全 文 ：分 析 仪 器 ２０１２年第６期　
作者简介：刘道斌，男，１９８３年出生，助理工程师。
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仪器应用
ＩＣＰ－ＯＥＳ法测定稀土荧光粉（红粉）
废渣中氧化钇氧化铕配分量
刘道斌　吴　希　陈星斌
（国家钨与稀土产品质量监督检验中心，赣州３４１０００）
摘　要　利用电感耦合等离子体发射光谱法，采用基体匹配法，灵敏地检测了稀土荧光粉（红粉）废渣中氧化
钇氧化铕配分量。提出了稀土荧光粉（红粉）废渣中稀土元素的提取方式。试验结果，表明本法快速、准确，可满足
稀土荧光粉（红粉）废渣中氧化钇氧化铕配分量测定要求。
关键词　稀土荧光粉　红粉　废渣　电感耦合等离子体发射光谱
Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｙ２Ｏ３ａｎｄ　Ｅｕ２Ｏ３ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｉｎ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　ｒｅｄ　ｐｈｏｓｐｈｏｒ　ｒｅｓｉｄｕｅ　ｂｙ
ＩＣＰ－ＯＥＳ．Ｌｉｕ　Ｄａｏｂｉｎ，Ｗｕ　Ｘｉ，Ｃｈｅｎ　Ｘｉｎｇｂｉｎ（Ｃｈｉｎａ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｆｏｒ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｉｎｓｐｅｃ－
ｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｕｎｇｓｔｅｎ　ａｎｄ　Ｒａｒｅ－Ｅａｒｔｈ，Ｇａｎｚｈｏｕ３４１０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｙ２Ｏ３ａｎｄ　Ｅｕ２Ｏ３ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｉｎ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　ｒｅｄ　ｐｈｏｓｐｈｏｒ　ｒｅｓｉｄｕｅｓ　ｗｅｒｅ　ｓｅｎ－
ｓｉｔｉｖｅｌｙ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｂｙ　ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｐｌａｓｍａ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｐｈｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｍａｔｒｉｘ
ｍａｔｃｈｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ．Ａｎ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ　ｉｎ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　ｒｅｄ　ｐｈｏｓｐｈｏｒ　ｒｅｓｉｄｕｅ
ｗａｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｆａｓｔ，ａｃｃｕｒａｔｅ　ａｎｄ　ｃａｎ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ
ｎｅｅｄｓ　ｏｆ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｙ２Ｏ３ａｎｄ　Ｅｕ２Ｏ３ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｉｎ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　ｒｅｄ　ｐｈｏｓｐｈｏｒ　ｒｅｓｉｄｕｅ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　ｐｈｏｓｐｈｏｒ；ｒｅｄ　ｐｈｏｓｐｈｏｒ；ｒｅｓｉｄｕｅ；ＩＣＰ－ＯＥＳ
１　前言
荧光粉材料为稀土应用发展的大应用方向，近
年来得到了迅猛的发展，使用稀土三基色荧光粉制
备的节能灯具备结构紧凑、光线柔和、节能省电等
优点［１－７］。我国稀土发光材料产量占世界产量的
７０％以上，而生产过程中产生的废料占产量的２０％
以上［８］。稀土再生循环利用已成为节约稀土资源的
一个重要方向，而准确测定稀土废料中稀土成分含
量也成为关键的一环。
目前大部分文献都是发表对荧光粉性能的测
试研究，极少数文献涉及荧光粉化学成分的测试研
究，电感耦合等离子体发射光谱法具有检测限低、
灵敏度高等优点［９－１１］，ＩＣＰ－ＯＥＳ用作稀土元素配
分量的测定已经得到行业内的广泛认可。本文提
出了稀土荧光粉（红粉）废渣中稀土元素的提取方
式，采用电感耦合等离子体发射光谱法测定稀土荧
光粉（红粉）废渣中氧化钇氧化铕配分量，进行了酸
度大小、进样浓度、基体效应、共存元素对测定结果
的影响分析，开展了精密度试验研究，最终确定了
基体匹配法测定稀土荧光粉（红粉）废渣中氧化钇
氧化铕配分量。本法快速、准确，可满足稀土荧光
粉（红粉）废渣中氧化钇氧化铕配分量测定要求。
２　实验部分
２．１　仪器及工作参数
Ｖａｒｉａｎ　７２０－ＥＳ型ＩＣＰ：ＲＦ功率１．２０ｋＷ，等
离子体气流量１５．０Ｌ／ｍｉｎ，辅助气流量１．５０Ｌ／ｍｉｎ，
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　２０１２年第６期 分 析 仪 器
雾化气压力２００ｋＰａ。
２．２　试剂与材料
氢氧化钠、过氧化钠、氨水、盐酸、草酸（国药集
团化学试剂有限公司）均为优级纯试剂，氧化钇、氧
化铕（江阴加华新材料资源有限公司）均为相对纯
度大于９９．９９９％的高纯稀土氧化物，试验用水为自
制超纯去离子水。
２．３　实验方法
２．３．１　稀土氧化物的提取
以１∶５的比例将荧光粉（红粉）废渣和熔剂（熔
剂的制备：将氢氧化钠与过氧化钠以２∶３的比例充
分混匀）混合于７５０℃熔融５ｍｉｎ，以热水浸出，过滤
后提取沉淀，盐酸浸出后用氨水沉淀稀土，再经盐
酸浸出后用草酸在ｐＨ＝２．０条件下沉淀稀土，于
８０℃保温１ｈ静置２ｈ，灼烧成氧化物。
在熔融时应注意要用氢氧化钠、过氧化钠裹住
样品，否则样品不能完全溶出。由于草酸钇的在水
中的溶解度较草酸铕大，会引起测试结果的偏差，
在草酸沉淀稀土时可采取加入乙醇的方式降低草
酸钇、草酸铕的溶解度，提高回收率即可消除由溶
解度引起的测试偏差。
２．３．２　分析液的制备
称取 ０．１０００ｇ 经 提 取 后 的 稀 土 氧 化 物 于
２００ｍＬ烧杯中，加入１０ｍＬ盐酸，低温加热至样品
完全溶解，冷却，定容至１００ｍＬ容量瓶混匀，随同试
样做空白实验。
２．３．３　标准样品的配置
标准样品配置情况见表１。
表１　标准样品 （μｇ／ｍＬ）
标准样品编号 １＃ ２＃ ３＃ ４＃ ５＃ ６＃ 空白
Ｙ２Ｏ３ １０００　９８０　９６０　９４０　９２０　９００　１０００
Ｅｕ２Ｏ３ ０　 ２０　 ４０　 ６０　 ８０　 １００　 ０
２．３．４　结果计算
按下列公式计算结果。
Ｅｕ２Ｏ３
ＲＥＯ ＝
ｃＥｕ２Ｏ３
１０００×１００％
， （１）
其中ｃＥｕ２Ｏ３ 为自工作曲线查得的 Ｅｕ２Ｏ３ 的
浓度；
Ｙ２Ｏ３
ＲＥＯ ＝ １－
Ｅｕ２Ｏ３（ ）ＲＥＯ ×１００％ 。 （２）
３　结果与讨论
３．１　分析线的选择
分析线的选择以无干扰或干扰少且具备足够
的灵敏度为原则，通过对Ｅｕ２Ｏ３的多条灵敏分析线
进行谱图扫描对比得出 Ｙ２Ｏ３对 Ｅｕ２Ｏ３的２７２．
７７８ｎｍ波长基本无谱线干扰，故本法选择２７２．
７７８ｎｍ波长测定Ｅｕ２Ｏ３的配分量。
３．２　射频功率的影响
以２．３．３中的６＃标准样品在不同射频功率下
对Ｅｕ２Ｏ３进行强度扫描，发现射频功率为１．２０ｋＷ
时Ｅｕ２Ｏ３的强度最大，且信背比也高，故本法选用
１．２０ｋＷ的射频功率。
３．３　酸度的影响
配制Ａ＃模拟样品在不同酸度条件下对Ｅｕ２Ｏ３
进行强度扫描，酸度影响结果见表２，其中Ａ＃模拟
样品 的 成 分 为：Ｙ２ Ｏ３ ＝９４０μｇ／ｍＬ，Ｅｕ２ Ｏ３ ＝
６０μｇ／ｍＬ。
表２　酸度影响 （％，ｃ／ｓ）
盐酸浓度 信背比 被测元素强度 背景强度
１　 １６１．７　 １２８７７２７　 ７９６５
５　 １５８．０　 １２６４６１２　 ８００４
１０　 １５４．１　 １２３７８４４　 ８０３３
１５　 １５３．５　 １２１６８６３　 ７９２６
２５　 １５３．３　 １１９５５１６　 ７７９８
５０　 １５１．５　 １１４８８３１　 ７５８１
结果表明，随着酸度的增大，被测元素的强度、
背景、信背比均有所下降。由此可见，酸度越低，对
测试结果越有利，但为了保证有足够的酸度溶解样
品及防止样品水解等，本法选择５％的盐酸作为介
质体系。
３．４　进样浓度的影响
在５％盐酸介质中，配制浓度分别为１００μｇ／
ｍＬ、２００μｇ／ｍＬ、３００μｇ／ｍＬ、４００μｇ／ｍＬ、５００μｇ／
ｍＬ、６００μｇ／ｍＬ、７００μｇ／ｍＬ、８００μｇ／ｍＬ、９００μｇ／
ｍＬ、 １０００μｇ／ｍＬ、 ２０００μｇ／ｍＬ、 ３０００μｇ／ｍＬ、
４０００μｇ／ｍＬ、５０００μｇ／ｍＬ、１００００μｇ／ｍＬ的模拟样品
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分 析 仪 器 ２０１２年第６期　
（Ｙ２Ｏ３∶Ｅｕ２Ｏ３＝９６∶４）对Ｅｕ２Ｏ３进行强度扫描，进
样浓度影响结果见图１。
图１进样浓度影响
由图１ａ可见随着进样浓度的增大，被测元素的
强度也随着增大，但到进样浓度大于１０００μｇ／ｍＬ时
曲线有低头现象，而由图１ｂ可得在浓度范围为
１００μｇ／ｍＬ～１０００μｇ／ｍＬ之间，线性关系较好。由
此可见进样浓度越高，对测试结果越有利，但进样
浓度大于１０００μｇ／ｍＬ有低头现象不利于被测元素
的测定，因此为保证检出限本法选择１０００μｇ／ｍＬ的
进样浓度。
３．５　基体效应
以５％的盐酸为介质，配制Ｅｕ２Ｏ３浓度５０μｇ／
ｍＬ，Ｙ２Ｏ３浓度分别为０μｇ／ｍＬ、２００μｇ／ｍＬ、４００μｇ／
ｍＬ、８００μｇ／ｍＬ、１０００μｇ／ｍＬ、３０００μｇ／ｍＬ、５０００μｇ／
ｍＬ的模拟样品，以２．３．３中的标准系列作标准曲
线对Ｅｕ２Ｏ３进行强度扫描，基体效应影响结果见
图２。
图２　基体效应影响
图２中ａ线为Ｅｕ２Ｏ３的理论值，ｂ线为测定值，
由图２可知，被测样品的 Ｙ２Ｏ３基体与标准系列的
Ｙ２Ｏ３基体含量越接近，测定值越接近理论值，而基
体浓度偏离得越大，测定值偏离理论值越大，基体
效应对测试结果的影响颇大，因此本法选择基体匹
配方式进行测定。
３．６　共存元素的干扰
在同一条件下，配置共存元素Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６
Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、
Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３的标准溶液作为模拟
样品以２．３．３中的标准系列作标准曲线对Ｅｕ２Ｏ３进
行强度扫描，共存元素的干扰结果见表３。
表３　共存元素的干扰
模拟样品 模拟样品浓度 Ｅｕ２Ｏ３测定结果 模拟样品 模拟样品浓度 Ｅｕ２Ｏ３测定结果
Ｌａ２Ｏ３ １０μｇ／ｍＬ ＜０．０１μｇ／ｍＬ　 Ｄｙ２Ｏ３ １０μｇ／ｍＬ ＜０．０１μｇ／ｍＬ
ＣｅＯ２ １０μｇ／ｍＬ ＜０．０１μｇ／ｍＬ　 Ｈｏ２Ｏ３ １０μｇ／ｍＬ ＜０．０１μｇ／ｍＬ
Ｐｒ６Ｏ１１ １０μｇ／ｍＬ ＜０．０１μｇ／ｍＬ　 Ｅｒ２Ｏ３ １０μｇ／ｍＬ ＜０．０１μｇ／ｍＬ
Ｎｄ２Ｏ３ １０μｇ／ｍＬ ＜０．０１μｇ／ｍＬ　 Ｔｍ２Ｏ３ １０μｇ／ｍＬ ＜０．０１μｇ／ｍＬ
Ｓｍ２Ｏ３ １０μｇ／ｍＬ ＜０．０１μｇ／ｍＬ　 Ｙｂ２Ｏ３ １０μｇ／ｍＬ ＜０．０１μｇ／ｍＬ
Ｇｄ２Ｏ３ １０μｇ／ｍＬ ＜０．０１μｇ／ｍＬ　 Ｌｕ２Ｏ３ １０μｇ／ｍＬ ＜０．０１μｇ／ｍＬ
Ｔｂ４Ｏ７ １０μｇ／ｍＬ ＜０．０１μｇ／ｍＬ
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　２０１２年第６期 分 析 仪 器
　　由表３可见共存元素 Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ６Ｏ１１、
Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２
Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３对测试结果的影响均小。
３．７　加标回收及精密度
对３个选定样品进行测定，同时对选定样品加
入一定量的高纯Ｅｕ２Ｏ３进行测定并计算回收率，每
个样品测定１１次，取平均值为测定值，取１１次测定
结果的相对标准偏差作为精密度的考察指标。结
果见表４。
表４　加标回收及精密度（ｎ＝１１） （μｇ／ｍＬ）
样品 测定值
ＲＳＤ
（％）
加入量 测得总量 回收率
ＲＳＤ
（％）
ＹＥｕ－１　 ４．９２　 ０．９４
１．０　 ５．９９　 １０７．０　 ０．６３
５．０　 １０．１３　 １０４．２　 １．１１
ＹＥｕ－２　 ６．６６　 １．０９
１．０　 ７．５９　 ９３．０　 ０．６６
５．０　 １１．６０　 ９８．８　 １．００
ＹＥｕ－３　 ６．３２　 ０．６８
１．０　 ７．３５　 １０３．０　 ０．８８
５．０　 １１．２４　 ９８．４　 ０．７３
４　结论
用碱熔融分解样品，再经氨水、草酸除杂后灼
烧提取稀土荧光粉（红粉）废渣中稀土元素的方式
是样品前处理的有效方法。试验得出酸度越大越
不利于结果的测定，进样浓度不宜高于１０００μｇ／
ｍＬ，基体效应的影响较大，共存元素对测试结果的
影响较小，因此用电感耦合等离子发射光谱仪，采
用基体匹配法，可灵敏地检测稀土荧光粉（红粉）废
渣中氧化钇氧化铕配分量。方法的精密度较好，回
收率在９３％～１０７％之间，是检测稀土荧光粉（红
粉）废渣中氧化钇氧化铕配分量的理想方法。
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