 0210. 022平均值0. 022酸浓度的飢溶液进行实验，结果见表4。表4盐酸浓度对测定结果的影响Table 4 Effect of acidity of hydrochloric acid ondetermination results标准偏差0. 002连续测定11次制备空白试液，以结果标准偏差

介质浓度/%25测定结果/（隅• mL-1）9. 9310. 0210. 0510. 11的3倍为方法检出限。经计算本实验方法检出限为

0. 006 yg/mL。2.6方法的精密度实验称取一系列卩和2#废飢触媒样品0. 4 g（精确 至0. 000 1 g）,置于250 mL聚四氟乙烯烧杯中，按 实验方法处理样品，在选定的最佳仪器条件下测定 样品中飢的含量，每个样品平行测定11次,计算其 相对标准偏差（RSD ）＜1%O表明方法精密度较 好。实验结果见表6。表6方法精密度实验结果盐酸1015由表4结果看出2%〜15%的盐酸浓度对测定 结果影响不大，但浓度太过低,溶液中的锡和铸等金 属离子易发生水解；浓度过大，不但浪费酸，增加检

验成本，而且腐蚀仪器、污染环境，故实验选择5%

的盐酸介质进行测定。Table 6 Method precision test results!n= 11)/%标准偏差0. 035 20. 055 6样品编号1#

测定值3. 80 3. 75 3. 81 3. 845. 84 5. 97 5. 81 5. 803. 79 3. 83 3. 85 3. 76 3. 835. 82 5. 93 5. 83 5. 82 5. 793. 82 3. 86 5. 85 5. 83

平均值3. 815. 84RSD0. 920. 952#

2.7加标回收实验选取1#和2#样品进行加标回收实验，实验结

3结论对废飢触媒中飢的电感耦合等离子体发射光谱

果见表7。飢的加标回收率均在98.9%〜101%。 表明方法准确可靠，能满足测定要求。法测定进行了研究，在实验中确定了最佳的溶样方第5期罗海霞等:电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法

测定废飢触媒中飢的含量37法、溶液的酸度、最佳的分析谱线，并进行了精密度 [3] 刘波,童庆云，李国良.氧化焙烧法回收废锐触媒中的锐[J].

和加标回收实验。结果表明方法流程短、易操作，满

四川大学学报(工程科学版),2002,34(2):112-115.LIU Bo, TONG Qingyun, LI Guoliang. Recovery of

足废飢触媒中飢的快速检测需要。表7加标回收实验结果Table 7 Test results of recovery rate with standard additionvanadium from waste vanadium catalyst by oxidation

roasting]J]. Journal of Sichuan University ( Engineering Sicence Edition) ,2002,34(2) ：112-115.样品编号加入锐量/陆01 000测得锐量/陆3 810回收率/%-[4] 邵延海，冯其明，欧乐明，等.从废催化剂氨浸渣中综合回

4 8025 7876 81299. 29& 9收锐和鋁的研究[J].稀有金属,2009,33(4):606-610.SHAO Yanhai, FENG Qiming, OU Leming, et al. Comprehensive recovery of vanadium and molybdenum

2 0003 00010005 840-2#2 0007 82799. 44 0009 2101参考文献m刘彬，于少明，张颍，等.废锐催化剂综合回收利用技术的

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