Способ определения микропримесей в церии Советский патент 1980 года по МПК C01F17/00 G01J3/30 B01D11/04 

Изобретение относится к ан итичес кой химии и может быть использовано при определении микропримесей в церии . При определении примесей а церии известны приемы предварительного извлечения элемента основы экстракцией. Так, известны способы экстракционного извлечения церия трибутилфосфатом или другиАШ растворителями из азотнокислых растворов в присутствии окислителей, например бромата калия, Ш манганата кешия, висмутата калия и 122. Однако при извлечений церия изве.стными способгиии нельзя определить в концентрате нередкоземельные элемен:ты из-за сильного разубоживания кон;цвнтрата примесей окислителями, в при сутствии которых осуществляют экстрак цию. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ определения микропримесей в церии, включающий экстракционное извлечение церия из азотнокислого раствора 100%-ным трибутилфосфатом в присутствий окислителя бромата калия (0,1 М). Для определения редкоземельных примесей в водной фазе осаждгиот аммиаком гидроокиси РЗЭ (для отделения РЗЭ от бромата калия), оссщок растворяют в соляной кислоте, далее выделяют оксалаты РЗЭ, остаток прокгшивают и подвергают спектральному анализу З. Недостатком способа является существенно лимитированное число контролируемых примесей - определению подлежат лишь примеси редкоземельных элементов. Определение нередкоземельных примесей не проводится из-за низкой чувствительности, обусловленной сильным разубоживанием концентрата примесей окислителем, попадающим в концентрат примесей, а также большой величиной поправки контрольного опыта вследствие введения в экстракционную систему окислителя бромата калия. Цель изобретения - повышение чув1ствительности определения примесей нередкоземельных элементов. Поставленная цель достигается способом определения микропримесей в церии, включающим экстракционное извлечение церия трибутилфосфатом из азотнокислого раствора и последующий анаЛИЗ примесей в водной фазе спектральным методом, при этом трибутилфосфат

предварительно обрабатывают насыщенным раствором брома в азотной кислоте.

Пример. Для анализа берут обраэец, двуокиси церия повьшенной чистогы, используемой для .изготовления оптических стекол, лазеров, люминофоров и т.д. Содержание примесей нередкоземельных элементов лимитируется в таких образ хаос на уровне .

В делительную воронку вместимостью 1 л помещают 200 мл трибутилфосфата и 60 МП 10%-ного раствора углекислого натрия, содержимое воронки энергично перемешивается в течение 2 мин (для удаления ди- и монобутилфосфато-в). После расслаивания фаз водный слой (нижний) отбрасывают; Органическую фазу в воронке дваждал обрабатывают раствором углекислогчэ натрия порциями по 600 мл, отбрасывая каждый раз водную фазу. Далее органическую фазу промывают четыре раза 1 н. азотной кислотой порциями по 600 мл (для полного удаления карбонатов) отбрасывая каждый раз водную фазу. Затем органическую фазу обрабатывают 400 мл насыщенного раствора врома в Зн. азотной кислоте, энергично встряхивают в течение 2 мин. Водную фазу отбрасывают, а органическая (трибутилфосфат) готова к употреблению.

Навеску анализируемой пробы двуокиси церия массой 1 г помещгиот в платиновую чашку вместимостью 50 мл, смачивают несколькими каш1Я1 а1 воды, добавляют 7 мл концентрированной азотной кислоты, 4-5 капель фтористоводородной кислоты и растворяют при нагревании. Раствор охлаждают до комнатной температуры, добавляют 3 мл концентрированной азотной кислоты и переводят в делительную воронку вместимостью 100 мл отградуированную по 20 zvin. Объ ем раствора в боронке разбавляют водой до,20 МП, добавляют 25 мл очищенного трибутилфосфата и энергично перемешивают в течение 1 мин. После рас.слаивания водную фазу переводят в другую делительную воронку вместимостью 50 мл, а органическую собирают в отдельную емкость для регенерирования экстрагента. К водной фазе добавляют 5 мл четыреххлористого углерода и энергично перемешивают в течение 1 ми после расслаивания органическую фазу отбрасывают, а водную сливают в кварцевую чашку, добавляют 5-8 кап. перекиси водорода и упаривают досуха. К сухому остатку в чашку добавляют 10-15 кап. концентрированной азотной кислота, 5-6 кап. перекиси водорода, вновь упаривают досуха,закрывают крышками и прокаливают при. в течение 20 мин.

Во избежание загрязнений,операции растворения и упаривания проводят в боксе с очи1ценным воздухом.

Анализ каждой пробы проводят из трех отдельных навесок. Одновременно, с каждой серией анализов ставят два контрольных опыта на реактивы, провод ИХчерез все стадии анализа. В этом случае к водной фазе после экстракции четыреххлористым углеродом лобавляют 50 мг двуокиси церия и поступают аналогично примеру.

После прокаливания остаток в чашке охлаждают до комнатной температуры и далее подвергают спектральному анализу.

На дно канала графитового электрода типа рюмка (вытачивают из углей спектральных ОСЧ 7-3 диаметром 3 nw, размеры рюмки, мм: диаметр канала 4, глубина канала - 5, высота наружной стенки - 6, толщина стенок 1, высота ножки - 2, толщина - 2) помещают 2 мг хлористого серебра, затем без перемешивания вводят каждый концентрат щттесеЛ или 50 мг овразца сравнения. Электрод с пробой или с образцом сравнения служит анодом, его устанавливают в низший держатель, штатива спектрографа. Верхним элект-: родом является электрод, выточенный, из углей спектральных ОСЧ 7-3 диаметром 6 мм. Размеры электрода, мм: диаметр канала 2, глубина канала 5, высота заточенной части 8, диаметр заточенной части 4, заполненный буферной смесью (состав буферной смеси: однородная масса, состоящая из 1 ч хлористого натрия ОСЧ и 9 ч графитового порсмока ОСЧ). Между электродами зажигают дугу постоянного тока. Ток 20-21 А. Расстояние между электродами - 3 мм. Спектры фотографируют на спектрографе ДФС-13 с решеткой 1200 штр/мм (в первом порядке), используя фотопластинки тип 11. Ширина щели спектрографа, 20 мкм время экспозиции 30 с. Промежуточную диафраплу в трехлинзовом конденсоре подбирают так, чтобы почернения фона вблзи аналитических линий находились в области нормальных почернений.

В каждой спектрогракийё фотометрируют почернения аналитической линии определяемого элементы 5д, и близлежащего фона 5ф и вычисляют разность почернений дЗ Зд- 5ф, По трем параллельным значениям Д5, д5 и образцов сравнения находят среднее арифметическоеАЗ и строят градуировоный график в координатах (tgC, Д-S).

По градуировочному графику для концентратов анализируемой пробы и для концентратов контрольных опытов нахоцят средние значения содержания определяемой примеси СдИ Сц в процентах

Содержание определяемого элемента в пробе (Х) вычисляют по формуле

х.1с.-с.), где m - масса концентрата примесей bSO мг); m, - навеска анализируемой пробы . , CQ - cpejiiHeeзначение бедержайия определяемого элемента в концентратах.анализируемой пробы, %; CK -. среднее значение содержания определяемого элемента в кон центрат cix контрольного опыта, %. Эффективность способа существенно зависит от соотношения концентрации брома в растворе азотной кислоты, используемого для предвгфительной обработки трибутилфосфатом, к концентра ци1 примесей восстановителей, содержащихся в экстрагенте. Специальные опыты, щ оведенвые по испытанию спосо ба на восьми партиях трибутилфосфата (3 партии квалификации чистый и 5 партий квалификации технический) показали, что способ реализуется в полном , если использовать насьвцеиный-раствсф брома в азотной кислоте. При проведении текущих анализов предпочтительнее использовать регенерированный трибутилфосфат из-з более низких величии поправки контрол ного .опыта по определяв примесям. Предложенный способ позволяет сконцентрировать ряд примесей и обеспечивает достаточно надежное их определение на уровне 10 KTfjJ; Формула изобретения Способ определения микропримесей в церии, включающий экстракционное извлечение церия трибутилфосфатом |из азотнокислого раствора и последующий анализ примесей в водной фазе спектральным методом, отличающийс я тем, что, с целью повЕЛления чувствительности определения примесей нередкоземельных элементов, трибутилфосфат предварительно обрабатывают насьоденньт раствором брома в азотной кислоте. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Журнал неорганической химии, 1962 , т. 7, 9, 2254-2261. .2. Атомная энергия, 1963, т.15, 2, с. 138-146. 3. Щюект ГОСТа СССР Редкоземельные металлы и их окиси. Методы анализа, М., Госстандарт СССР, 1978,ч. 11, с. 186-219.