---

УДК 669.85/86:543.42:006354 Группа В59

НЕОДИМ, ГАДОЛИНИЙ, ТЕРБИЙ

ИСПРОЗИЙ,

ГОЛЬМИЙ, ЭРБИЙ, ТУЛИЙ И ИХ ОКИСИ

ГОСТ f

23862.9-79

Химико-спектральный метод определения примесей
окисей редкоземельных элементов

Neodymium, gadolinium, terbium, holmium, erbium, thu-
lium and their oxides.

Chemical — spectral method of determination of impuri­ties in oxides of rare-earth elements

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 октября 1979 г. HS 3988 срок действия установлен

с 01.01, 1981 г.

до 01.01. 1986 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает химико-спектральный ме­тод определения примесей окисей редкоземельных элементов в неодиме, гадолинии, тербии, диспрозии, гольмии, эрбии, тулии и их окисях.

Метод основан на экстракционно-хроматографическом концен­трировании редкоземельных примесей, осаждении их с наполните­лем—окисью иттрия и последующем спектральном анализе по­лученного концентрата.

Определяемые концентрации примесей окисей

:внеодиме и его окиси: в гадолиния от 4-10 '⁵ до 1-10^-2% тербия от 1-Ю^-1 до 5-10 ²% диспрозия от 4-10~⁵ до 1-Ю"² % гольмия от 4*10^-5 до 5*10^-2 % эрбия от 2-Ю^-5 до 1-Ю"²% тулия от 2-Ю ⁵ до 2-10^-3 % иттербия от 2-Ю ^-5 до 5*10^-3 % лютеция от 2-Ю^-5 до 5-10^-3 % в тербии и его окиси: в лантана от 7-Ю^-5 до 1-10 ²% церия от 1-Ю^-4 до 2-1О^-2°/о

празеодима от 1-Ю^-4 до 2-10~²% неодима от 7*10~⁵ до 5-10~²% самария от 7*10^-5 до 5-10 ^-2% европия от 1-Ю^-4 до 2-10~²%

Издание официальное

гадолинии и его окиси: тербия от I-10 ⁴ до ЬЮ”¹⁰^ диспрозия от 4-Ю^-5 до 2*1О^-2О/о гольмия от 4-Ю^-5 до 2*10^-20/o эрбия от 2-Ю^-5 до 5-10~³⁰/о

тулия от 2*10^-5 до 2’1О~^зо/о

иттербия от 2-Ю^-5 до Ь10^_3%

лютеция от 2*10“⁵ до 1-10~²%

диспрозии и его оки си:

лантана от 2-Ю^-6 до 1-10"²%

церия от 2-Ю ⁵ до 5-10~²’°/о

празеодима от 2*10^-5 до 5-10“²% неодима от 2-Ю"⁵ до 2-10^-2% самария от 2-Ю"⁵ до 2-Ю^-2% европия от 2-Ю^-6 до 5-Ю^-2%

Перепечатка воспрещен

агадолиния от 1-10“⁴ до 1-10'²% диспрозия от 7-Ю"⁴ до 5- Ю~²% гольмия от 1-Ю’⁴ до 1-Ю~^2О/о эрбия от 7-Ю"⁴ до 5-1 О*²% тулия от 1-10~⁴ до Ь1О~^2О/о иттербия от 7-Ю"⁵ до 5-Ю"³%

лютеция от 1-Ю"³ до 1-Ю"^1О/о

в гольмии и его окиси: лантана от 4-Ю"⁶ до 1-10"²'%

церия от 4-Ю ⁵ до 2-Ю“²%

празеодима от 4-Ю^-5 до 5-10~²% неодима от 4-Ю"⁵ до 1-Ю~²% самария от 4-Ю"⁵ до 2-10"² % европия от 4-10 ⁶ до 2-10~²% гадолиния от 1-10 ⁵ до 5-10"²'% тербия от 4-Ю^-5 до 2-10"²% диспрозия от 1-Ю"⁵ до 5-10"²% эрбия от 1-Ю"⁴ до 5-1О”^2о/о тулия от 1-Ю"⁴ до 2-10"²% иттербия от 4-Ю"⁵ до 1-Ю"³ % лютеция ОТ 1-Ю"⁴ до 1*Ю"²‘°/о

в тулии и его окиси: лантана от 2-Ю"⁶ до 2-10"³% церия от 2-Ю"⁵ до 2-Ю"²% празеодима от 2-Ю"⁵ до 1-10”²% неодима от 2-Ю"⁵ до 1-10"²% самария от 2-Ю"⁵ до 2-Ю"^2о/о европия от 2-Ю"⁶ до 5-10"³% гадолиния от 5-Ю"⁶ до 2-10”³% тербия от 2-Ю"⁵ до 1-Ю"²% диспрозия от 5-Ю"⁶ до 2-10”²% гольмия от 5-Ю"⁶ до 1-10"²% эрбия от 5-Ю"⁶ до 1-Ю"²% иттербия от 2-Ю"⁵ до 5-10“²% лютеция от 4-Ю”⁵ до 1-Ю"²%

гадолиния от 5-10"⁶ до 5-10^%' тербия от 2-Ю"⁵ до 5-10"²% гольмия от 1-Ю"⁴ до 1-10“²% эрбия от 1-Ю"⁵ до 2-1О“^1О/о тулия от 4-Ю"⁵ до 5-Ю~²% иттербия от 2-Ю"⁵ до 1-Ю"¹²% лютеция от 4-Ю^-5 до 5-Ю"² %

в эрбии и его окиси:

лантана от 4-Ю"⁶ до 5-1О"^ао/о празеодима от 4-Ю"⁵ до 2-10~²%

неодима от 4-Ю"⁵ до 1-10"²%' самария от 4-Ю"⁵ до 5-1О~^2о/о европия от 4-Ю"⁶ до 2-1О~^2о/о гадолиния от 1-Ю"⁵ до 2-10~³%

. тербия от 4-Ю”⁵ до 1-1О~^1о/о диспрозия от 1-Ю”⁵ до 2-1О"^3о/о гольмия от 1-Ю"⁵ до 5-Ю"³⁰/о тулия от 1-10~⁴ до 2-10~³⁰/о иттербия от 4-Ю"⁵ до 1-10~³%

лютеция от 1-ГО"⁴ до 2-10~³%Испарители из молибденового стекла (см. черт. 2 ГОСТ 23862.7—79).

Термостат ТС-16 или аналогичный, обеспечивающий темпера­туру воды до 40±2°С.

Потенциометр ЛПУ-01 или аналогичный для измерений pH в интервале 1 — 11.

Мельница шаровая металлическая диаметром 210 мм, высо­той 200 мм, массой 4 кг.

Шары металлические диаметром 30 мм, 25 штук.

Сита металлические.

Шкаф сушильный с терморегулятором, обеспечивающим темпе-

ратуру до 200°С.

Печь муфельная с терморегулятором, обеспечивающим темпе­ратуру до 1000°С.

Мотор швейный ДШС-2.

Спектрограф дифракционный ДФС-13 с решеткой 1200 штр/мм,

работающей в первом порядке отражения, с однолинзовой и трех­линзовой системой освещения.

Генератор дуговой типа ДГ-2 с дополнительным реостатом или аналогичный, пригодный для поджига дуги постоянного тока вы­

сокочастотным разрядом.

Спектропроектор ПС-18 или аналогичный.

Выпрямитель 250—300 В, 30—50 А.

Микрофотометр нерегистрирующий типа МФ-2 или аналогич­ный.

Весы аналитические.

Весы торсионные типа ВТ-500 или аналогичные.

Станок для заточки электродов.

Плитка электрическая.

Насос водоструйный лабораторный стеклянный по ГОСТ 10696—75.

Камера из кварца, состоящая из цилиндра высотой 40—45 мм, диаметром 50 мм, изготовленного из оптического кварца и двух круглых пластин диаметром 70 мм из технического кварца. Квар­цевый цилиндр свободно лежит на нижней пластине, верхнюю пластину опускают на цилиндр. В каждой из пластин имеется по отводной трубке для подачи газов и по отверстию для электродов.

Ротаметры типа РС-3.

Редукторы кислородные.

Манометры по ГОСТ 8625—77 (3,9-10^³ Па) (4 кгс/см²).

Угли спектральные ОСЧ-7—3 диаметром 6 мм.

Электроды, выточенные из углей спектральных ОСЧ-7—3, за­точенные на усеченный конус с углом три вершине 15° и площадкой диаметром 1,5 мм.

Электроды, выточенные из углей спектральных ОСЧ-7—3 с бор­тиком высотой 1 мм.

Электроды, выточенные из углей спектральных ОСЧ-7—3 с ка­налом глубиной 5 мм, диаметром 2 мм и толщиной стенок 1 мм.

Порошок графитовый ОСЧ.-7—4.

Пластинки фотографические тип 1 размером 9X24 или анало­гичные, обеспечивающие нормальные почернения аналитических линий в спектре.

Баня водяная.

Воронки Бюхнера диаметром 132 мм, 120—140 мм.

Воронки делительные вместимостью 1000, 2000 мл.

Микропипетки на 0,1 мл гидрофобизированные диметилдихлор- силаном. Для этого внутреннюю часть пипетки 2—3 раза промыва­ют диметилдихлорсиланом и высушивают при 120°С.

Бюретки вместимостью 25 мл.

Колба стеклянная вместимостью 1000 мл с обратным холодиль­ником.

Мешалка стеклянная пропеллерная.

Тигли кварцевые вместимостью 10—15 мл гидрофобизирован­ные: внутренние стенки кварцевого тигля обмывают диметилди­хлорсиланом и высушивают при 120°С.

Прибор для перегонки с колбой Вюрца, вместимостью 500, 1000 мл.

Пробки резиновые.

Пленка полиэтиленовая.

Бумага универсальная индикаторная pH 1 —10.

Силикагель марки КСК № 2 или 2,5.

Фторопласт-4 (тефлон), порошок с размером гранул ^0,1 мм.

Вата тефлоновая.

Окиси редкоземельных элементов: лантана, церия, празеодима, неодима, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, голь­мия, эрбия, тулия, иттербия, лютеция, иттрия, чистые по определя­емым примесям.

Раствор хлористого иттрия, содержащий 30 мг/мл иттрия:

38,1 г окиси иттрия помещают в стакан вместимостью 500 мл, приливают 50 мл соляной кислоты, разбавленной 1:1, и нагрева­ют до полного растворения, переносят в мерную колбу вместимос­тью 1000 мл и доводят водой до метки.

Стандартные растворы лантана, церия, празеодима, неодима, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия*, иттербия и лютеция, содержащие 10 мг/мл одного из РЗЭ в расчете на окись. Каждый раствор готовят отдельно: 1 г соот­ветствующей окиси РЗЭ помещают в стакан вместимостью 100 мл, прибавляют 10 мл соляной кислоты (1:1) и нагревают до полного растворения окиси; раствор охлаждают, переносят в мерную кол­бу вместимостью 100 мл и доводят объем до метки водой.

Растворы внутреннего стандарта, содержащие по 1 мг/мл церия или по 1 мг/мл эрбия; готовят разбавлением 10 мл стандартногораствора церия (10 мг/мл) или 10 мл стандартного раствора эрбия (10 мг/мл) в десять раз 1 н. раствором соляной кислоты.

Раствор 1, содержащий по 0,1 мг/мл лантана, церия, празеоди­ма, неодима, самария и европия в расчете на окись: по 1 мл каж­дого стандартного раствора (10 мг/мл) лантана, церия, празеоди­ма, неодима, самария, европия помещают в мерную колбу вмести­мостью 100 мл и доводят объем до метки 1 н. раствором соляной кислоты.

Раствор 2, содержащий по 0,1 мг/мл гадолиния, тербия, диспро­зия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия и лютеция в расчете на окись: по 1 мл каждого стандартного раствора (10 мг/мл) гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия и лютеция по­мещают в мерную колбу вместимостью 100 мл и доводят объем до метки 1 н. раствором соляной кислоты.

Натрий уксуснокислый по ГОСТ 199—78, х. ч., насыщенный раствор.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233—77, 10, 2%-ные растворы.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77, х. ч., 0,1, 0,5, 1, 2 н. раст­воры.

Соляная кислота по ГОСТ 3118—77, х. ч., концентрированная и титрованные растворы: 0,01 и., 0,1 н., 0,3 и., 0,4 н., 0,5 н., 0,8 н., 1 н., 1,1 н., 1,2 н., 1,5 н., 2 н., 2,2 н., 2,4 н., 2,5 н., 3 н., 4 н., 5 н., 7 н.

Кислота соляная дважды перегнанная, 1,5 н. раствор.

Кислота щавелевая по ГОСТ 22180—76, х. ч., насыщенный рас­твор.

Кислота азотная по ГОСТ 4461—77, х. ч., концентрированная, 3,5 н.; 7 н. растворы.

Кислота фтористоводородная (плавиковая) по ГОСТ 10484—78, х. ч., концентрированная и 1 н. раствор.

Аммиак водный по ГОСТ 3760—79, х. ч., концентрированный, 5%-ный раствор.

Водорода перекись по ГОСТ 10929—76.

Ацетон по ГОСТ 2603—79.

Арсеназо-Ш, 0,02%-ный раствор.

Фенолфталеин, 1%-ный спиртовой раствор.

Ди-(2-этилгексил) фосфорная кислота (Д2ЭГФК), техническая (50—70%) и улучшенная (не менее 95%).

Д2ЭГФК 100%: получают из технической Д2ЭГФК или из улучшенной Д2ЭГФК очисткой по ГОСТ 23862.7—79.

Эфир этиловый.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300—72.

Диметилдихлорсилан.

Углерод четыреххлористый по ГОСТ 20288—74.

Диметилдихлорсилан, раствор в четыреххлористом углероде (1:4).Бензол по ГОСТ 5955—75.

Полистирол.

Раствор полистирола в бензоле 2%-ный готовят в день употреб­ления.

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

   1. Образцы сравнения (ОС) готовят непосредственно перед фотографированием спектров смешиванием в соотношении 1:1 об­разцов на графитовом порошке (ОГП) и чистой по определяемым примесям окиси иттрия.

   2. Образцы на графитовом порошке (ОГП) готовят перемеши" ванием графитового порошка с окисями редкоземельных элемен­тов. Для приготовления ОГШ, содержащего по 1% (по массе) окисей гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттер­бия и лютеция, в яшмовую ступку помещают 1,82 г графитового по­рошка и по 20 мг свежепрокаленных окисей гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия и лютеция. Содержи­мое перемешивают в течение 30 мин, добавляют спирт, поддержи­вая кашицеобразное состояние массы. После окончания перемеши­вания спирт выжигают и перемешивают массу в течение 3 мин. Образцы ОГП 2 — ОГП 10 готовят последовательным разбавлени­ем ОГП 1, а затем каждого последующего образца графитовым по­рошком, повторяя каждый раз процедуру перемешивания и выжи­гания спирта, как описано для приготовления образца ОГП 1. Со­держание каждой из определяемых примесей в образцах ОГП 1— ОГП 10 и вводимые в смесь навески графитового порошка и пре­дыдущего образца указаны в табл. 1.

Таблица 1

Массы навесок, г

Смесь графитового порошка и двуокиси церия (ОГЦ), содер­жащую 4% двуокиси церия, готовят, смешивая 960 мг графитового порошка и 40 мг двуокиси церия в яшмовой ступке в течение 30 мин при добавлении спирта, поддерживая кашицеобразное состояние массы. Затем спирт выжигают и смесь перемешивают в течение 3 мин.

Смесь окиси иттрия и двуокиси церия (ОИЦ), содержащую 4% двуокиси церия, готовят, смешивая 960 мг окиси иттрия и 40 мг двуокиси церия в яшмовой ступке и далее поступают, как при при­готовлении ОГЦ.

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

   1. Анализ неодима или его окиси

Определение содержания окисей гадолиния, тербия, диспрозия,

гольмия, эрбия, тулия, иттербия, лютеция

Концентраты примесей получают в экстракционно-хроматогра­

ф

Внутренний диаметр ко­

ической колонке с водяной рубашкой.

лонки 16 мм. Колонка заполнена сорбентом (25 г силикагеля с раз­мером зерна 0,06—0,07 мм +15 мл 100 %-ной Д2ЭГФК, свободный объем сорбента 40 мл). Заполнение колонки по разд. 3 ГОСТ