作者：郑晓敏
目前，国内外尚无好的处理方法，只能筑坝堆存，其中含有的物质既损害人体健康又污染水源。从赤泥中提取稀土金属，对保护环境特别是提高矿产资源的综合利用率有着重要的意义，对赤泥浸出液中稀土元素含量进行测定可以指导研发人员初步判断赤泥中的稀土总量，它是考察赤泥利用价值的一种简单有效的方法。
稀土元素的化学分析方法如分光光度法，大都使用有机试剂，存在分析周期长，操作繁锁的缺点，而且只能进行单一稀土元素的测定。若稀土元素同时存在，由于稀土元素化学性质的相似性，在分光光度法中均相互干扰，因此，难以准确测定单一稀土元素的含量。X射线荧光光谱法( XRF)也是测定稀土的重要手段之一，但该方法的缺点是分析灵敏度低，基体效应严重。电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)是稀土元素测定的主要分析方法，具有检出限低、精密度好、动态范围宽等特点，但使用ICP-AES分析痕量稀土元素时，基体效应同样是一个不能忽视的干扰因素，为了克服稀土分析的基体效应，常用的校正方法有基体匹配法、内标法、标准加入法以及校正因子法等。本实验运用5mol／L盐酸浸取赤泥，提取赤泥中的部分水溶性稀土，利用ICP-AES，使用标准加入法绘制校准曲线以消除基体效应，实现了赤泥浸出液中稀土元素的同时测定，为今后分析赤泥中的稀土总量提供了实验依据。
1 实验部分
1.1 仪器及工作条件
IRIS Intrepid型电感耦合等离子体原子发射光谱仪（美国热电仪器公司）：中阶梯光栅，CID检测器，玻璃同心雾化器，蠕动泵进样。
ICP-AES最佳工作条件：射频功率为950 W;雾化器压力为172 kPa；辅助气流量为0.50 L／min；冲洗泵速为100 r/min(1.85 mL/min)；分析泵速为100 r/min(1.85 mL/min)；积分时间短波为10 s、长波为10 s；清洗时间为10 s；重复次数为2次；泵管类型为Tygon-Orange。
1.2试剂
I。a、Ce、Pr、Nd、Sc、Y单元素标准储备溶液（国家钢铁材料测试中心）：1 000 ;ug/mL; La、Ce、Pr、Nd、Sc、Y混合元素标准工作溶液：各元素质量浓度均为100 rug／mL,分别移取10. 00 mL 1000 pg／mL La、Ce、Pr、Nd、Sc、Y单元素标准储备溶液到100 mL容量瓶中，定容，摇匀；5 mol／L盐酸。
以上试剂均为分析纯；实验用水为二次蒸馏水。
1.3 实验方法
1.3.1 样品的处理和测定
赤泥浸出液的制备：称取5g(精确到0.000 2g)赤泥样品（取自某氧化铝厂），置于200 mL烧杯中，加入15 mL 5 mol／L盐酸，浸取20 min，过滤，转移至1 000 ml)容量瓶中，定容，摇匀。
移取20. 00 ml_赤泥浸出液于5个50 mL容量瓶中，定容，摇匀，记为待测试液。在最佳仪器工作条件下，采用ICP-AES对待测溶液直接测定。
1.3.2 标准溶液系列的配制
移取20. 00 mL赤泥浸出液于5个50 mL容量瓶中，再分别加入0、0. 50、1.00、1.50、2.00 mL La.Ce、Pr、Nd、Sc、Y均为100 ug／ml,的混合元素标准工作溶液，定容，摇匀。标准溶液系列中各元素的质量浓度见表1。
2 结果与讨论
2.1 分析谱线
选取3～5条待测元素的特征谱线进行考察，选取稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sc、Y之间、稀土元素与基体元素间均无谱线干扰，且灵敏度高的谱线作为分析谱线，最终选择La、Ce、Pr、Nd、Sc、Y的分析谱线分别为La 408.6、Ce 413.3、Pr 417.9、Nd 406.1、Sc 361.3、Y 377.4 nm。
2.2 仪器最佳工作条件
确定元素分析谱线后，发射强度主要由仪器功率、辅助气流量、分析泵速和积分时间共同决定。选取La、Ce、Pr、Nd、Sc、Y均为1ug／mL混合标准工作溶液作为参考溶液，以上述4个参数为考察因素，以各稀土元素的发射强度为考察指标，设计了4因素3水平的正交试验，其中La的正交实验方案、结果和方差分析见表2。
用同样的方法考察其他稀土元素测定时仪器的最佳工作条件，对各因素不同水平下稀土元素的发射强度进行方差分析，综合考虑得出仪器最佳工作条件为仪器功率950 W、辅助气流量0.50 L／min、分析泵速100 r／min、积分时间10 s。
2.3共存元素干扰的消除
由于赤泥浸出液中含有一定量的Al、Si、Ca、Na和Fe等元素，为了考察溶出的基体及杂质元素对稀土元素测定的影响，设计了基体及杂质元素对稀土测定的干扰试验。将0.25 g/L和0.50 g/L的Al标准溶液分别与0.25 mg／L的稀土混合标准溶液混合，考察稀土元素的发射强度，结果表明Al质量浓度越高，稀土元素的发射强度越低，说明赤泥浸出液中大量Al对稀土的测定有一定的干扰。用同样的方法考察了0. 05 g/L和0.10 g／L的Si标准溶液、2 mg/L和4 mg/L的Ca标准溶液、2 mg/L和4 mg/L的Na标准溶液、0.15g/L和0.30 g/L的Fe标准溶液对0.25 mg/L的稀土元素发射强度的影响，结果表明Si、Ca、Na和Fe元素也对稀土的测定有一定的干扰。实验采用标准加入法绘制校准曲线，即在系列标准溶液中加入等量待测试液的方法来消除基体及杂质元素对待测稀土元素测定的影响。
2.4 校准曲线和检出限
在仪器最佳工作条件下对标准溶液系列进行测定，以稀土元素质量浓度为横坐标，其对应的发射强度为纵坐标，采用标准加入法绘制校准曲线，线性方程、相关系数见表3。在同样条件下对空白溶液连续测定10次，以其3倍标准偏差计算方法中各元素的检出限，结果见表3。
3 样品分析
3.1 精密度和回收率试验
按照实验方法测定赤泥浸出液中的稀土元素，并进行精密度和加标回收试验。测定结果的相对标准偏差（RSD，n=6）在0.21%～1.2%之间，回收率为96%-114%，见表4。
3.2 方法比对试验
采用实验方法和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分别对赤泥浸出液中的稀土元素进行了测定，结果见表5。由表5可见：两种方法的测定结果基本一致。
4摘要：对赤泥浸出液中稀土元素含量进行测定可以指导研发人员初步判断赤泥中的稀土总量。采用5 mol／L盐酸浸取赤泥中稀土元素镧、铈、镨、钕、钪、钇，并采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)进行了测定。以功率、辅助气流量、分析泵速和积分时间为考察因素，各元素分析谱线的发射强度为考察指标，设计了
的正交试验，确定了电感耦合等离子体原子发射光谱仪的最佳工作条件为功率950 W、辅助气流量为0.50 r /min、分析泵速为100 r／min、积分时间为10 s。使用标准加入法绘制校准曲线，消除了基体及杂质元素对待测稀土元素测定的影响。各待测元素校准曲线的线性相关系数均不小于0. 999 9，方法中稀土元素镧、铈、镨、钕、钪、钇的检出限在0. 002 4--0. 013 mg／L之间。按照实验方法测定赤泥浸出液实际样品中稀土元素镧、铈、镨、钕、钪、钇，结果的相对标准偏差（RSD，n=6）为0.21%～1. 2%，回收率为96%～114%。采用实验方法和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分别对赤泥浸出液中的稀土元素镧、铈、镨、钕、钪、钇进行测定，两种方法的测定结果基本一致。
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