Determination of gallium by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry in nickel- and iron-based alloys with preliminary separation from the matrix

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

A procedure for separating the microcomponent of gallium from the macrocomponents of Cr, Mo, W, Ni and Co is proposed for determining gallium by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry in nickel- and iron-based alloys (precision nickel alloys, alloyed and high-alloy steel). Sodium fluoride was used as a precipitant. Optimum conditions for gallium coprecipitation on the sediment during separation from the considered macrocomponents were determined. The detection limit of gallium during separation from macroquantities of Cr, Mo, W, Ni, Co was 5 × 10–4 wt. %.

全文:

受限制的访问

作者简介

A. Belozerova

Institute of Metallurgy of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; Yeltsin Ural Federal University

编辑信件的主要联系方式.
Email: aa_belozerova@mail.ru
俄罗斯联邦, 101, Amundsen St., Ekaterinburg, 620016; 19, Mir St., Ekaterinburg, 620002

A. Mayorova

Institute of Metallurgy of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: aa_belozerova@mail.ru
俄罗斯联邦, 101, Amundsen St., Ekaterinburg, 620016

N. Kalinina

Yeltsin Ural Federal University

Email: aa_belozerova@mail.ru
俄罗斯联邦, 19, Mir St., Ekaterinburg, 620002

M. Bardina

Institute of Metallurgy of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: aa_belozerova@mail.ru
俄罗斯联邦, 101, Amundsen St., Ekaterinburg, 620016

参考

  1. Прокофьевa В.Ю., Наумов В.Б., Дорофеева В.А., Акинфиевa Н.Н. Концентрация германия и галлия в природных расплавах и флюидах по данным изучения включений в минералах // Геохимия. 2021. Т. 66. № 3. С. 231. (Prokofiev V.Y., Akinfiev N.N., Naumov V.B., Dorofeeva V.A. Germanium and gallium concentrations in natural melts and fluids: evidence from fluid inclusions // Geochem. Int. 2021. V. 59. № 3. P. 243. https://doi.org/10.31857/S0016752521030079)
  2. Mochalov L., Logunov A., Vorotyntsev V. Preparation of gallium of the special purity for semiconductors and optoelectronics // Sep. Purif. Technol. 2021. V. 258. Article 118001. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.118001
  3. Huang T., Huang S., Liu D., Zhu W., Wu Q., Chen L. et al. Recent advances and progress on the design, fabrication and biomedical applications of gallium liquid metals-based functional materials // Colloids Surf. B. 2024. V. 238. Article 113888. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2024.113888
  4. Gialanella, S., Malandruccolo A. Aerospace Alloys. Switzerland: Springer Nature, 2020. P. 267. https://doi.org/10.1007/978-3-030-24440-8
  5. Kolman, D. G., Taylor T.N., Park Y.S., Stan M., Butt D.P., Maggiore C.J. et al. Gallium-suboxide attack of stainless steel and nickel alloys at 800–1200 С // Oxid. Met. 2001. V. 55. P. 437. https://doi.org/10.1023/A:1010303730571
  6. ГОСТ 11739.26-90. Сплавы алюминиевые литейные и деформируемые. Методы определения галлия. 1990. М.: Издательство стандартов, 9 с.
  7. ГОСТ 14048.16-80. Концентраты цинковые. Метод определения галлия. 1999. М.: Издательство стандартов, 4 с.
  8. Cui T., Zhu X., Wu L., Tan X. Ultrasonic assisted dispersive liquid-liquid microextraction combined with flame atomic absorption spectrometry for determination of trace gallium in vanadium titanium magnetite // Microchem. J. 2020. V. 157. Article 104993. https://doi.org/10.1016/j.microc.2020.104993
  9. Krawczyk-Coda M. Sequential determination of gallium, indium, and thallium in environmental samples after preconcentration on halloysite nanotubes using ultrasound-assisted dispersive micro solid-phase extraction // New J. Chem. 2018. V. 42. P. 15444. https://doi.org/10.1039/C8NJ03555E
  10. Якимович П.В., Алексеев А.В. Определение галлия, германия, мышьяка и селена в жаропрочных никелевых сплавах, микролегированных РЗМ, методом ИСП-МС // Труды ВИА М. 2015. № 3. С. 9. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2015-0-3-9-9
  11. Liu Z.B., Zhang J., Jiang S., Su H. Comparison between three preconcentration resins to determine dissolved gallium in natural waters using isotope dilution and high resolution inductively coupled plasma mass spectrometry // Talanta. 2023. V. 265. Article 124792. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2023.124792
  12. Блохин М.Г., Зарубина Н.В., Михайлик П.Е. Определение галлия методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на примере анализа железомарганцевых корок японского моря // Масс-спектрометрия. 2013. Т. 10. № 3. С. 191.
  13. Yeganeh H.S., Heravi E., Samadi S. Optimized ultrasound-assisted emulsification microextraction for simultaneous trace multielement determination of heavy metals in real water samples by ICP-OES // Talanta. 2012. V. 97. P. 235. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2012.04.024
  14. Thangavel S., Dash K., Dhavile S.M., Sahayamn A.C. Determination of traces of As, B, Bi, Ga, Ge, P, Pb, Sb, Se, Si and Te in high-purity nickel using inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP-OES) // Talanta. 2015. V. 131. P. 505. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2014.08.026
  15. Белозерова А.А., Майорова А.В., Бардина М.Н. Экспериментальное и теоретическое изучение спектрального поведения галлия в плазме разряда при ИСП-АЭС определении // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. № 1. С. 36. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20246701.6834
  16. Зайдель А.Н., Прокофьев В.К., Райский С.М., Шрейдер Е.Я. Таблицы спектральных линий. 4-е изд. М.: Наука, 1977. 800 с.
  17. NIST Atomic Spectra Database Lines Form. https://physics.nist.gov/PhysRefData/ASD/lines_form.html (дата обращения 07.06.2024). https://doi.org/10.18434/T4W30F
  18. George R. Harrison. Wavelength Tables. London: Massachusetts Institute of Technology, 1939. С. 474.
  19. Gavazov K.B., Stojnova K.T. Stefanova T.S, Toncheva G.K., Lekova V.D., Dimitrov A.N. Liquid-liquid extraction and spectrophotometric characterization of some new ternary ion-association complexes of gallium (III) and indium (III) // Chemija. 2012. V. 23. P. 278.
  20. Mortada W.I., Kenawy I.M., Hassanien M.M. A cloud point extraction procedure for gallium, indium and thallium determination in liquid crystal display and sediment samples // Anal. Methods. 2015. V. 7. P. 2114. https://doi.org/10.1039/c4ay02926g
  21. Gong Q., Wei X., Wu J., Min F., Liu Y., Guan Y. A solid phase extraction method for determination of trace gallium in aluminum–iron samples by atomic spectrometry // J. Anal. At. Spectrom. 2012. V. 27. P. 1920.
  22. Gong Q., Li X.X., Wei X.L., Li X.Y., Lu J.J., Ouyang K. Precipitation trapping with phenylfluorone and determination of trace gallium, germanium, molybdenum and indium by GFAAS // Guang Pu Xue Yu Guang Pu Fen Xi. 2006. V. 26 № 6. P. 1162. https://doi.org/10.1039/C2JA30208J
  23. Майорова А.В., Белозерова А.А., Мельчаков С.Ю., Машковцев М.А., Суворкина А.С., Шуняев К.Ю. Определение содержания мышьяка и сурьмы в ферровольфраме методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой // Журн. аналит. химии. 2019. Т. 74. № 7S. С. S24. (Maiorova A.V., Belozerova A.A., Mel’chakov S.Y., Shunyaev K.Y., Mashkovtsev M.A., Suvorkina A.S. Determination of arsenic and antimony in ferrotungsten by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry // J. Anal. Chem. 2019. V. 74. № 2. P. 18. https://doi.org/10.1134/S004445021907017X)
  24. Майорова А.В., Белозерова А.А., Окунева Т.Г., Шуняев К.Ю. Процедура осаждения железа, хрома, молибдена, вольфрама при определении мышьяка и сурьмы в легированной стали // Журн. аналит. химии. 2020. Т. 75. № 5. С. 413. (Maiorova A.V., Belozerova A.A., Okuneva T.G., Shunyaev K.Y. Procedure for the precipitation of iron, chromium, molybdenum, and tungsten in the determination of arsenic and antimony in alloy steels // J. Anal. Chem. 2020. V. 75. № 5. P. 587. https://doi.org/10.31857/S0044450220050138)
  25. Майорова А.В., Белозерова А.А., Бардина М.Н. Процедура осаждения макрокомпонентов при определении селена и теллура в металлургических материалах методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой // Журн. аналит. химии. 2021. Т. 76. № 8. С. 691. (Maiorova A.V., Belozerova A.A., Bardina M.N. A procedure for the deposition of macrocomponents in determining selenium and tellurium in metallurgical materials by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry // J. Anal. Chem. 2021. V. 76. № 8. P. 930. https://doi.org/10.31857/S0044450221080107)
  26. Белозерова А.А., Майорова А.В., Бардина М.Н. Осаждение железа, вольфрама, молибдена, хрома при определении селена и теллура в легированных сталях методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой // Заводск. лаборатория. Диагностика материалов. 2024. Т. 90. № 5. С. 5. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2024-90-5-5-11
  27. Li Cui, Lijuan Feng, Hefeng Yuan, Huaigang Cheng, Fangqin Cheng, Efficient recovery of aluminum, lithium, iron and gallium from coal fly ash leachate via coextraction and stepwise stripping // Resour. Conserv. Recycl. 2024. V. 202. Article 107380. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2023.107380

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Images of the precipitate obtained on a scanning scanning microscope using an Everhart-Thornley detector. Precipitation conditions: pH 0.3, 10 g NaF, 1 mL HF (37.5 wt. %).

下载 (140KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Relative gallium content in the filtrate and in the precipitate solution at varying pH. Conditions: cFe(III) = 500 mg/l, cGa(III) = 1.0 mg/l, nNaF = 0.25 mol, nHF = 0.45 mmol, 25°C, Vp-pa = 250 ml.

下载 (42KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Relative content (% of initial) of gallium in the precipitate solution as a function of the amount of NaF precipitant (a) and the amount of HF (b). Other conditions: cFe(III) = 500 mg/l, pH 0, 25°C, Vp-pa = 250 ml.

下载 (25KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Relative content (% of initial) of gallium in the filtrate and in the precipitate (after dissolution) from the concentration of Fe(III) co-precipitant. cGa(III) = 1.0 mg/l, nNaF = 0.25 mol, nHF = 0.45, pH 0, 25°C, Vp-pa = 250 ml.

下载 (16KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025