電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法同時測定長石中七種常見元素

代建強，馬宏彥，宛瑞靜

（河南省有色金屬地質礦產(chǎn)局第一地質大隊，河南安陽455004）

長石是長石族礦物的總稱，它是一類含鈣、鈉和鉀的鋁硅酸鹽類造巖礦物，在地殼中最為常見。中國長石資源較為豐富，廣泛應用于陶瓷、玻璃及搪瓷等工業(yè)，是制造陶瓷、搪瓷，玻璃的主要原料之一，此外在農業(yè)肥料、醫(yī)藥等方面也有一定應用[1]。長石中常見元素的測定方法主要以容量法、原子吸收光譜法、分光光度法為主[2-4]，近些年來，X射線熒光光譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法等新方法也有報道[5-7]。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法以其簡便、快速，多元素同時測定，精密度好，準確度高等優(yōu)點，廣泛應用于地質行業(yè)分析測試工作。本文通過對試樣溶解體系，氫氟酸用量，標準工作曲線繪制等條件進行試驗，建立了電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定長石中常見元素的測定方法，用國家一級標準樣品進行了驗證，其精密度和準確度均令人滿意。

1 實驗部分

1.1 主要儀器及工作條件

主要儀器：Thermo ICAP-6300電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（美國熱電公司）。

工作條件：功率1150w、分析泵速50rpm、沖洗泵速100rpm、分析最大積分時間30s、輔助氣流量1.0 L/min、冷卻氣流量15mL/min、垂直觀測高度12.0mm。

高純氬氣（質量分數(shù)≥99.99%）；聚四氟乙烯坩堝。

1.2 標準溶液及試劑

鋁、鐵、鈦、鈣、鎂、鉀、鈉標準儲備溶液：各元素濃度為1.00mg/mL（國家標準物質研究中心研制）；元素混合標準工作溶液：由各元素標準儲備溶液逐級稀釋，配制成混合標準工作溶液（見表1）；介質為1+19鹽酸；氫氟酸、硝酸、高氯酸、硫酸、鹽酸，均為分析純。

表1 混合標準工作溶液中元素的濃度 ρB/mg/L

1.3 試驗方法

準確稱取0.2000g試樣于25mL聚四氟乙烯塑料坩堝中，用水潤濕，加氫氟酸5mL、硝酸1mL、高氯酸（硫酸）0.5mL，放在低溫電熱板上于110℃加熱溶解，待試樣溶液清亮后，升高溫度繼續(xù)加熱至白煙冒盡，取下冷卻至室溫，加1+1鹽酸10mL，于低溫電熱板上加熱至微沸，取下冷卻，定容于100 mL容量瓶中。同時做空白試驗。于選定的儀器條件下測量。

2 結果與討論

2.1 元素分析譜線的選擇

儀器測試軟件為各個待測元素提供有若干條分析譜線，對元素分析譜線的選擇需要從譜線強度、背景干擾、共存元素干擾、待測元素檢出限、信噪比等因素綜合考慮。因此選擇一條合適的分析譜線，必須根據(jù)待測試樣的性質、組成等特點，經(jīng)過多次實驗確定。采用國家標準樣品中待測元素的多次測量，對元素各條譜線的譜圖、強度、干擾等因素進行對比分析，選擇出本方法待分析元素的最佳分析波長為Al2O3396.152nm、TiO2334.941nm、Fe2O3259.940nm、CaO 396.847nm、MgO 285.213nm、K2O 766.491nm、Na2O 589.592nm。

2.2 溶解體系的比較

用長石標準樣品GBW03116、GBW03134分別通過HF-H2SO4、HF-HNO3-HClO4溶解體系進行對照試驗，結果顯示，兩種溶解體系的元素測定結果無明顯差異，但是HF-H2SO4體系揮發(fā)溫度高，速度慢。因此，本試驗選用HF-HNO3-HClO4溶解體系。

2.3 標準工作曲線與方法檢出限

在選定的儀器工作條件下，通過選擇的分析譜線測量混合標準溶液，使用iTEVA儀器操作軟件繪制出待測元素的標準工作曲線，對空白溶液平行測定11次，以其測定結果的標準偏差3倍為方法檢出限（見表2）。

2.4 方法精密度

按照試驗方法，對長石標準樣品（GBW03116）中待測元素進行9次單獨測定，測定結果見表3。各待測元素的相對標準偏差（RSD）＜9.5%。

2.5 方法準確度

用本試驗方法對長石國家標準樣品（GBW03116、GBW03134）中待測元素進行多次測量（n=5），其平均值與標準認定值比較一致（見表4），相對誤差（RE）為-6.67～10.53%，無系統(tǒng)誤差。

2.6 方法對照試驗

表2 標準工作曲線與方法檢出限

表3 方法精密度試驗結果 WB/%

表4 準確度試驗結果 WB/%

1號、2號樣是未知長石試樣，3號和4號樣是GBW03116和GBW03134國家標準樣品，分別采用本方法與其他化學分析方法進行對照，分析結果見表5。不同分析方法的測定結果相吻合。

3 結論

因電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜分析儀器一次進樣對多元素進行同時測定的特點，利用此儀器建立的分析方法測定速度快、勞動強度小、結果準確度好等優(yōu)點，適合大批量試樣的快速測定。

表5 不同方法對照試驗分析結果

[1]董偉霞，顧幸勇，包啟富.長石礦物及其應用[M].北京:化學工業(yè)出版社，2010.

[2]巖石礦物分析編委會.巖石礦物分析（第二分冊）4版[M].北京:地質出版社，2011:1-33.

[3]JC/T873－2000，長石化學分析方法[S].

[4]JB/T5893.6－1991，電瓷用原料鉀長石化學分析方法[S].

[5]袁欣藝，諶觀秀.X射線熒光光譜法測定長石的化學成分[J].巖礦測試，1999，18(3)：232-234.

[6]應曉滸，曹國洲.熔融制樣X射線熒光光譜法測定鈉長石鉀長石中多元素[J].巖礦測試,2003，22(3)：221-224.

[7]李巖，趙恒英.ICP-AES法測定長石中雜質元素[J].理化檢驗:化學分冊，1999，35(5)：228-229.