ICP-AES法測定鉛鋅混合礦中的鐵、銅、砷、鋅、鎘、汞

陳 芳,張旭龍,岳 凡,付 瀟

（1.新疆大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，新疆烏魯木齊，830046；2.新疆出入境檢驗(yàn)檢疫局，新疆烏魯木齊， 830063）

ICP-AES法測定鉛鋅混合礦中的鐵、銅、砷、鋅、鎘、汞

陳 芳1,張旭龍2*,岳 凡1,付 瀟1

（1.新疆大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，新疆烏魯木齊，830046；2.新疆出入境檢驗(yàn)檢疫局，新疆烏魯木齊， 830063）

采用ICP-AES同時測定鉛鋅混合礦中鐵、銅、砷、鋅、鎘、汞六種元素的含量，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)條件，各元素的檢出限為0.0069-0.07ug/mL，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.3%-4.72%，樣品加標(biāo)回收率為85.5%-112.8%。測試結(jié)果表明，該法測定鉛鋅礦的簡單、準(zhǔn)確、快速。

電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜儀；鉛鋅混合礦；元素測定

0 引言

鉛鋅礦是富含金屬元素鉛和鋅的礦產(chǎn)，用途廣泛，是國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，因此，有效利用開發(fā)混合鉛鋅礦物中有價值金屬這一資源具有重要意義和經(jīng)濟(jì)效益。測定鉛鋅礦中鐵、銅、砷、鋅、鎘、汞六種元素的含量，常用的分析技術(shù)有火焰原子吸收分光光度法、EDTA滴定法、火試金法、容量法、X熒光光譜法等。原子吸收法測定此6種元素時，可于同一溶液中測定，簡單、準(zhǔn)確。但需要項(xiàng)測定，耗時長、基體干擾嚴(yán)重、線性范圍窄，對于高含量的樣品常采用稀釋來測定，帶來一定的分析操作誤差，導(dǎo)致分析結(jié)果不夠準(zhǔn)確。其余分析方法大都只能對單一元素進(jìn)行測定，操作步驟冗雜，試劑消耗量大，測定速度慢，給口岸快速檢驗(yàn)和監(jiān)管工作帶來難度。

本文研究采用ICP-AES同時測定鉛鋅礦中6中元素，化學(xué)干擾小，干擾主要考慮譜線干擾和酸度、基體及試劑的干擾，以上干擾在譜線選擇和分析過程中通過使用軟件將試劑空白和基體信號扣除等手段基本可以被消除。方法簡便、快捷，樣品以及富鉛鋅礦石GBW07165對比試驗(yàn)，驗(yàn)證了該方法測定檢出限低準(zhǔn)確度、精密度好，線性范圍寬、基體干擾小并且能同時快速的測定等優(yōu)點(diǎn)，能很好的滿足口岸快速、準(zhǔn)確測試的要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及測定條件

IRIS-Advantage型電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜儀（美國熱電公司）。

儀器測定條件：射頻發(fā)生器輸出功率為1150W，霧化器壓力位210KPa，輔助氣流量為0.5L/min，積分時間高波掃描10s，低波掃描15s，蠕動泵轉(zhuǎn)速100r/min，試液提升量為1.85mL/min。

1.2 試劑

硝酸（優(yōu)級純，美國Fisher公司）、鹽酸、氫氟酸（優(yōu)級純，西安化學(xué)試劑廠）；實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)溶液的制備

稱取試樣0.1g（精確至0.0001g）于100mL聚四氟乙烯坩堝中，加少量水潤濕，依次加入15mL鹽酸溶液，5mL硝酸溶液、3mL氫氟酸溶液，置于120℃電熱板上加熱直至樣品完全溶解蒸干，取下加入15mL硝酸溶液（1+1）,冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶中，用水定容，搖勻，過濾，待測。

空白溶液：按上述步驟同時做試劑空白。

1.3.2 混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液

砷、鎘、鐵及汞標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）；銅、鋅標(biāo)準(zhǔn)儲備液由本實(shí)驗(yàn)室配制。

《詩志》大多數(shù)地方屬于純粹文學(xué)批評，喜好以后世的詩歌與《詩》相比較，相對其他文學(xué)性解經(jīng)書籍更為鮮明成熟。如牛氏評點(diǎn)《詩經(jīng)·漢廣》說“漢廣不可泳，江永不可方，言游女有二漢之隔，婷婷獨(dú)立，可望而不可即也。正與‘盈盈一水間，脈脈不得語’相似”[19]。評點(diǎn)《詩經(jīng)·柏舟》說：“憂極不能自遣，算到奮飛一著，真煩騷無聊之至?！笧殡p黃鵠，奮翅起高飛’，古之憂患人于此躊躇多少?！盵19]用后世詩句與《詩》對照闡發(fā)，注重的是《詩》作為文學(xué)的神理氣味，讀者自行比較不同詩句，則詩歌的妙味不言而自然領(lǐng)悟。這明顯不同于漢人注解《詩經(jīng)》的方式，以考據(jù)訓(xùn)詁追求字詞確義。

砷標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1mg/mL，鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1mg/mL，汞標(biāo)準(zhǔn)濃度為1mg/mL，鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1mg/mL，鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為2mg/mL，銅標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為10mg/mL。使用前逐級稀釋配制成相應(yīng)濃度混標(biāo)，介質(zhì)及基體濃度和試樣溶液相同，混標(biāo)系列溶液濃度見表1

表1 混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液濃度（ug/mL）

1.3.3 工作曲線

Cd、As、Hg、Cu、Zn和Fe的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1—圖6

圖1 Cd226.5相關(guān)系數(shù)0.9999

圖2 As189.0相關(guān)系數(shù)0.9991

圖3 Hg184.9相關(guān)系數(shù)0.9996

圖4 Cu324.7相關(guān)系數(shù)0.9999

圖5 Zn206.2相關(guān)系數(shù)0.9983

圖6 Fe239.5相關(guān)系數(shù)0.9995

1.3.4 測定

按儀器測定條件，將空白溶液及試驗(yàn)溶液分別引入ICP-AES進(jìn)行測定，儀器處理軟件會自動計(jì)算檢測結(jié)果。

表2 富鉛鋅礦石各種溶樣方法測定結(jié)果（ug/mL）

2 結(jié)果與討論

2.1 試驗(yàn)處理?xiàng)l件的選擇

本文以富鉛鋅礦石GBW07165作為參考，比較了幾種溶樣方式，結(jié)果見表2,3所示。

表3 富鉛鋅礦石各種溫度溶樣方法測定結(jié)果

2.2 分析線譜的選擇

由表2可知，方法③和④樣品含量更接近，但從用酸量節(jié)省角度來說，方法③更為理想，所以本實(shí)驗(yàn)選擇方法③作為溶樣方法。從表3可知，隨著溫度的升高，汞的含量測定與樣品含量相差較大，所以本實(shí)驗(yàn)選擇方法③在溫度120℃制備樣品溶液。

2.3 分析線譜的選擇

分析線譜的選擇是否合適，直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。等離子體發(fā)射光譜儀最大的特點(diǎn)是光譜線的選擇非常靈活，可最大限度地避免譜線干擾，且可以對一個元素選擇多條譜線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)對每個測定元素選取了2-3條譜線進(jìn)行測定，綜合分析強(qiáng)度、干擾情況及穩(wěn)定性，選擇譜線干擾少，基體影響小，精密度好的分析譜線，結(jié)果見表2.

2.4 校準(zhǔn)曲線及檢出限

按儀器測定條件，將空白溶液及混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液分別引入ICP-AES進(jìn)行測定，繪制校準(zhǔn)曲線。并對空白溶液連續(xù)測定11次，按測定量的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算檢出限。測得各元素檢出限及相關(guān)系數(shù)見表2.

表4 各元素的分析譜線、檢出限及相關(guān)系數(shù)

結(jié)果表明，相關(guān)系數(shù)r≥0.9983，檢出限及相關(guān)系數(shù)能滿足檢測要求。

2.5 酸度影響實(shí)驗(yàn)

為消除酸度對測定結(jié)果的影響，進(jìn)行了酸度影響實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，各待測元素譜線強(qiáng)度隨硝酸濃度的增大而減弱，當(dāng)酸度增加到15%時，干擾顯著，因此使用的酸度應(yīng)控制住5%-10%，本法采用5%硝酸介質(zhì)進(jìn)行測試。

2.6 方法的準(zhǔn)確度及精密度

對2個樣品進(jìn)行精密度及準(zhǔn)確度的實(shí)驗(yàn)（n=12）。結(jié)果見表5和表6。對標(biāo)準(zhǔn)樣品GBW07165分別用ICP-AES和AAS2種方法分析（n=6），結(jié)果見表7

表5 樣品一的加標(biāo)回收率和精密度（n=12）

表6 樣品二的加標(biāo)回收率和精密度（n=12）

表7 標(biāo)準(zhǔn)樣品GBW07615

由表5、6、7可知，各元素回收率在85.5%～112.8%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差值在0.3%～4.72%之間，準(zhǔn)確度及精密度能滿足檢測要求，表明該方法準(zhǔn)確可靠。

3 結(jié)論

本文采用電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法測定混合鉛鋅礦中6種元素的含量，準(zhǔn)確度及精密度能滿足檢測要求，方法簡便快速、準(zhǔn)確、檢出限低、易于操作，而且能夠?qū)崿F(xiàn)多元素同時測定，適用于大批量樣品的檢測。

[1] 巖石礦物分析編寫組．巖石礦物分析I第1冊)[M]．北京：地質(zhì)出版社，1991：409—465．

[2] 地質(zhì)礦產(chǎn)部科學(xué)技術(shù)司實(shí)驗(yàn)管理處．巖石和礦石分析規(guī)程(第1冊)[M]．陜西：科學(xué)技術(shù)出版社．1993：1—141．

[3] CB／T14353．1～11．93．銅礦石、鉛礦石和鋅礦石化學(xué)分析方法[S]北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社．

[4] GB／T15925—1995 鎳礦石化學(xué)分析方法[s].AAS.

[5] GB／T15922—1995 鈷礦石化學(xué)分析方法[s].AAS.

[6] 徐海.關(guān)蘭.巖石礦物中高含量Cu.Pb.Zn的XRF法測定[J].地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室，1995,11（4）：220-223

[7] 王松君，常平，王璞珺.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法直接測定黃鐵礦中多元素[J].巖礦測試，2004，（3）：228-230.

[8] 馬紅巖.ICP-AES法測定進(jìn)口銅精礦中有害元素[J].理化檢驗(yàn)：化學(xué)分析，2004,40（6）：334-445

[9] 楊紅生，盧秋蘭.ICP-AES法同時測定銅精礦中砷.銻.鉍.鉛.鋅.鈣.鎂含量[J].銅業(yè)工程，2005,1,：59-62.

[10] 王松君，常平，王璞珺.ICP-AES測定閃鋅礦中9種元素的方法 [J].吉林大學(xué)學(xué)報：理學(xué)版，2006,44.

The Determination Of Fe,Cu,As,Zn,Cd,Hg in Pb-Zn Ore With ICPAES Method.

Chen Fang1,Zhang Xulong2,Yue Fan1,Fu Xiao1
(1.Chemistry and Chemical Engineering，Xinjiang University，Urumqi，Xinjiang，830046；2.Exit Inspection and Quarantine Technology Center of Xinjiang，Urumqi，Xinjiang，830063)

Contents of elements(Fe,Cu,As,Zn,Cd,Hg )in Pb-Zn ore were determined by ICP—AES．The detection limts of various elements were from0．0069ug／mL to 0.07ug／mL，RSDs were between 0.3%and 4.72%，and recoveries were in the range of 85.5%-112.8%．The results show that the method is simple，rapid and accurate，and can be applied to determination of Pb-Zn ore．

ICP-AES;Pb-Zn ore;Determination Elements

張旭龍