GB/T 15076.2-2019 钽铌化学分析方法 第2部分：钽中铌量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法和色层分离重量法

　　ICS 77 . 120 . 99 H 14

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 15076 . 2—2019代替 GB/T 15076 . 2—1994

　　钽铌化学分析方法

　　第 2 部分：钽中铌量的测定

　　电感耦合等离子体原子发射光谱法和

　　色层分离重量法

　　Methodsforchemicalanalysisoftantalum andniobium—

　　part2：Determinationofniobium contentintantalum—

　　Inductivelycoupledplasmaatomicemissionspectrometryand

　　stratographygravimetry

　　2019-12-31 发布 2020-1 1-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 15076 . 2—2019

　　前 言

　　GB/T 15076《钽铌化学分析方法》分为 16 个部分：

　　— 第 1 部分：铌中钽量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 2 部分：钽中铌量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法和色层分离重量法;

　　— 第 3 部分：铜量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 4 部分：铁量的测定 1,10-二氮杂菲分光光度法;

　　— 第 5 部分：钼量和钨量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 6 部分：硅量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 7 部分：铌中磷量的测定 4-甲基-戊酮-[2]萃取分离磷钼蓝分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 8 部分：碳量和硫量的测定 高频燃烧红外吸收法;

　　— 第 9 部分：钽中铁、铬、镍、锰、钛、铝、铜、锡、铅和锆量的测定 直流电弧原子发射光谱法;

　　— 第 10 部分：铌中铁、镍、铬、钛、锆、铝和锰量的测定 直流电弧原子发射光谱法;

　　— 第 11 部分：铌中砷、锑、铅、锡和铋量的测定 直流电弧原子发射光谱法;

　　— 第 12 部分：钽中磷量的测定 乙酸乙酯萃取分离磷钼蓝分光光度法;

　　— 第 13 部分：氮量的测定 惰气熔融热导法;

　　— 第 14 部分：氧量的测定 惰气熔融红外吸收法;

　　— 第 15 部分：氢量的测定 惰气熔融热导法;

　　— 第 16 部分：钠量和钾含量的测定 火焰原子吸收光谱法。

　　本部分为 GB/T 15076 的第 2 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分代替 GB/T 15076. 2—1994《钽铌化学分析方法 钽中铌量的测定》。 本部分与 GB/T 15076. 2— 1994相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：

　　— 改变了测定方法，由“方法 1 萃取、色层分离-DSPCF分光光度法”修改为“方法一 电感耦合等离子体原子发射光谱法”(见第 3 章，1994 年版的第 1 篇);

　　— 扩大了测定范围，方法一的测定范围由“0.001 0%~1.50%”修改为“0.001 0%~2.00%”;方法二的测定范围由“>1.50%~6.00%”修改为“>2.00%~20.00%”(见第 1 章，1994 年版的第 1 章和第 9 章);

　　— 删除了引用标准(见 1994 年版的第 2 章和第 10 章);

　　— 增加了样品条款(见第 2 章);

　　— 增加了精密度条款(见 3 . 6 和 4 . 6) ;

　　— 将方法二展开剂中氢氟酸和硝酸的加入量分别由“8 mL 和 4 mL”修改为“6 mL 和 6 mL”(见4 . 2 . 8 , 1994 年版的 12 . 4) ;

　　— 将方法二试料量按照质量分数的不同由“0 . 1 g”修改为“0 . 10 g 和 0 . 05 g”(见 4 . 4 . 1 , 1994 年版的 14 . 2) ;

　　— 增加了试验报告条款(见第 5 章)。

　　本部分由中国有色金属工业协会提出。

　　本部分由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC 243)归口 。

　　本部分起草单位：宁夏东方钽业股份有限公司、广东广晟稀有金属光电新材料有限公司、西北稀有

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　　金属材料研究院宁夏有限公司、西安汉唐分析检测有限公司、九江有色金属冶炼有限公司、广东省工业分析检测中心。

　　本部分主要起草人：张俊峰、黄双、于红艳、陈红、杨军红、宣宏建、刘百利、张天姣、郝文婷、吴卓葵。本部分所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 15076 . 2—1994 。

　　GB/T 15076 . 2—2019

　　钽铌化学分析方法

　　第 2 部分：钽中铌量的测定

　　电感耦合等离子体原子发射光谱法和

　　色层分离重量法

　　1 范围

　　GB/T 15076 的本部分规定了电感耦合等离子体原子发射光谱法和色层分离重量法测定钽中铌含量。

　　本部分适用于钽及氢氧化钽、氧化钽、碳化钽和氟钽酸钾中铌含量的测定。 方法一 电感耦合等离子体原子发射光谱法测定范围：0 . 001 0%~2 . 00%;方法二 色层分离重量法测定范围：>2 . 00%~20 . 00%。

　　2 样品

　　2. 1 钽粉粒度小于 700 μm;碳化钽粒度小于 150 μm。

　　2 . 2 钽粉应预先在 80 ℃ ~150 ℃真空烘干 4 h,冷却至室温，并用复合铝箔袋真空包装;氢氧化钽和氧化钽以及氟钽酸钾应预先在 105 ℃ ~110 ℃烘 2 h,置于干燥器中冷却至室温，备用。

　　2 . 3 钽锭从铸锭顶部 10 cm处至中部任一部位，用刨床去除表皮后刨屑取样，其中碎屑颗粒大小要均匀，并且颗粒要尽量小。

　　3 方法 一 电感耦合等离子体原子发射光谱法

　　3 . 1 原理

　　试料用硝酸和氢氟酸溶解，在稀酸介质中，以氩等离子体为离子化源，直接进行电感耦合等离子体原子发射光谱测定。

　　3 . 2 试剂和材料

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和实验室二级水。

　　3.2. 1 氢氟酸(ρ= 1.14 g/mL)。

　　3.2.2 硝酸(ρ= 1.42 g/mL)。

　　3.2.3 金属钽(狑Ta≥99.99% ,狑Nb≤0.000 1%)。

　　3 . 2 . 4 铌标准贮存溶液：称取 1 . 000 0 g 金属铌(狑Nb≥99 . 99%) 于 250 mL 聚四氟乙烯烧杯中，加入10 mL 氢氟酸(3 . 2 . 1),滴加 10 mL硝酸(3 . 2 . 2),低温缓慢加热溶解至清亮，冷却至室温，移入 1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL含 1 mg铌。 贮存于聚乙烯容量瓶中。

　　3 . 2 . 5 铌标准溶液：移取 10 . 00 mL 铌标准贮存溶液(3 . 2 . 4) 于 100 mL 容量瓶中，加入 2 mL 氢氟酸(3 . 2 . 1),用水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL含 100 μg铌。 贮存于聚乙烯容量瓶中。

　　3 . 2 . 6 氩气(体积分数不小于 99 . 99%) 。

　　3 . 3 仪器设备

　　3 . 3 . 1 电感耦合等离子体原子发射光谱仪，配耐氢氟酸进样系统，分辨率<0 . 006 nm( 200 nm 处)。

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　　3 . 3 . 2 推荐铌元素分析线的波长为 295 . 088 nm。

　　3 . 4 试验步骤

　　3 . 4 . 1 试料

　　按表 1 称取样品，精确至 0 . 000 1 g。

　　表 1

　　3 . 4 . 2 平行试验

　　平行做两份试验，取其平均值。

　　3 . 4 . 3 空白试验

　　称取与试料对等的金属钽(3 . 2 . 3),随同试料做空白试验。

　　3 . 4 . 4 分析试液的制备

　　3 . 4 . 4 . 1 将试料(3 . 4 . 1)置于 100 mL 聚四氟乙烯烧杯中，以少许水湿润。

　　3 . 4 . 4 . 2 缓慢加入 4 mL氢氟酸(3 . 2 . 1),缓慢滴加 4 mL 硝酸(3 . 2 . 2),待剧烈反应停止后，低温加热至试料溶解完全，取下冷却至室温;将溶液移入 100 mL 聚乙烯容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 当氧化物用此法不易溶解至澄清时，可采用热压消解装置溶解试料。

　　3.4.4.3 铌含量为 0.10%~2.00%时，按表 1 所示，分取 20 mL 溶液于 100 mL 聚乙烯容量瓶中，并补加氢氟酸(3 . 2 . 1)和硝酸(3 . 2 . 2)各 2 mL,用水稀释至刻度，混匀。

　　3 . 4 . 5 工作曲线的绘制

　　3.4.5. 1 工作曲线 Ⅰ

　　按表 1 称取 6 份与试料对等的金属钽(3 . 2 . 3),分别置于 6 个 100 mL 聚四氟乙烯烧杯中，分别加入0 mL、0.10 mL、0.50 mL、2.50 mL、5.00 mL、10.00 mL铌标准溶液(3.2.5), 以下步骤按 3.4.4.2 操作。

　　3.4.5.2 工作曲线 Ⅱ

　　按表 1 称取 6 份与试料对等的金属钽(3 . 2 . 3),分别置于 6 个 100 mL 聚四氟乙烯烧杯中，分别加入0 mL、0.10 mL、0. 50 mL、1. 00 mL、1. 50 mL、2. 00 mL 铌标准贮存溶液(3. 2. 4) , 以下步骤按 3. 4. 4. 2

　　操作。

　　3 . 4 . 6 测定

　　仪器优化后，按推荐的分析线，由低到高测量绘制工作曲线的标准系列中被测元素的发射光强度。以质量浓度为横坐标，分析线发射光强度为纵坐标，计算机自动绘制工作曲线。 当工作曲线的线性关系达到 0 . 999 以上时，测量试料空白(3 . 4 . 3)溶液与试料溶液(3 . 4 . 4 . 3)中被测元素的发射光强度，计算机自

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　　动由工作曲线计算出被测元素的质量浓度。

　　3 . 5 试验数据处理

　　铌含量以铌的质量分数 ∞Nb计，按式(1)计算：

　　式中：

　　ρ1 —试液中铌的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL) ;

　　ρ0 —空白溶液中铌的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL) ;

　　V2 —测定试液体积，单位为毫升(mL) ;

　　V0 —试液总体积，单位为毫升(mL) ;

　　m —试料的质量，单位为克(g) ;

　　V1 —分取试液体积，单位为毫升(mL)。

　　当 ∞Nb<1.00%时，所得结果保留两位有效数字;∞Nb≥1.00%时，所得结果保留至小数点后两位。

　　3 . 6 精密度

　　3 . 6 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在表 2 给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过重复性限(r)，超过重复性限(r)的情况不超过 5%,重复性限(r)按表 2 数据采用线性内插法或外延法求得。

　　表 2

　　3 . 6 . 2 再现性

　　在再现性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在表 3 给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过再现性限(R)，超过再现性限(R)的情况不超过 5%,再现性限(R)按表 3 数据采用线性内插法或外延法求得。

　　表 3

　　4 方法二 色层分离重量法

　　4 . 1 原理

　　试料用氢氟酸和硝酸溶解，采用纸上色层分离法使铌与钽及其他杂质分离，灼烧后称量铌量。

　　4 . 2 试剂和材料

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和实验室二级水。

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　　4.2. 1 氢氟酸(ρ= 1.14 g/mL)。

　　4.2.2 硝酸(ρ= 1.42 g/mL)。

　　4.2.3 氨水(ρ=0.90 g/mL)。

　　4 . 2 . 4 4-甲基-戊酮-[2](MIBK) 。

　　4 . 2 . 5 丁酮 。

　　4 . 2 . 6 鞣酸 。

　　4 . 2 . 7 硝酸铵 。

　　4.2.8 展开剂：在 250 mL 聚乙烯烧杯中，加入 44 mL 4-甲基-戊酮-[2] (4. 2. 4)、44 mL 丁酮(4. 2. 5)、 6 mL 氢氟酸(4 . 2 . 1)和 6 mL硝酸(4 . 2 . 2),混匀。 贮存于聚乙烯瓶中。

　　4.2.9 鞣酸溶液(50 g/L)。

　　4.2. 10 硝酸铵溶液(100 g/L)。

　　4 . 2 . 1 1 色层纸：中速层析滤纸，220 mm×280 mm,其长度的 2/3 浸以硝酸铵溶液(4 . 2 . 10),烘干备用。

　　4 . 3 仪器设备

　　4 . 3 . 1 湿度控制箱：用聚乙烯板焊接而成，高 35 cm,直径 40 cm 的带盖圆形可密闭容器。

　　4 . 3 . 2 色层筒：取两个 1 000 mL 的广口塑料瓶，切掉瓶口小直径部分，分别作为盖和底。

　　4 . 3 . 3 中和器：大号干燥器，筛板下盛有氨水(4 . 2 . 3) 。

　　4 . 3 . 4 喷雾器：内装鞣酸溶液(4 . 2 . 9) 。

　　4 . 4 试验步骤

　　4 . 4 . 1 试料

　　按表 4 称取样品(2),精确至 0 . 000 1 g。

　　表 4

　　4 . 4 . 2 平行试验

　　平行做两份试验，取其平均值。

　　4 . 4 . 3 空白试验

　　随同试料做空白试验。

　　4 . 4 . 4 测定

　　4.4.4. 1 将试料(4.4.1)置于 30 mL铂坩埚中，加入约 1 mL纯水，1 mL~3 mL 氢氟酸(4.2. 1),缓慢滴加约 0 . 3 mL硝酸(4 . 2 . 2),低温加热，使试料完全溶解，蒸发试液至 0 . 5 mL~0.8 mL。

　　4 . 4 . 4 . 2 用塑料吸管吸取试液，涂在色层纸(4 . 2 . 11) 未浸硝酸铵的部分，涂带距色层纸底边 3 cm,涂带 宽 2 . 5 cm~3 cm。低温烘干，用氢氟酸(4 . 2 . 1)洗坩埚两次，每次约 0 . 5 mL,用丁酮(4 . 2 . 5)洗坩埚三次 ，每次约 0 . 5 mL,洗液依次涂于原涂带上，边涂边烘干涂带，将色层纸卷成圆筒。

　　4 . 4 . 4 . 3 将色层纸以涂带为下方，垂直放入湿度控制箱(4 . 3 . 1),箱内放入一盛有 400 mL沸水的 500 mL烧

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　　杯，润湿纸筒 15 min~20 min(在气候潮湿的地区，此步骤可省略)。

　　4 . 4 . 4 . 4 取出纸筒，立即放入盛有液层高度为 1 cm 展开剂(4 . 2 . 8) 的色层筒(4 . 3 . 2) 内。 密封后在室温高于 15 ℃展开约 2 . 5 h。 待展开剂前沿上升到距纸顶端约 2 cm 时，取出，烘干。 放入中和器(4 . 3 . 3),中和至纸上不冒白烟。

　　4 . 4 . 4 . 5 用喷雾器(4 . 3 . 4)喷洒鞣酸溶液，使铌带显色，烘干。 剪下橙黄色铌带。

　　4 . 4 . 4 . 6 将剪下的色层纸置于已恒重的 30 mL瓷坩埚中，在高温电炉上灰化后，置于 850 ℃马弗炉中，开门灼烧至白，关门灼烧 15 min,取出，置于干燥器中冷却。 在分析天平上称量，并反复灼烧至恒重。

　　4 . 4 . 4 . 7 在相同位置上按铌带宽度剪下随同试料的空白色层纸，以下按 4 . 4 . 4 . 6 操作。

　　4 . 5 试验数据处理

　　铌含量以铌的质量分数 狑Nb计，按式(2)计算：

　　狑

　　式中：

　　犿1 —坩埚与灼烧物的总质量，单位为克(g) ;

　　犿2 —盛灼烧物坩埚的质量，单位为克(g) ;

　　犿3 —坩埚与空白的总质量，单位为克(g) ;

　　犿4 —盛空白坩埚的质量，单位为克(g) ;

　　犿0 —试料的质量，单位为克(g) ;

　　0 . 699— 五氧化二铌换算成铌的系数。

　　所得结果保留至小数点后两位。

　　4 . 6 精密度

　　4 . 6 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在表 5 给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过重复性限(狉)，超过重复性限(狉)的情况不超过 5%,重复性限(狉)按表 5 数据采用线性内插法或外延法求得。

　　表 5

　　4 . 6 . 2 再现性

　　在再现性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在表 6 给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过再现性限(犚)，超过再现性限(犚)的情况不超过 5%,再现性限(犚)按表 6 数据采用线性内插法或外延法求得。

　　表 6

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　　5 试验报告

　　试验报告应包括下列内容：

　　— 试验对象;

　　— 本部分编号;

　　— 所使用的方法(方法一或方法二);

　　— 结果;

　　— 观察到的异常现象;

　　— 试验日期。