電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定磷礦中有效五氧化二磷

張會(huì)芳

中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，河北 涿州，072754

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定磷礦中有效五氧化二磷

張會(huì)芳*

中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，河北 涿州，072754

利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜測(cè)定磷礦中的有效五氧化二磷，樣品采用檸檬酸浸提處理，干過(guò)濾，濾液引入電感耦合等離子體發(fā)射光譜測(cè)定。這種方法與傳統(tǒng)分光光度法測(cè)定有效五氧化二磷相比較，能很好的測(cè)定磷礦中有效五氧化二磷，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較低，結(jié)果準(zhǔn)確。

電感耦合等離子體發(fā)射光譜 磷礦 有效五氧化二磷

中國(guó)是世界上主要產(chǎn)磷國(guó)之一，磷礦資源豐富，分布廣泛，富礦少，貧礦多，礦石P2O5含量大于30%富礦較少，平均品位僅為16.5%，品位低于18%的儲(chǔ)量約占一半，因此測(cè)定磷礦中有效五氧化二磷是評(píng)價(jià)磷礦的一個(gè)重要指標(biāo)。對(duì)有效五氧化二磷含量的測(cè)定，可以預(yù)測(cè)磷礦的工業(yè)開(kāi)采價(jià)值，推測(cè)磷礦粉能否直接用作磷肥，因此具有重要的地質(zhì)意義【1】。

傳統(tǒng)方法測(cè)定磷礦中有效五氧化二磷采用檸檬酸浸提干過(guò)濾后，分取部分濾液，用磷釩鉬黃光度法或磷鉬酸喹啉容量法測(cè)定五氧化二磷，其復(fù)雜的顯色、比色及人為條件控制過(guò)程帶來(lái)的不穩(wěn)定因素，不能很好的滿足于現(xiàn)代大批量快速高效測(cè)定樣品的需求。

隨著現(xiàn)代分析技術(shù)和自動(dòng)化精密分析儀器的快速發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室具備了對(duì)待測(cè)元素進(jìn)行快速和準(zhǔn)確測(cè)定的能力，把電感耦合等離子體發(fā)射光譜用于磷礦中有效五氧化二磷的測(cè)定，比傳統(tǒng)的分光光度法【2】簡(jiǎn)便快捷，適用于大批量樣品的測(cè)定。

本文磷礦中有效五氧化二磷的測(cè)定方法，采用有機(jī)酸提取過(guò)程與傳統(tǒng)的分光光度法相同，即以20g/L檸檬酸溶液提取，干過(guò)濾。然后取濾液引入電感耦合等離子體發(fā)射光譜測(cè)定溶液中五氧化二磷，得到樣品中的有效五氧化二磷含量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作參數(shù)

ICAP6300Radial全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀（美國(guó)Thermo Fisher公司）。

工作條件：射頻功率1150W，輔助氣（A r）流量1.0L/min，冷卻氣流量14.0 L/min，霧化器壓力0.2MPa，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速50r/min，磷的長(zhǎng)波曝光時(shí)間2s，短波曝光時(shí)間1s，進(jìn)樣時(shí)間20s，觀測(cè)高度12mm【3】。

高純氬氣（純度大于99.99%）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液和試劑

檸檬酸溶液：20g/L

五氧化二磷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液ρ（P2O5）=1.0mg/ml稱取1.9172g預(yù)先在110℃干燥2h的優(yōu)級(jí)純磷酸二氫鉀置于燒杯中，加水溶解，移入1000 ml容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻【4】。

標(biāo)準(zhǔn)溶液：五氧化二磷標(biāo)準(zhǔn)溶液 ρ（P2O5）=100μg/ml，ρ（P2O5）=80μg/ml、ρ（P2O5）=40μg/ml、ρ（P2O5）=20μg/ml，分取五氧化二磷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液移入容量瓶中，用20g/L檸檬酸溶液稀釋。

實(shí)驗(yàn)室用水均為去離子水。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

將磷礦樣品按要求加工為粒度-100目的試樣，準(zhǔn)確稱取試樣1g（精確至0.0001g），置于干燥的 250ml錐形瓶中，用移液管加入 100.0ml 20g/L檸檬酸溶液，蓋上瓶塞，保持溶液溫度在（30±1）℃，震蕩浸提30min，取下，立即用慢速定量濾紙干過(guò)濾，用 50ml干燥小燒杯承接濾液，取濾液直接引入電感耦合等離子體發(fā)射光譜測(cè)定樣品中有效五氧化二磷的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析譜線的選擇

全譜分析譜線的選擇要綜合考慮元素的檢出限、共存元素干擾和該元素的線性范圍。通過(guò)對(duì)樣品溶液的光譜掃描，比較圖譜、背景輪廓和強(qiáng)度值，選擇出背景低、信噪比高干擾小的譜線作為待測(cè)元素的分析譜線。實(shí)驗(yàn)選擇 P的譜線為P:214.914nm（圖1）。

圖1 譜線圖Fig.1 Ferquency graph

分取五氧化二磷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液移入容量瓶中，用20g/L檸檬酸溶液稀釋，五氧化二磷標(biāo)準(zhǔn)溶液如下：ρ（P2O5）=100μg/ml，ρ（P2O5）= 80μg/ml、ρ（P2O5）=40μg/ml、ρ（P2O5）=20μg/ml，在選定的儀器參數(shù)最佳化條件下繪制工作曲線（圖2）。

2.2 等離子發(fā)射光譜法測(cè)有效五氧化二磷的方法檢出限

按照實(shí)驗(yàn)方法制備空白溶液，在選定的儀器參數(shù)最佳化條件下，空白溶液平行測(cè)定12次，按3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法的檢出限，測(cè)定數(shù)據(jù)見(jiàn)下表 1，數(shù)據(jù)顯示檢出限結(jié)果滿足等離子發(fā)射光譜法測(cè)定有效磷的需要。

圖2 工作曲線Fig.2 Working curve

表1 方法檢出限Table 1 Method detection limit

2.3 測(cè)定方法的精密度

按照本方法實(shí)驗(yàn)條件，選定一個(gè)樣品同時(shí)進(jìn)行12份平行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2: 由表中數(shù)據(jù)表明，測(cè)定結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)誤差較低，說(shuō)明該方法具有較好的精密度。

表2 測(cè)定方法的精密度Table 2 The precision of determination method

2.4 測(cè)定方法的準(zhǔn)確度

實(shí)驗(yàn)抽取了 15件磷礦樣品用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法進(jìn)行3次平行測(cè)定。實(shí)際樣品的測(cè)定，通過(guò)電感耦合等離子體發(fā)射光譜法與傳統(tǒng)分光光度法相對(duì)比，以傳統(tǒng)方法測(cè)得值作為標(biāo)準(zhǔn)值（表 3），結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)方法測(cè)定結(jié)果相比，相對(duì)誤差較小，準(zhǔn)確度高。

表3 兩種測(cè)定方法結(jié)果比較Table 3 Comparison of two methods for the determination results

2.5 討論

磷礦中有效五氧化二磷的測(cè)定值，主要取決于磷灰石晶格的物理化學(xué)性質(zhì)，也與共生礦、試樣的粒度、溶劑及提取條件有關(guān)。按工業(yè)要求采用粒度為﹣100目的試樣進(jìn)行分析，稱取試樣的質(zhì)量和所加溶劑的濃度及用量均為固定量，不能任意改變【1】。本文有效五氧化二磷的提取與傳統(tǒng)光度法相同，即用20g/L檸檬酸溶液提取、干過(guò)濾，測(cè)定方法采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定，測(cè)定結(jié)果顯示，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法能很好的測(cè)定磷礦中有效磷。

3 結(jié)語(yǔ)

本方法采用檸檬酸浸提，電感耦合等離子體發(fā)射光譜測(cè)定，與傳統(tǒng)分光光度法相比較，此方法能很好的測(cè)定磷礦中有效磷，避免了復(fù)雜的顯色、比色及人為條件控制過(guò)程帶來(lái)的不穩(wěn)定因素，大批量檢測(cè)更顯優(yōu)勢(shì)，操作方便快捷，適合于大批量試樣的測(cè)定，實(shí)用性強(qiáng)，可用于實(shí)際操作。

1 中國(guó)科學(xué)院土壤研究所磷礦粉工作組.磷礦粉中有效磷的分析和檢定[J].土壤學(xué)報(bào)，1966，14（1）， 93～95

2 巖石礦物分析編委會(huì)．巖石礦物分析（第二分冊(cè)）[M]. 第四版．北京：地質(zhì)出版社，2011：209～223

3 巖石礦物分析編委會(huì)．巖石礦物分析（第一分冊(cè)）[M]. 第四版．北京：地質(zhì)出版社，2011：471～474

4 GB/T14506.9-93. 硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法 五氧化二磷的測(cè)定

DETERMINATIONOF AVAILABLE PHOSPHORUS PENTOXIDEIN PHOSPHATE ROCKBY INDUCTIVELY COUPLED PLASMA ATOMIC EMISSION SPECTROMETRY

Zhang Huifang
Geological Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau ，Zhuozhou， Hebei， 072754， China

Determination of available P2O5 in phosphate ore with inductively coupled plasma atomic emission spectrometry .Pretreatment citric acid ex-traction，dry filtered，and the filtrate is determinate by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry，compared with the traditional method，this method can be a good way in determination of available P2O5in phosphate rock，by actual measurement sample，the relative standard deviation compared is low and result accurate.

Inductively coupled plasma atomic emission spectrometry， phosphatephosphate ore， effective phosphorus pentoxide

0657.3

A

1006–5296（2016）04–0246–04

張會(huì)芳（1984～），女，主要從事分析測(cè)試工作，工程師

2016-07-08；改回日期：2016-09-23