P507萃淋树脂测定矿土中稀土总量的研究

P507萃淋树脂测定矿土中稀土总量的研究

作者：谭小珍

来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第12期

摘 要：本论研究了动态法减压微色谱柱技术分离微量混合稀土，并对动态法的上柱酸度、洗脱液的选择及有关金属离子的影响及消除进行分析。实验结果表明该方法分离效果较好，测定值与标准矿样标准值接近。 关键词：P507萃淋树脂;稀土;偶氮胂Ⅲ

萃取树脂作为一种化学分离手段，国外早在七十年代就有研究和报导，随后P507萃取树脂的出现，给稀土元素的分离富集和测试分析工作带来了佳音。P507萃淋树脂分离稀土是近些年来研究成功的一种萃取色谱分离技术，它与P507溶剂萃取相比在萃取率、分离效果以及操作简便性方面都有着更好的优势，此外P507萃淋树脂分离富集稀土还具有萃取容量大、有利于环境保护等优点。为了扩大对该技术的研究与应用，本论研究了动态法减压微色谱柱技术分离微量混合稀土，并对动态法的上柱酸度、洗脱液的选择及有关金属离子的影响及消除进行分析。实验结果表明该方法分离效果较好，测定值与标准矿样标准值接近。 1 实验部分 1.1 主要仪器及试剂

P507萃淋树脂，粒度120-140目;偶氮胂Ⅲ溶液，0.05 %;AFS-9800型分光光度计（北京海光仪器）;PP15-P11型酸度计;微色谱柱，玻璃管内径3 mm，长度90 mm;减压装置。

稀土标准溶液。称量光谱纯氧化铈0.1280 g，加入2mL硫酸和几滴过氧化氢，加热等到白烟挥发尽后，加入6mol/L的盐酸进行溶解，转入100mL容量瓶后加蒸馏水至刻度并摇匀。铈的浓度为1mg/mL。分别称取光谱纯氧化镧0.1173g，氧化钇0.1270g，氧化镱0.1392g。用盐酸溶解再转入100mL容量瓶中加蒸馏水至刻度并摇匀。溶液的浓度为1mg/mL。混合稀土标准溶液。取上述稀土标准溶液按镧：铈：钇：镱= 4：6：9：1的质量比混合均匀，制备10μg/mL混合稀土溶液。

一氯乙酸缓冲溶液。取100g一氯乙酸和12.85g氢氧化钠加水800mL调节至pH=2.5，再用水稀释至1000mL。杂质淋洗液。20g氯化铵、10g抗坏血酸用水溶解后加10mL pH=2.5的氯乙酸缓冲溶液，再用水稀释至1000mL。 1.2 实验方法 1.2.1 减压微色谱柱法

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将120-140目P507树脂用3mol/L盐酸溶液浸泡0.5h后漂洗至中性，并称取0.3-0.5g，通过湿法裝柱在减压条件下装柱柱床高度7cm，将少许玻璃纤维覆在柱床上并用水清洗达到中性，然后取杂质淋洗液约4-6mL进行几次淋洗，再用2-4mL的pH=2.5的缓冲溶液进行平衡。 在25mL烧杯中加入少量混合稀土溶液和1滴0.1%百里酚蓝指示剂，然后滴入（1+1）氨水和1mol/L盐酸使溶液从红色变为淡黄色为止，再滴入氯乙酸缓冲溶液约1-2mL，然后以2mL/min的流速转入色谱柱中，流尽后取10mL杂质淋洗液淋洗柱床2次，再将柱床剩余溶液抽空，再取4mol/L盐酸2mL进行2次洗脱把稀土洗脱入10mL比色管中，以待后面测定稀土含量。

1.2.2 稀土总量的测定方法

将准备测定的混合稀土溶液置于10mL比色管中，加入1mL的10%磺基水杨酸溶液和0.5mL的1%抗坏血酸溶液以及1滴0.1%2，4二硝基酚指示剂，滴入氨水至黄色后再用1mol/L盐酸调至黄色褪去;再加入pH =2.5的氯乙酸缓冲溶液2mL、0.05 %偶氮胂Ⅲ溶液1mL，27%氯化钾溶液2mL，然后用水稀释至刻度，摇晃均匀后静置20 min;用1cm比色皿以空白试剂为参比于670nm处测其吸光度。 1.2.3其它元素的测定方法

钪、钍用偶氮胂Ⅲ光度法测定，铁用邻菲螺淋光度法测定。 2 P507减压微色谱柱分离混合稀土的条件选择 2.1上柱酸度的选择

在若干个烧杯中分别加入10μg混合稀土，再分别加入不同pH值的溶液2mL后转入色谱柱中（色谱柱预先已用该溶液平衡的），等溶液流完全后，用2mL的4mol/L盐酸分两次洗脱入10mL比色管中，测定混合稀土含量，算出吸附率并绘制出吸附酸度曲线。

从绘制的吸附酸度曲线可以看出，随着pH的增大，混合稀土的吸附率呈现先增大后减小的趋势，当pH为2.3-3.0时混合稀土的吸附率达最大区域且呈现平衡，当pH大于3.2后混合稀土的吸附率慢慢下降，因此，选择pH=2.5的最佳吸附酸度进行分离混合稀土。 2.2 洗脱液的选择和洗脱曲线

分别取40μg混合稀土上柱，并分别用0.2mL的4mol/L盐酸和0.2mL的2mol/L盐酸-2mol/L氯化钠溶液进行洗脱，完全洗脱柱上混合稀土后，测定两次洗脱液中混合稀土含量，并绘出洗脱曲线如。

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洗脱曲线可以看出，采用上述两种溶液进行洗脱的洗脱体积都比较小，当采用4mol/L盐酸进行洗脱时所得洗脱曲线峰形陡峭，没有出现拖尾的现象，用量1mL即可以洗脱柱上吸附的混合稀土，不过由于4mol/L 盐酸酸度过大，不利于显色时候的酸度调节。因此，本研究嘗试使用2mol/L盐酸-2mol/L氯化钠溶液作为洗脱液，从所得洗脱曲线也可看出洗脱效果接近4mol/L盐酸。实验还测试了用2mol/L 盐酸-2mol/L氯化钠洗脱不同量混合稀土上柱后的洗脱回收率，从表1中也可以进一步确认2mol/L盐酸-2mol/L氯化钠的洗脱效果。从表1结果中可以看出，4.0-12.0μg混合稀土上柱，测出的洗脱回收率达到97.9 %-99.7%，因此可以选用2mol/L盐酸-2mol/L氯化钠为洗脱液。 2.3 几种有关金属离子的影响及消除

考察Fe3+、Fe2+、Sc3+和Th4+等几种主要的有关金属离子对P507萃淋树脂分离稀土的影响。在上柱酸度范围内分别试验了上述几种离子在混合稀土的萃取色谱行为，从实验结论得知，Fe3+、Sc3+、Th4+此3种离子均可以被树脂100 %吸附。在进行分析样品时，可以利用Fe3+被还原成Fe2+后而不能被吸附的原理，在实验中可以加入抗坏血酸进入溶液中消除Fe3+的干扰。当用4mol/L盐酸洗脱混合稀土时，Th4+、Sc3+依然保留在柱上而不被洗脱，因此不会对混合稀土测定造成干扰。洗脱柱上吸附的Th4+和Sc3+时，可以分别采用1mol/L 硫酸和4.5mol/L硫酸进行淋洗。 3 矿土中稀土总量的测定

称取矿土样品0.5000 g放入高铝坩埚内，加入3g至4g过氧化钠，搅拌均匀后在表面上再覆一薄层，然后放进700℃的高温炉内进行熔融10分钟，样品拿出来稍微冷却后放入250mL烧杯中，随即加入（1+1）三乙醇胺20mL，5%EDTA 1mL并用热水提取，控制溶液的体积150mL，当没有明显沉淀时可以添加10%氯化镁溶液1-2mL，煮沸5分钟，加入纸浆少许，经过搅拌然后在常温下放置到沉淀完全，再用滤纸过滤，以2%NaOH溶液清洗烧杯和沉淀5-6次，然后在50mL容量瓶中用4mol/L热盐酸把沉淀溶解，滤纸也用热水洗涤5-6次，并用蒸馏水稀释到刻度、摇晃均匀。并随着样品一同做空白试验。分别取适量试液放入25mL 烧杯中，加入5mg左右固体抗坏血酸，搅拌至溶液黄色褪去，然后按照前面1.2.2实验方法测定稀土总量，样品的测定分析结果列于。 参考文献：

[1]叶年咏.P507-萃取树脂分离偶氮氯膦-PN光度法测定矿石中稀土总量[J].岩石矿物及测试，1984，3（2）： 86-88.

[2]李水兰，陈素云.P507萃取色谱分离偶氮胂Ⅲ光度法测定矿石中稀土总量[J].理化检验.化学分册，1987（1）： 31-32. 作者简介：

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谭小珍（1986- ），女，广西灵山人，从事地质实验测试工作。