王水密閉溶礦-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定銻礦石中的銻

任志海 牟思名 程 功 趙淑娟 賴紅蘭

(吉林省第五地質(zhì)調(diào)查所實(shí)驗(yàn)室，吉林 九臺(tái) 130500)

0 前言

中國(guó)是世界上銻資源大國(guó)，銻礦床分布廣，儲(chǔ)量大，一直是野外地質(zhì)找礦的熱點(diǎn)。銻礦石的主要礦物是輝銻礦，也有氧化礦的存在[1]。銻礦石通常采用傳統(tǒng)化學(xué)分析方法進(jìn)行分析，在分析過程中容易出現(xiàn)滴定終點(diǎn)模糊、干擾嚴(yán)重和引入較大空白等問題。目前，采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)測(cè)定銻礦石礦物中主、次以及痕量元素的研究有過相應(yīng)的報(bào)導(dǎo)[2-6]。銻礦石大部分為硫化物礦，易溶于王水，用水浴王水溶礦可以減少銻在敞開體系過程中的損失[7]。但是在生產(chǎn)實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)，高含量的銻礦物會(huì)污染低含量的銻礦物。本文建立了密閉王水溶礦-ICP-AES法測(cè)定銻礦石中銻元素的方法，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗(yàn)證，結(jié)果滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與設(shè)備

WLY100-2電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(北京海光儀器公司)；防腐高效消解罐(廣州濟(jì)科儀器科技有限公司)；防腐烘箱(廣州濟(jì)科儀器科技有限公司)。

1.2 主要試劑

合成硅酸鹽光譜分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(地球物理地球化學(xué)勘查研究所)，砷礦石成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、銻礦石成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、錫礦石成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均購自地質(zhì)礦產(chǎn)部武漢綜合巖礦測(cè)試中心。

銻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(1 000 μg/mL，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心)。

鹽酸、硝酸(AR，西隴化工股份有限公司)，所有實(shí)驗(yàn)用水為二次去離子水。

1.3 分析方法

準(zhǔn)確稱取0.100 0 g樣品于防腐高效消解罐中，加入1∶1的王水10 mL，放于防腐烘箱，從低溫升至120 ℃并保持1.5 h，取出，冷卻，轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，定容，搖勻，待測(cè)。

2 結(jié)果與討論

2.1 溶礦時(shí)間

溶礦時(shí)間太短，樣品分解不完全，測(cè)定結(jié)果偏低；溶礦時(shí)間太長(zhǎng)，浪費(fèi)電力，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)延長(zhǎng)了分析測(cè)試周期，因此有必要對(duì)溶礦時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化。為此選取了GBW07277、GBW07278、GBW07279、GBW07280、GBW07281、GBW07282六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，固定溶礦溫度120 ℃，考察不同溶礦時(shí)間對(duì)不同含量銻的影響。由表1結(jié)果可見，當(dāng)溶礦時(shí)間大于1.5 h時(shí)，測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值較吻合；低于1.5 h時(shí)，測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值比較偏低。故溶礦時(shí)間選為1.5 h。

表1 溶礦時(shí)間對(duì)銻測(cè)定的影響 Table 1 Effects of digestion time on Sb determination /%

2.2 溶礦溫度

溶礦溫度太低，樣品分解不完全，測(cè)定結(jié)果偏低；溶礦溫度太高，也會(huì)浪費(fèi)電力，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，因此有必要對(duì)溶礦溫度進(jìn)行優(yōu)化。為此也選取六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，固定溶礦時(shí)間1.5 h，考察不同溶礦溫度對(duì)不同含量銻的影響。由表2結(jié)果可見，當(dāng)溶礦溫度大于120 ℃時(shí)，測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值較吻合；低于120 ℃時(shí)，測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值比較偏低。故溶礦溫度選為120 ℃。

表2 溶礦溫度對(duì)銻測(cè)定的影響 Table 2 Effects of digestion temperature on Sb determination /%

2.3 酸度的影響

銻的氯化物在酸度較低時(shí)極易水解，形成難溶解的堿式鹽，使測(cè)定結(jié)果偏低，因此酸度對(duì)銻的準(zhǔn)確測(cè)定十分重要。同樣選取六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，考察不同王水濃度對(duì)不同含量銻的影響。由表3結(jié)果可見，當(dāng)溶液中的酸濃度為5%～15%時(shí)，測(cè)定結(jié)果偏低；當(dāng)溶液中的酸濃度為20%時(shí)，測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值比較相吻合；當(dāng)溶液中的酸濃度為30%～40%時(shí)，測(cè)定結(jié)果偏低，可能原因是因?yàn)樗岫冗^高，抑制了分析信號(hào)。

表3 酸度對(duì)銻測(cè)定的影響 Table 3 Effects of acidity on Sb determination /%

2.4 基體干擾

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用銻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液配制系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液后用來直接測(cè)定六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，銻的結(jié)果偏高，證明基體干擾是存在的。采用合成硅酸鹽光譜分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)同樣品一同進(jìn)行分解，以其為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值吻合。結(jié)果見表4。

表4 基體對(duì)銻測(cè)定的影響 Table 4 Effects of matrix on Sb determination /%

2.5 儀器與方法檢出限

王水密閉分解樣品，操作簡(jiǎn)單，可以有效避免銻氯化物的揮發(fā)損失和交差污染。測(cè)定選用的譜線、儀器與方法檢出限(見表5)。其中，方法檢出限是以流程空白連續(xù)測(cè)定10次的SD乘以稀釋倍數(shù)乘以10；儀器檢出限是以超純水連續(xù)測(cè)定10次的SD乘以3。

表5 選用的譜線、儀器方法檢出限 Table 5 Selected spectral lines and the detection limit of the method

2.6 方法準(zhǔn)確度與精密度

按照1.3的方法，分解六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，用ICP-AES法平行測(cè)定11次，結(jié)果見表6。

3 結(jié)論

建立了王水密閉溶礦-ICP-AES測(cè)定銻礦石中銻的分析測(cè)試方法，可以準(zhǔn)確測(cè)定銻礦石中的銻元素，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗(yàn)證，獲得了滿意的結(jié)果。

表6 方法精密度與準(zhǔn)確度

Table 6 Accuracy and precision tests of the method /%

[1] 《礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊(cè)》編委會(huì).礦產(chǎn)資源工業(yè)要求手冊(cè)[M].北京：地質(zhì)出版社,2010：185-189.

[2] 巫濤.基于原子光譜法的銻礦中的砷元素檢測(cè)[J].化學(xué)工程與裝備,2008(6)：123-124.

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