稀土國家標準《稀土精礦化學分析方法第3部分：氧化鈣量的測定》

（預審稿）編制說明

一、工作簡況

（一）任務來源

2024年2月，根據(jù)《關于發(fā)送《稀土復合釔鋯陶瓷粉》等24項國家、行業(yè)標準計劃任務落實會紀要

的通知》（國標委發(fā)函[2024]6號）文件，國家標準GB/T18114.3《稀土精礦化學分析方法第3部分：氧化

鈣量的測定》修訂計劃下達，項目由全國稀土標準化技術委員會（SAC/TC229）提出并歸口，由包頭稀土

研究院負責起草，項目計劃編號為20231551-T-469，周期為16個月。

（二）主要參加單位和工作成員及其所做的工作

1、主要參加單位情況

本文件由包頭稀土研究院、四川樂山銳豐冶金有限公司、江西理工大學、四川省冕寧縣方興稀土有限

公司、湖南稀土金屬材料研究院有限公司、虔東稀土集團股份有限公司、甘肅稀土新材料股份有限公司共

七家單位共同編制。

包頭稀土研究院是本項目負責起草單位，其成立于1963年，直屬原冶金工業(yè)部。1992年進入包鋼（集

團）公司，是以稀土資源的綜合開發(fā)、利用為宗旨，以稀土冶金、環(huán)境保護、新型稀土功能材料及在高新

技術領域的應用、稀土提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術水平、稀土分析檢測、稀土情報信息為研究重點的多專業(yè)、多

學科的綜合性研發(fā)機構。包頭稀土研究院在標準修訂過程中，負責提出標準修訂的試驗方案、試驗報告，

負責統(tǒng)一樣品的制備與發(fā)放，匯總精密度數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)處理，隨后與其他標準參加單位共同形成標準

征求意見稿，進行廣泛的意見征集，并負責在標準預審會、審定會上進行項目介紹與答辯，最終形成報批

稿，協(xié)助稀土標準化技術委員會秘書處完成標準的報批工作。

四川樂山銳豐冶金有限公司是本項目的一驗單位。四川省樂山銳豐冶金有限公司成立于2001年6月，

位于樂山市五通橋區(qū)鹽磷化工循環(huán)產(chǎn)業(yè)園。目前公司擁有中高級技術人員50余人，員工400余人。年產(chǎn)值

超億元，利稅超千萬。是集產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)為一體的稀土深加工企業(yè)。擁有完善的質檢、管理體系。主要

生產(chǎn)稀土氧化物、稀土鹽類、稀土富集物、拋光粉等四十余種規(guī)格的產(chǎn)品。公司實施了ISO9001質量、

ISO14001環(huán)境、OHSAS18001職業(yè)健康安全和ISO5001能源管理體系并通過了認證；2014年11月加入全

國稀土標準化技術委員會，主持并參與多項稀土產(chǎn)品標準的制定工作，并榮獲多項全國稀土標準化技術委

員會技術標準優(yōu)秀獎中國有色金屬工業(yè)科學技術獎；是中國稀土行業(yè)協(xié)會會員單位、國家技術標準創(chuàng)新基

地（稀土）理事單位。在標準起草期間，該單位按照試驗報告提供的方法對公共樣品進行了分析，完成驗

證提供驗證報告及意見，同時提供了精密度數(shù)據(jù)。

江西理工大學是本項目的一驗單位。其是具有獨立開展檢測業(yè)務活動的分析測試機構，于2006年通過

資質認定(計量認定)，中心具有雄厚的師資力量與技術力量，是為學校教學、科研提供分析測試服務的公共

大平臺，也是分析測試技術、方法的研發(fā)中心和培養(yǎng)高層次人才的重要實驗基地。同時它面向社會開放，

積極為地方的科研、經(jīng)濟建設服務。分析測試中心特別在稀土元素的檢測方面，做了大量的工作。能夠從

開采、提取生產(chǎn)到冶煉，以及后面的稀土新材料，提供全面的檢測服務?？梢詼y定微量到超高純6N的稀

土元素產(chǎn)品的成分檢測和稀土新材料的表面結構、微區(qū)分析和磁性能等的檢測。在標準起草期間，該單位

按照試驗報告提供的方法對公共樣品進行了分析，完成驗證提供驗證報告及意見，同時提供了精密度數(shù)據(jù)。

四川省冕寧縣方興稀土有限公司、湖南稀土金屬材料研究院有限公司、虔東稀土集團股份有限公司、

甘肅稀土新材料股份有限公司是本項目的二驗單位。上述單位按照試驗報告提供的方法對公共樣品進行了

分析，提供了精密度數(shù)據(jù)。

在上述起草及驗證單位的共同努力下，GB/T18114.3《稀土精礦化學分析方法第3部分：氧化鈣量的

測定》必將順利、高質量的完成。

2、主要工作成員所負責的工作情況

本標準主要起草人及工作職責見表1。

表1主要起草人及工作職責

起草人工作職責

常誠負責方法3的起草，各階段標準文本、編制說明的編寫、數(shù)據(jù)統(tǒng)計及組織協(xié)調

劉曉杰負責方法1的起草及標準文本編寫

楊學正負責方法2的起草及標準文本編寫

包香春、范小龍、趙文怡、李凈巖、

協(xié)助完成方法起草實驗，協(xié)助完成精密度實驗數(shù)據(jù)

于亞輝、王麗娟

張楊林、鄭杰、蘇婷婷、鄧強、胡騰

作為一驗，對標準方法條件實驗進行了驗證，并完成精密度數(shù)據(jù)。

月、張燕琴、劉和連、葉信宇

廖丕勇、張曼寧、陳燕群、肖堯中、

作為二驗，提供驗證方法的精密度數(shù)據(jù)。

溫斌、張海燕、李巧霞

（三）研制背景

1、項目的必要性簡述

根據(jù)GB/T15676-2015《稀土術語》的規(guī)定，稀土精礦是指稀土礦石經(jīng)選礦富集后，稀土含量達到冶煉

要求的產(chǎn)品，其稀土元素自然配分不發(fā)生變化。此類別廣泛涵蓋氟碳鈰礦精礦、獨居石精礦、氟碳鈰礦-獨

居石混合精礦、氟碳鈰鑭礦精礦等多樣形態(tài)。鈣是稀土精礦的重要伴生元素，也是稀土精礦選冶過程中需

要監(jiān)控的重要指標。值得注意的是，鈣元素作為稀土精礦不可或缺的伴生成分，其在選冶過程中的監(jiān)控價

值尤為凸顯，成為衡量品質的關鍵指標之一。

近年來，隨著XB/T102-2017氟碳鈰礦-獨居石混合精礦、XB/T103-2019氟碳鈰鑭礦精礦、XB/T

104-2015獨居石精礦等產(chǎn)品標準的修訂與發(fā)布實施，對鈣含量的要求愈發(fā)嚴苛，彰顯出其重要性不言而喻。

值得注意的是，鈣元素作為稀土精礦不可或缺的伴生成分，其在選冶過程中的監(jiān)控價值尤為凸顯，成為衡

量品質的關鍵指標之一。近年來，隨著XB/T102-2017氟碳鈰礦-獨居石混合精礦、XB/T103-2019氟碳鈰

鑭礦精礦、XB/T104-2015獨居石精礦等產(chǎn)品標準的修訂與發(fā)布實施，對鈣含量的要求愈發(fā)嚴苛，彰顯出其

重要性不言而喻。

與此同時，分析檢測技術日新月異，電感耦合等離子體發(fā)射光譜等新興技術不斷突破，其高效、精準

的特性已在多類礦石鈣含量測定中廣泛應用，并贏得了業(yè)界的廣泛認可。鑒于此，我們亟需對原有的分析

方法進行優(yōu)化升級，并適時引入電感耦合等離子體光譜法等先進技術，以彌補稀土精礦檢測領域標準技術

內容的不足，完善檢測方法體系，確保與最新的產(chǎn)品標準指標無縫對接，從而推動整個行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)

展。

2、項目的可行性簡述

原子吸收光譜法與EDTA滴定法，作為測定鈣含量的傳統(tǒng)且經(jīng)典的分析技術，早已在多種化合物與礦

物產(chǎn)品的檢測領域中占據(jù)舉足輕重的地位。依據(jù)原有標準，如GB/T18114.3-2010《土精礦化學分析方法第

3部分氧化鈣量的測定》、GB/T12690.15-2018《稀土金屬及其氧化物中非稀土雜質化學分析方法第15

部分：鈣量的測定》、GB/T1511-2016《錳礦石鈣和鎂含量的測定EDTA滴定法》以及GB/T24226-2009

《鉻礦石和鉻精礦鈣含量的測定火焰原子吸收光譜法》等，均已成功運用此兩種方法進行了鈣含量的精

準測量。然而，在稀土精礦的實際應用場景下，仍有一些難題亟待解決。本項目通過一系列嚴謹而系統(tǒng)的

實驗，不僅細致入微地調整了部分方法的參數(shù)與步驟，還結合科學論證的力量，對這兩種經(jīng)典方法進行了

深度優(yōu)化，使其在保證準確性的同時，更加簡便易行，易于推廣至更廣泛的應用領域。

與此同時，隨著科學技術的日新月異，電感耦合等離子體光譜法（ICP-OES）作為一種現(xiàn)代化的化學

分析工具，以其操作簡便、檢測迅速且結果精準的顯著優(yōu)勢，逐漸在鈣含量檢測領域嶄露頭角。包頭稀土

研究院已率先將ICP-OES技術應用于包頭礦、獨居石、氟碳鈰礦等多種稀土精礦中鈣含量的測定，但由于

目前尚缺乏相關的國家標準或行業(yè)標準，該技術的應用范圍仍局限于企業(yè)內部。本項目的核心目標之一，

便是致力于推動ICP-OES法在稀土精礦鈣含量檢測中的標準化進程。我們計劃通過一系列全面而深入的條

件實驗、準確度驗證、方法比對等科學手段，系統(tǒng)地評估和優(yōu)化ICP-OES法的各項條件指標，力求為該技

術制定出一套科學、合理、可行的標準化操作規(guī)程。這不僅將有助于提升稀土精礦鈣含量檢測的準確性和

可靠性，更將為ICP-OES技術的廣泛應用和推廣奠定堅實的基礎。

（三）主要工作過程

1、預研階段

包頭稀土研究院在總結對日常稀土精礦檢測經(jīng)驗的基礎上，針對不同稀土精礦樣品的分解方法、含量

范圍、共存元素干擾等問題查閱了大量的文獻，利用包頭礦、獨居石精礦、四川礦等稀土精礦進行條件試

驗摸索，初步形成試驗方法，提交立項申請。

2、立項階段

全國稀土標準化技術委員會于2024年1月16日召開了“2024年第一次稀土標準制修訂工作會”，會

議上對本項目進行任務落實。會議確定負責起草單位為包頭稀土研究院，四川省樂山銳豐冶金有限公司、

江西理工大學、四川省冕寧縣方興稀土有限公司、湖南稀土金屬材料研究院有限責任公司、虔東稀土集團

股份有限公司、甘肅稀土新材料股份有限公司等6家單位參與起草。會議確定了項目的時間進度安排，2025

年3月召開審定會。

3、起草階段

包頭稀土研究院接受任務后，立即成立了GB/T18114.3《稀土精礦化學分析方法第3部分：氧化鈣量

的測定》研發(fā)小組，認真總結了前期的工作經(jīng)驗，通過各種條件完善實驗報告，2024年4月15日，包頭

稀土研究院完成對公共樣品的制備并完成了精密度、加標回收等試驗，完成實驗數(shù)據(jù)進行整理，編寫了GB/T

18114.3《稀土精礦化學分析方法第3部分：氧化鈣量的測定》方法研究報告和征求意見稿Ⅰ，并將其連

同統(tǒng)一樣品郵寄給驗證單位進行數(shù)據(jù)的驗證工作。

2024年07月23日，起草單位召集了各驗證單位，通過線上會議的形式，就方法起草及驗證過程中遇

到的各種問題進行了深入的探討，并共同制定了統(tǒng)一的解決方案。

2024年08月16日，一驗證單位完成驗證實驗，并將驗證報告返回至起草單位。

2024年08月18日，二驗單位完成公共樣品精密度實驗，提出精密度數(shù)據(jù)，并返回至起草單位。

在標準的起草過程中，各單位廣泛提出意見。除文字上的修改，在驗證過程中各驗證單位提出意見如

下：

序號意見內容提出單位處理意見備注

1方法2：孔雀石綠褪色pH不穩(wěn)定，四川省樂山銳豐冶部分采納孔雀石綠需要氨水分

不推薦使用孔雀石綠指示劑。金有限公司離條件控制較嚴格時

才能正常使用，介于部

分單位現(xiàn)象不正常，所

以將孔雀石綠改為選

用。

2方法2：pH值達到13時，KOH四川省樂山銳豐冶部分采納嚴格控制影響pH值的

加入量為18.5-19.5，加入20mL金有限公司試劑和滴定體系總體

也不超過13.5，建議延用原國標積的前提下可延用加

方法加入20mLKOH調至pH約入20mL氫氧化鉀溶液

13。條件pH值的操作。

3方法2：pH值達到13時，KOH江西理工大學部分采納同序號2。

的加入量在18-19ml，且補加到

20ml時pH值未超過13.5，故延

用原有國標方法加入20mlKOH

至pH約13。

4方法2：樣品分取后加入孔雀石綠虔東稀土集團股份部分采納同序號1。

指示劑之間無色。但pH值未達到有限公司贛州艾科

13，補加氫氧化鉀pH值不能達到銳檢測技術有限公

13，必須補加15-20mL氫氧化鉀司

pH

才能到達13.

5方法2：滴定臨近終點顏色不明虔東稀土集團股份不采納加入硫酸鎂就是為了

顯，加入硫酸鎂時間不好判斷。有限公司贛州艾科讓終點顏色更敏銳，出

銳檢測技術有限公現(xiàn)這種情況應該是加

司入的太晚了。

6方法3：關于試驗中使用的剛玉坩江西理工大學不采納采購合格的剛玉坩堝

堝，開始用的兩批坩堝空白值都可以保證空白值，同時

比較高，而且結果不平行，直到實驗驗證使用鎳坩堝

我們使用了包頭稀土研究院郵寄或鐵坩堝等會引入大

過來的坩堝空白值才比較理想，量雜質且無法分離。

這個在實際使用中比較麻煩。

綜合各驗證單位反饋的意見，起草單位對討論稿及研究報告進行修改完善，形成了GB/T18114.3《稀

土精礦化學分析方法第3部分：氧化鈣量的測定》（征求意見稿Ⅱ）。

編制組通過發(fā)函、中國有色金屬標準質量信息網(wǎng)上公開、會議等形式對《稀土精礦化學分析方法第3

部分：氧化鈣量的測定》（征求意見稿Ⅱ）征詢意見。

2024年08月19日《稀土精礦化學分析方法第3部分：氧化鈣量的測定》在中國有色金屬標準質量

信息網(wǎng)上公開征求意見。

2024年**月**日~**日在在********召開了2024年第**次工作會議，會上對《稀稀土精礦化學分析方

法第3部分：氧化鈣量的測定》（征求意見稿）進行意見征詢。會上專家對此方法標準的預審稿進行詳細

的審閱，并提出許多寶貴意見和建議，具體內容如下：

1）

2）

3）

4）

5）

6）

4、征求意見階段

5、審查階段

6、報批階段

二、標準編制原則、主要內容及其確定依據(jù)

本標準起草過程中遵循以下原則：

（一）規(guī)范性原則：本標準是根據(jù)GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結構和起草規(guī)

則》和GB/T20001.4-2015《標準編寫規(guī)則第4部分：試驗方法標準》的要求進行編寫的；

（二）先進性：經(jīng)過修訂的標準，針對不同鈣含量的稀土礦石，提供了三種檢測方法：原子吸收光譜法、

EDTA滴定法和電感耦合等離子體光譜法。這些方法不僅滿足了多樣化的檢測需求，而且反映了檢測技術

的最新進展，適應了稀土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。它們對推動國內稀土生產(chǎn)企業(yè)的技術進步及相關行業(yè)的技術提

升，具有積極的促進作用。

（三）適用性：本標準遵循滿足我國稀土產(chǎn)品實際檢測需求的原則，旨在便于應用，并能滿足企業(yè)的需求。

所制定的方法為不同種類、不同鈣含量的稀土精礦，包括包頭礦、獨居石精礦、氟碳鈰礦等，提供了一種

統(tǒng)一、準確且快速的鈣量測定方法，以更好地滿足客戶對檢測時效性的要求。

（四）充分考慮國家法律、安全、衛(wèi)生、環(huán)保法規(guī)的要求。

三、標準主要內容、確定依據(jù)及主要試驗和驗證情況分析

（一）標準的主要內容、確定的依據(jù)

本標準為修訂標準，因此在標準的修訂過程中主要對以下幾個方面進行了確認：

1、測定方法

本項目提出制定時，參考現(xiàn)有GB/T18114.3-2010《稀土精礦化學分析方法第3部分：氧化鈣量的測定》、

GB/T12690.15-2018《稀土金屬及其氧化物中非稀土雜質化學分析方法第15部分：鈣量的測定》、GB/T

1511-2016《錳礦石鈣和鎂含量的測定EDTA滴定法》、GB/T24226-2009《鉻礦石和鉻精礦鈣含量的測

定火焰原子吸收光譜法》、GB/T6730.63-2024《鐵礦石鋁、鈣、鎂、錳、磷、硅和鈦含量的測定電感耦

合等離子體發(fā)射光譜法》等標準中鈣含量的測定方法，充分考慮南、北方稀土選采領域典型稀土精礦種類，

結合不同稀土精礦的特點及氧化鈣含量范圍，優(yōu)化完善原有的原子吸收光譜法和EDTA滴定法，同時新建電

感耦合等離子體光譜法。形成一套操作流程簡便、易于廣泛實施的推薦性國家標準。此舉旨在有效應對當

前稀土精礦檢測領域內標準技術內容及方法存在的不足，并確保所制定的標準能夠精準匹配對應的產(chǎn)品種

類，從而推動稀土產(chǎn)業(yè)的健康、有序發(fā)展。

2、適用范圍

GB/T18114.3《稀土精礦化學分析方法第3部分：氧化鈣量的測定》適用于稀土精礦中氧化鈣量的測

定。共包含3個方法：火焰原子吸收光譜法（方法1）、EDTA滴定法（方法2）、電感耦合等離子體原子發(fā)

射光譜法（方法3）。方法1測定范圍（質量分數(shù)）：0.50%～3.00%，方法2測定范圍（質量分數(shù)）：2.00%~20.00%，

方法3測定范圍（質量分數(shù)）：0.50%~20.00%。

（二）主要試驗和驗證情況分析

方法1：火焰原子吸收光譜法

1方法提要

稀土精礦樣品經(jīng)氫氧化鈉-過氧化鈉熔融，熔融物用熱水提取，過濾后沉淀和濾紙用鹽酸及過氧化氫溶

解，濾紙攪碎成紙漿裝瓶干過濾。測定時加鑭和EDTA以消除共存離子的干擾。在5%的鹽酸介質中，于原

子吸收光譜儀上用空氣-乙炔火焰，采用標準加入法測定鈣量。

2條件實驗

2.1稱樣方法選擇實驗

以三種方法（方法一：2gNaOH，2gNa2O2熔融，水提，堿分離，2%NaOH洗滌沉淀。方法二：2gNaOH，

2gNa2CO3，1gNa2O2熔融，水提，堿分離，2%Na2CO3洗滌沉淀。方法三：2gNaOH，2gNa2CO3，1gNa2O2

熔融，100mL2%Na2CO3溶液提，堿分離，2%Na2CO3洗滌沉淀。）分解樣品，沉淀和濾液中鈣的空白值

差別不大，分別為100~150μg和50~80μg；采用方法二和方法三分解樣品，由于過氧化鈉用量較少（1g），

樣品熔融塊粘在堝底，提取時用時較長，致使濾液中鈣的殘留量稍高（130~250μg）。采用方法一（氫氧化

鈉+過氧化鈉）分解樣品，氧化鈣量不同的樣品堿分離濾液中氧化鈣量差別不大，由此產(chǎn)生相對誤差<3.4%，

對樣品中氧化鈣的測定影響可忽略。因此，本實驗選用方法一分解樣品（氫氧化鈉2g+過氧化鈉2g），與

原國標GB/T18114.3-2010的溶樣方法一致。

2.2稱樣量選擇實驗

以2#統(tǒng)一樣進行不同稱樣量的選擇實驗，實驗結果表明，稱樣量為0.2g~0.3g，氧化鈣測定精密度較好，

但由于原子吸收光譜法測定線性范圍有限，本文稱樣量選擇0.2g。

2.3稀土基體對測定的影響

試驗了不同稀土基體濃度對鈣的測定的影響，由實驗可知，稀土基體濃度小于1.0mg/mL時，對鈣有

增敏作用，大于1.0mg/mL時對鈣有明顯的抑制作用。

試驗了稀土基體的干擾與濃度關系的實驗，從實驗可知，稀土基體對鈣的干擾是與濃度無關的干擾，

所以采用標準加入法可以消除此干擾。

2.4酸度實驗

本實驗采用鹽酸介質，試驗了鹽酸酸度對鈣的影響，從實驗可知，酸度的增大，對鈣的吸收有抑制作

用。如果采用低酸度，容易析出沉淀而堵塞管路且不易控制酸度，酸度太高回收率降低，因此本法選用5%

的酸度。

2.5共存元素干擾

根據(jù)稀土礦石基本情況和實驗方案，采用均勻設計表U7(76)安排試驗，考察了共存元素Fe、Ba、Th、

Zr、Ti對鈣的干擾，每個干擾因素取6個水平。熔解樣品過程中帶入的Ni、Na的最大量也作為共存元素

進行了試驗，實驗得出，F(xiàn)e、Ba、Th、Zr、Ti(ug/mL)的不同配比對鈣的測定有明顯的抑制，加鑭鹽后有稍

改善，但不能完全的消除，加鑭鹽和EDTA可以消除干擾。

2.6鑭和EDTA的加入量選擇

在共存干擾實驗中3#干擾水平的溶液中標加鈣量，進行鑭鹽和EDTA的加入量選擇實驗。實驗表明，

鑭（1.0g/L）加入量為2.5mL、EDTA（40g/L）加入量為2.5mL~5mL，回收率為103.2%，本實驗選擇鑭（1.0g/L）

和EDTA的加入量分別為2.5mL和5mL。

2.7精密度實驗

2.8標準加入回收實驗

統(tǒng)一樣2#中加入氧化鈣基準物質，按照試驗方法進行了加標回收試驗，實驗結果表明，標加回收率為

98.2%~123.3%，采用實驗方法測定稀土精礦中氧化鈣量，數(shù)據(jù)準確可靠。

2.8對照實驗

用本法測定的試樣結果與等離子光譜法測定的結果對照，本法與光譜法的測定結果比較吻合。

3結論

溶樣方法的選擇與原國標GB/T18114.3-2010一致；稱樣量為0.2g~0.3g，氧化鈣測定精密度較好，但由

于原子吸收光譜法測定線性范圍有限，本文稱樣量選擇0.2g；稀土基體濃度小于1.0mg/mL時對鈣有增敏

作用，大于1.0mg/mL時對鈣有明顯的抑制作用。稀土基體對鈣的干擾是與濃度無關的干擾，用標準加入

法可以消除此干擾；在5%鹽酸介質條件下，F(xiàn)e、Ba、Th、Zr、Ti等元素干擾鈣的測定，但加入鑭鹽和EDTA

可以消除干擾；本方法選擇鑭（1.0g/L）和EDTA的加入量分別為2.5mL和5mL；本方法具有快速簡便、

靈敏度高、結果準確的特點。

方法2：EDTA滴定法

1方法提要

試料通過氫氧化鈉、過氧化鈉、碳酸鈉的熔融分解處理，隨后用水進行浸出，過濾分離出鋁、硅、氟、

磷等雜質元素。沉淀物用鹽酸和過氧化氫溶解，在氯化銨存在下，用氨水沉淀分離稀土、鐵等。過程中精

準控制試劑用量和溶液體積，或者使用孔雀石綠指示劑進行調節(jié)，確保溶液在pH約13的氫氧化鉀介質中，

采用三乙醇胺和硫酸鉀掩蔽鋁、鋇等干擾元素，以鈣羧酸指示劑為指示劑，EDTA標準溶液滴定氧化鈣量。

2條件實驗

2.1溶樣器皿的選擇

由于稀土礦石中磷酸根含量均較高，因此無法用酸溶使樣品完全打開，所以要用堿熔融試分別使用鐵

坩堝、剛玉坩堝和鎳坩堝，而考慮到鎳坩堝引入的鎳無法分離會影響滴定終點的觀察首先剔除。鎳坩堝中

鎳在氨水分離時隨同鈣溶解在溶液中，鎳離子在水溶液中呈現(xiàn)綠色而；與標樣原值對比得知鐵坩堝和剛玉

坩堝不影響結果，但鐵坩堝在熔樣后用熱水提取時較剛玉坩堝難，所以實驗選用剛玉坩堝。

2.2空白試驗

熔樣使用的無水碳酸鈉、氫氧化鈉和過氧化鈉均可能引入空白，按實驗方法由不同人操作使用相同試

劑做3個空白按照最小稱樣量和最大稱樣量計算空白對結果的影響，發(fā)現(xiàn)相同試劑不同操作的空白值不同，

且相同空白值以最小稱樣量和最大稱樣量計算空白值對結果的貢獻也不一樣，所以本實驗要控制溶劑加入

量并隨同空白實驗，否則將影響結果準確性。

2.3強堿分離氧化鈣的丟失量及磷酸根對結果的影響

試樣經(jīng)強堿分離后，對不同洗滌次數(shù)的試樣在沉淀中測定磷酸根的含量，在廢液中測定氧化鈣的含量。

一般洗滌沉淀7~9次能既能洗凈磷酸根又不損失鈣，所以實驗選擇強堿分離洗滌次數(shù)為7~8次。

2.4濾紙破壞方法的選擇

經(jīng)過強堿分離后，對濾紙進行破壞以進行下一步實驗。試驗用鹽酸加雙氧水和硝酸加高氯酸冒煙破壞

濾紙，兩種破壞濾紙的方式均可，但硝酸高氯酸冒煙對高磷樣品可能會引起磷酸根聚合，生成焦磷酸鈣造

成結果偏低，所以實驗選擇鹽酸加雙氧水破壞濾紙。

2.5氨水分離氧化鈣的丟失對結果的影響

稀土精礦中的高含量稀土形成大量不定形沉淀極易夾雜鈣。試樣5經(jīng)不同洗滌次數(shù)的氨水分離實驗后，

將沉淀酸化后經(jīng)ICP-AES測定沉淀中鈣含量，洗滌沉淀7次以后，沉淀中夾雜的鈣量可以忽略，不影響鈣

的測定結果，所以實驗選擇洗滌沉淀7~8次。

2.6干擾及消除

2.6.1鐵、鋁、錳元素的干擾

稀土礦石的成分比較復雜，其中少量的鐵、鋁、錳均會干擾EDTA滴定法測定氧化鈣。而經(jīng)強堿分離和

氨水分離后剩余少量鐵和錳可以用鹽酸羥胺還原并三乙醇胺掩蔽達到干擾消除的作用。而鋁經(jīng)強堿分離和

氨水分離后仍大量存在，滴定試液經(jīng)ICP-AES測定鋁含量最大為4.5mg。對測定時最小滴定量5mg的氧化

鈣中加入兩倍干擾量10mg鋁并以三乙醇胺（1+1）進行掩蔽。0.5g鹽酸羥胺和5mL三乙醇胺（1+1）掩蔽

劑可消除最大鋁量二倍的干擾。

2.6.2鋇元素的干擾

稀土精礦中一般都含有少量鋇，而鋇與鈣又同族且在此pH值范圍內，鋇也可以和EDTA絡合而影響滴

定終點。理論上可以利用EDTA與鈣的絡合物穩(wěn)定常數(shù)為10.7大于與鋇的絡合物穩(wěn)定常數(shù)7.9，采用加入

硫酸鉀溶液用于沉淀鋇離子達到消除干擾的作用。對測定時最小滴定量5mg的氧化鈣中加入6mg鋇（查資

料得到該滴定體系中鋇的最大值）并加入硫酸鉀溶液可消除最大鋇量的干擾。

2.6.3硅、氟的干擾

稀土礦石的成分比較復雜，含有硅、氟等元素。硅、氟的存在會干擾鈣的滴定。體系中硅量大于5mg

時可與鈣生產(chǎn)硅酸鈣沉淀，而氟可與鈣生成沉淀并破壞指示劑。試樣強堿分離后，ICP-AES法測定沉淀中

硅和分光光度法測定沉淀中的氟，測定結果均小于0.010％，所以不影響鈣的結果。

2.6.4稀土元素的干擾

稀土礦石的含有大量稀土元素，會嚴重干擾鈣的滴定。而氨水分離可消除稀土元素的干擾，不必額外

處理。

2.7滴定pH值試驗

pH值小于12.5時鎂沉淀不完全，而pH大于13.5時鈣指示劑終點發(fā)紅，所以鈣指示劑的適用pH值為

12.5~13.5。濾液中加2g氯化銨的前提下使用孔雀石綠控制滴定pH值，得到的終點顏色最好看。而當實驗

人或實驗環(huán)境對試液中氨水量和游離氨控制不足時可能出現(xiàn)孔雀石綠指示劑未達到褪色ph值意外褪色，可

以采取對氨水、氯化銨和氫氧化鉀量嚴格量取的方法控制pH值，然后定量加入氫氧化鉀，達到基本穩(wěn)定的

ph值然后滴定。

2.8硫酸鎂加入量試驗

用鈣指示劑滴定鈣時，少量鎂的存在可使滴定終點變化十分敏銳。實驗時加入硫酸鎂溶液，雖會引入

少量空白但可使終點顏色變化明顯。

3結論

溶樣方法和稱樣量的選擇與原國標GB/T18114.3-2010一致；為了更方便標準的使用減少了分取體積的

分級；強堿分離步驟限定了使用中速濾紙和使用熱碳酸鈉洗液，洗滌次數(shù)維持原標準；由于大量氯化銨可

以導致鈣指示劑顯色異常氨水分離步驟氯化銨的加入量由2-3g修訂為2g并對氯化銨洗液的配置給出了要

求，洗滌次數(shù)維持原標準；滴定步驟修訂減少了硫酸鎂的加入量，因為大量硫酸鎂會產(chǎn)生大量沉淀影響滴

定，此外還增加了可選使用孔雀石綠指示劑調節(jié)pH值提高方法精密度的方法。本方法具有快速簡便、成

本低廉、結果準確的特點，同時也為不同設備的結果比對提供了根本的依據(jù)。

方法3：電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

1方法提要

試料經(jīng)氫氧化鈉-碳酸鈉-過氧化鈉熔融分解，熱水浸出。碳酸鈉洗液洗滌過濾除去鋁、硅、磷等，以鹽

酸酸化并在2%的鹽酸介質中，于電感耦合等離子體原子光譜儀波長396.8nm處測定氧化鈣量。

2條件實驗

2.1分析線的選擇

采用全譜等離子光譜儀測定樣品中氧化鈣的含量?？紤]到測定范圍，因此盡量選擇靈敏度高、干擾少

的譜線作為最佳分析線，本文初選分析線為393.3nm、396.8nm、422.6nm、317.9nm、315.8nm。

2.2共存元素對CaO的干擾

鑒于稀土精礦種類繁多，其基體成分復雜多樣，不同種類的稀土精礦在稀土總量、稀土配分以及非稀

土雜質含量方面存在顯著差異，因此，很難采用基體匹配法進行測定。通過資料檢索，稀土精礦的主要化

學成分范圍已匯總于表1中。

表1稀土精礦主要化學成分范圍%

化學元素REOFeFPSiBaMg

含量范圍20~701~150~151~301~100~150~5

化學元素AlSThZrMnTiNb

含量范圍0~50~50~80~50~50~0.50~0.5

由表1可以看出稀土精礦中含量較高的成分有RE、Fe、F、P、Si、Mg、Ba、S、Mn、Al、

Th和Zr，其中稀土元素以La、Ce、Pr、Nd、Sm、Y為主。

本次試驗采用氧化鈣標準溶液作為標準系列，未添加任何其他元素。在試驗過程中，選取了5條對CaO

（鈣含量理論值為0）檢測較為敏感的分析譜線，并在可能存在共存元素的條件下進行測定，以評估這些

共存元素的干擾情況，并篩選出最佳的分析譜線。根據(jù)試驗結果，非稀土元素對選定譜線的干擾微乎其微，

而稀土元素則對某些譜線產(chǎn)生了不同程度的干擾。綜合考慮稀土精礦中各稀土元素的理論含量，最終確定

使用396.8nm作為測定CaO含量的譜線。

2.3樣品分解試驗

2.3.1酸溶與堿熔融選擇

稀土精礦種類繁多且結構復雜，采用簡單的酸溶法進行樣品分解時，往往無法徹底溶解，導致大量殘

渣殘留，從而無法準確判斷鈣是否完全溶出。為了探究不同稀土精礦的分解效果，本實驗選取了包頭礦、

四川礦、獨居石這三種常見的稀土精礦作為研究對象。實驗中，我們分別采用了“15mL王水+2mL氫氟酸

(HF)+5mL高氯酸(HClO4)蒸發(fā)至近干后用5mL鹽酸(HCl)提取”和“2g氫氧化鈉(NaOH)+2g碳酸鈉

(Na2CO3)+2g過氧化鈉(Na2O2)在剛玉鍋中熔融后用熱水提取過濾沉淀，再用10mL鹽酸(HCl)酸化”的方法

進行對比實驗。結果顯示，對于以氟碳鈰礦為主要成分的包頭礦或四川礦等稀土精礦，盡管酸溶法無法完

全溶解樣品，但其鈣的測定結果與堿熔融法所得結果相近。然而，對于獨居石這類磷酸稀土及釷含量較高

的稀土精礦，酸溶法測定的鈣含量偏低，且在鹽酸提取溶液中常伴有磷酸鹽等類沉淀物。因此，我們決定

采用堿熔融法進行處理。

2.3.2堿熔融堿方法選擇

實驗采用碳酸鈉+硼酸（2：1）、氫氧化鈉+過氧化鈉與氫氧化鈉+過氧化鈉+碳酸鈉這3種熔融樣品，

用鹽酸溶解熔塊觀察溶液。實驗結果表明，除了碳酸鈉+硼酸（2：1）以外，其余兩種方法在750℃熔融均

可完全分解稀土精礦，但由于獨居石樣品中磷含量較高，鹽酸酸化后依然會產(chǎn)生磷酸稀土沉淀。

此外，通過日常試驗實驗中總結，如果堿融浸取液直接酸化后分取測定，大量的鈉離子及坩堝引入的

雜質元素會在溶液會產(chǎn)生基體效應，其加標準回收率根據(jù)基體濃度的不同為85~95%，從而使分析結果偏低。

又因稀土礦物中含有磷、硫等元素，且不同礦物含量不同，如直接酸化堿溶樣品，會形成硫酸鈣或磷酸稀

土等影響檢測。因此本試驗采用堿熔融+堿分離的溶解方式，如此可以分離掉大量的Na、Ti、F、Si、P、S、

Al等元素，在消除基體效應的同時避免磷酸稀土、硫酸鈣等物質形成干擾測定。

基于以上結論分別采用以下兩種方法溶解后測定結果并比較濾液中鈣的殘留。結果表明，兩種溶樣方

法中試樣和流程空白的濾液中鈣的殘留量基本一致，但考慮到碳酸鈣溶解度遠小于氫氧化鈣也小于硫酸鈣

的溶解度，碳酸根的引入能夠避免硫酸根殘留導致硫酸鈣沉淀及PH值降低氫氧化鈣溶解等情況導致測定

值偏低。因此確定采用氫氧化鈉+過氧化鈉+碳酸鈉的熔融溶劑。

2.3.3堿熔融坩堝選擇

在坩堝選擇方面，因考慮到盡量減少雜質的引入，同時結合堿分離的熔樣方法，選擇剛玉坩堝，避免

鐵或鎳的引入。同時堿分離可以除去剛玉坩堝引入的鋁雜質。

2.3.4溶劑加入配比

實驗采用不溶的氫氧化鈉、過氧化鈉、碳酸鈉配比分別溶解0.3g獨居石頭及包頭礦，實驗結果表明，

不同熔劑配比不影響測定空白，且標樣測定值變化不大，但堿量過少會導致樣品溶解不完全或提取時溶液

PH值降低，部分鈣溶解導致結果偏低。因此本文熔劑配比氫氧化鈉、過氧化鈉、碳酸鈉（2g：2g：2g）即

可。

2.3.5稱樣量實驗

考察樣品在不同稱樣量下的均勻性，以確保按前述稱樣量稱取樣品時可以保證樣品的均勻性。以2#、

5#統(tǒng)一樣作為試驗對象，分別稱取0.2g、0.3g、0.4g、0.5g樣品，按前述前處理方法進行樣品處理并測定，

由結果可知最小稱樣量在0.2g時可完全滿足樣品均勻性的要求，根據(jù)方法測定范圍以及分取倍數(shù)等條件，

確定本方法的稱樣量在0.3g。

2.3.6酸度實驗

考察待測溶液酸度對樣品測定的影響。根據(jù)本方法確定的分取倍數(shù)（10倍、20倍、50倍），在分取

后的待測溶液中分別做不加酸、加2%、5%、10%的鹽酸對測定結果的影響試驗。以2#、3#、5#統(tǒng)一樣品

做酸度試驗。結果可知，從不加酸到加入10%的酸度，對結果無影響，為匹配標準溶液酸度，故本方法選

擇分取后的溶液不加至2%酸度待測。

2.4基體濃度對測定結果的影響

根據(jù)前述表1分取倍數(shù)，本方法有三種分取倍數(shù)，對應三種不同濃度基體。以1#、3#、4#統(tǒng)一樣做基

體濃度影響試驗，按前處理方法溶解樣品，做加標回收試驗。由結果可知在本方法的三種分取倍數(shù)的基體

濃度下進行樣品測定時，回收率在98.2%~101.6%之間，無基體效應影響。

2.5線性范圍、檢出限、測定下限和方法測定范圍

用系列標準多次做工作曲線，相關系數(shù)均大于0.9995，說明工作曲線線性良好。

以前述表1中最小分取倍數(shù)處理流程空白溶液，對流程空白溶液進行11次測定，計算標準偏差，以其

3倍對應濃度作為方法檢出限，以其10倍對應濃度，結合稱樣量及分取倍數(shù)計算方法測定下限為0.010%，

根據(jù)精礦類樣品實際含量情況，本方法的次測定下限定為0.50%。根據(jù)后述精密度及準確度數(shù)據(jù)結果綜合

考慮，將本方法的測定范圍定為0.50%~20%。

2.6準確度實驗

2.6.1加標回收試驗

分別對1#~5#統(tǒng)一樣品進行加標回收試驗，按樣品實際測定值定量加入合理濃度的氧化鈣標準溶液，

本方法的回收率在97.6%~102.5%之間，滿足不同含量的準確度要求。

2.6.2方法對照實驗

將1#~5#統(tǒng)一樣品按本方法測定的結果，與其他方案結果進行對照，結果相吻合。

2.6.3精密度試驗

為考察本方法的精密度，本實驗對含量不同的5個統(tǒng)一樣品進行了11次重復測定，統(tǒng)計平均值、標準

偏差和相對標準偏差，統(tǒng)計結果表明，各統(tǒng)一樣RSD在0.66%~3.80%以下，均滿足方法測定要求。

3結論

3.1本方法氫氧化鈉-碳酸鈉-過氧化鈉熔融分解，熱水浸出。碳酸鈉洗液洗滌過濾除去鋁、硅、磷等，以鹽

酸酸化并在2%的鹽酸介質中，于電感耦合等離子體原子光譜儀波長396.8nm處測定氧化鈣量。

3.2通過共存元素干擾試驗選擇了最優(yōu)譜線。

3.3通過前處理條件試驗，選擇了最優(yōu)的前處理方法。

3.4通過基體濃度試驗證明本方法無基體效應影響。

3.5通過檢出限和測定下限的試驗，確定本方法的測定范圍為0.50%~20%。

3.6通過加標回收試驗和方法比對試驗，驗證了方法準確性。加標回收率在98.0%~102.5%之間。

3.7通過精密度試驗驗證了本方法的精密度，RSD<4%。

（三）修訂的技術內容及依據(jù)

通過系列條件實驗及驗證增加了方法3：電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（見1范圍，2010年版的8.2）；

通過方法比較，增加“當本文件中方法測定范圍出現(xiàn)重疊時，選擇仲裁方法”的說明（見1范圍，2010

年版的8.2）；

依照GB/T1.1-2020的要求，增加了規(guī)范性引用文件（見第2章）、增加了術語和定義（見第3章）、

將“允許差”修改為“再現(xiàn)性”（見4.7.3和5.7.3，2010年版的8.2）、刪除了質量保證和控制（見2010年版

的第9章）；

通過稱樣量確定實驗，更改了方法1試料的稱取量，由0.1g改為0.2g（2010版6.1）；

通過加標實驗，更改了標準加入工作曲線范圍，加入鈣標準溶液（50μg/mL）由0mL，1.00mL，2.00

mL，3.00mL，5.00mL改為0mL，1.00mL，1.50mL，2.00mL，3.00mL。（見4.5.5，2010年版的6.4.2）

通過鑭和EDTA的加入量選擇實驗，更改釋放劑由氯化鍶溶液為氯化鑭溶液，鑭濃度為1.0g/L（見4.5.5，

2010版6.4.2）。

通過強堿分離條件實驗，對方法2使用的濾紙限定為中速定量濾紙、洗液為熱碳酸鈉洗液（見5.4.4.2，

2010年版的14.4.2）；

通過氨水分離條件實驗，限定了方法2氯化銨洗液的配置方法（見5.2.17，2010年版的12.17）；更改

了氯化銨的加入量，由2-3g改為2g，并且限制的濾液總體積（見5.4.4.3，2010年版的14.4.3）；

通過硫酸鎂加入量實驗，更改了方法2硫酸鎂的加入量，由5ml改為1m（l見5.4.4.4，2010年版的14.4.4）；

通過pH值條件實驗增加了可選孔雀石綠調節(jié)滴定液pH值的方法（見5.4.4.4）。

四、與國際、國外同類標準技術內容的對比情況

本標準是在GB/T18114.3-2010標準的基礎上進行修訂，修訂過程中進行了大量的試驗及數(shù)據(jù)統(tǒng)計，對

原標準部分技術內容進行修改，增加了方法3電感耦合等離子體發(fā)射光譜法。修訂后標準內容全面，條款

清晰，測定范圍廣、可操作性強，能滿足稀土鐵合金行業(yè)生產(chǎn)發(fā)展要求，具有非常重要的現(xiàn)實意義。同時

經(jīng)檢索，國內外均無相同類型的標準未檢索到ISO、ASTM等國際標準。綜上所述《稀土精礦化學分析方

法第3部分：氧化鈣量的測定》達到國際先進水平。

五、采用國際標準和國外先進標準的情況

經(jīng)查，國外無相同類型的標準。本標準未采用（包括等同采用、修改采用及非等效采用）國際標準或

國外先進標準。

六、與現(xiàn)行法律、法規(guī)、強制性國家標準及相關標準的關系

本標準屬于稀土精礦的化學分析方法標準。本標準與現(xiàn)行法律、法規(guī)和相關標準相協(xié)調、無沖突。

七、重大分歧意見的處理和依據(jù)

無重大分歧。

八、標準中涉及專利的情況

本標準不涉及專利和知識產(chǎn)權問題。

九、貫徹國家標準的要求及措施建議

建議該標準為推薦性國家標準。

建議稀土產(chǎn)品的生產(chǎn)和檢測單位積極組織本標準的學習與宣貫，可向企業(yè)、公司和科研院校（所）推

薦本標準。

十、其它應予說明的事項

本標準涵蓋包頭礦、獨居石、四川礦、氟碳鈰礦等稀土精礦氧化鈣量的測定的測定，頒布標準實施后

建議廢止GB/T18114.3-2010。

附件A：方法1精密度數(shù)據(jù)統(tǒng)計

附件B：方法2精密度數(shù)據(jù)統(tǒng)計

附件C：方法3精密度數(shù)據(jù)統(tǒng)計

包頭稀土研究院

2024年8月12日

附件A：方法1精密度數(shù)據(jù)統(tǒng)計

1各實驗室實驗數(shù)據(jù)

表A.1各實驗室原始測定數(shù)據(jù)（%）

實驗室水平1水平2水平3

0.6781.4083.196

0.6681.3543.232

0.7041.4153.167

0.7681.4523.115

包頭稀土研究研究0.7321.3623.231

0.6861.4183.178

0.7121.3273.113

0.7111.5233.135

0.6611.3482.835

0.6531.4363.169

0.7651.3343.290

0.7171.4832.956

0.6951.4112.807

0.7371.5112.953

0.6911.5462.909

0.7251.5633.204

四川省樂山銳豐冶金有限公司0.7261.4903.177

0.7051.4303.204

0.7391.4283.157

0.7641.5433.220

0.7891.5932.844

0.7791.4482.807

0.7631.3143.286

0.7281.3873.202

0.7321.3223.340

0.7711.3043.188

0.7701.3263.300

江西理工大學0.7591.3182.924

0.7241.2652.916

0.7321.3683.051

0.7481.3702.968

0.7191.2853.013

0.7051.2782.957

0.7101.5702.910

0.7321.4283.051

0.7151.5132.891

0.7861.4882.954

0.7711.4963.142

四川省冕寧縣方興稀土有限公司0.7541.5083.041

0.7921.5922.875

0.7211.4362.962

0.7471.5423.124

0.7611.4963.079

0.7401.4903.050

湖南稀土金屬材料研究院有限責任公司0.7131.3923.183

1

實驗室