淺析電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定鉛鋅礦中銅、鉛、鋅和鎘

李新龍

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局地球物理化學(xué)探礦大隊新疆維吾爾自治831100）

淺析電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定鉛鋅礦中銅、鉛、鋅和鎘

李新龍

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局地球物理化學(xué)探礦大隊新疆維吾爾自治831100）

采用硝酸－氫氟酸－高氯酸溶解樣品，用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定了鉛鋅礦尾中的銅、鉛、鋅和鎘。以銠為內(nèi)標(biāo)元素，選擇63Cu，66Zn，208Pb，114Cd作為測量同位素。銅、鉛、鋅的線性范圍為200μg·L－1，鎘的線性范圍為1．0μg·L－1，檢出限（3S）分別為0.04，0.10，0.03，0.003μg·g－1。測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（n＝11）在0.39%～2.2%。用此方法分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，測定值與認定值相符。

電感耦合等離子體質(zhì)譜法；銅；鉛；鋅；鎘

隨著改革開放的吹風(fēng)吹進沉睡了千年的封閉的中國人民的心理后，在一個開放的環(huán)境下我們國家的經(jīng)濟在逐年的上升。企業(yè)也在不斷的發(fā)展壯大，我們國家是一個資源大國，其中鉛鋅礦尾鉛、鋅礦就是我們國家非常重要的資源。在工業(yè)中占有不可替代的重要位置。企業(yè)的發(fā)展對于這些資源的需求在不斷的加大。為了客觀的利潤，人們紛紛加入到開采的隊伍中去，但是隨著開采時間的累積，一些經(jīng)過提煉的礦產(chǎn)廢棄物也在不斷的增加，這些廢棄物中含有大量的重金屬，像鋅、鉛等，這些重金屬嚴(yán)重的危害了礦區(qū)周邊以及礦區(qū)里面的人的身體健康，另外一個嚴(yán)重的后果就是廢棄的重金屬最放在土地上面，嚴(yán)重污染了土地更加糟糕的是深入到土地里面會污染地下面的地下水，后果不可以想象。

所以，我們國家有義務(wù)有責(zé)任去保護我們的環(huán)境，保護礦區(qū)里面和周圍百姓的生命安全，保護礦區(qū)水資源的潔凈。我們國家要給科研投入更多的時間和財力，大力發(fā)展這方面的技術(shù)?，F(xiàn)在，隨著我們國家高級科技人才的努力終于有所進步有所發(fā)現(xiàn)就是電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法。這種方法改變了過去分析時間長、而且在分析的過程中只是有一種元素的缺點。這種方法可以同時檢測兩種或者兩種以上的元素，大大提高了我們的檢測效率。

而且，這種方法不僅提高了他的檢測效率還大大提高了它的精確度。所以，受到了相關(guān)工作人員的大力歡迎。本文就采用這種方法來從硝酸－氫氟酸－高氯酸溶解鉛鋅礦區(qū)的廢物中，去測定鉛鋅礦尾中多元素的含量。

1　試驗部分

1.1儀器與試劑Th eRmoICaPQ型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，艾柯超純水機。銅、鉛、鋅、鎘標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：1000mg·L－1。調(diào)諧液：1μg·L－1鈹、鈷、銦、鈾混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。內(nèi)標(biāo)溶液：5μg·L－1銠標(biāo)準(zhǔn)溶液。硝酸、高氯酸、氫氟酸均為優(yōu)級純；試驗用水為去離子水，電阻率大于18.0MΩ·Cm。

1.2儀器工作條件功率1300W，冷卻氣流量13.0L·mIn－1，輔助氣流量0.8L·mIn－1，載氣流量0.78L·mIn－1，采樣錐直徑1.0 mm，截取錐直徑0.7 mm，泵速30R·mIn－1，積分時間15S，采樣深度15mm，測量方式為跳峰。

1.3試驗方法，我們需要從不同的礦區(qū)去采集樣品，樣品不要超過0.074mm（200目）。這樣的話會使我們的實驗更加的精確，同時便于統(tǒng)一。我們首先用儀器稱取0.1000g礦區(qū)廢棄物，把我們?nèi)〉降牡V區(qū)廢棄物放在聚四氟乙烯坩堝中，為了達到一定的濕潤度，往里面加入適量的水。往我們秤取的樣品里面加入5mL硝酸，然后加熱約10mIn最好是放在低溫電熱板之類的儀器上面后取下，等待樣品冷卻后加入氫氟酸5mL，加熱約25mIn后，再在里面加高氯酸，高氯酸的計量大約是1 mL，溫度不能太低，要在100℃左右。

在3h后之后還要增加溫度達到150℃，一直加熱，知道拿掉蓋子的時候有一層煙霧飄起，這個煙霧的顏色是白色的，非常的輕盈。然后我們不要停止，我們要繼續(xù)加熱，我們在加熱的過程中觀察溫度計的度數(shù)，當(dāng)溫度計達到182℃的時候我們要觀察這個儀器上面有什么反應(yīng)，我們會看到高氯酸經(jīng)過180℃以上的高溫加熱后，他散發(fā)出的白色的煙霧越來越厲害，最后反應(yīng)完全之后，白色的類似煙霧的東西都已經(jīng)散發(fā)完成之后，你一定不要立馬取出來，或者用手去動他，因為這個儀器經(jīng)受住180℃以上的高溫是很熱的，避免人受傷一定要在溫度降下來之后才能取下來。

然后在里面加入一些大約經(jīng)過少量水稀釋的5mL的硝酸－鹽酸，然后把他們放在事先準(zhǔn)備好的容量瓶中觀察他們的反應(yīng)。這個容量瓶不能太小也不能太大，根據(jù)你的溶液的多少來確定就可以了。等過了一些時候的溶液就會靜止然后里面的溶液就會沉底我們需要在里面加入一些試液，比如用硝酸鹽就可以，然后輕輕搖晃等到均勻之后就可以去測量我們需要的。

2　結(jié)果與討論

2.1內(nèi)標(biāo)元素的選擇時間間隔時間很長，所以這就會造成一定的缺點就是分析的精確度降低，因為隨著時間的推移分析效果逐漸不明顯。在我們進行實驗的時候，我們發(fā)現(xiàn)這么一種現(xiàn)象，被測的這個物體會出現(xiàn)被改變的現(xiàn)象，比如會在實驗的過程中效果很明顯或者是效果很不明顯。所以我們在進行試驗的時候一定要注意采用一些沒有其他物質(zhì)干擾他反應(yīng)的元素。這樣的話，如果我們除去了干擾的因素的原因外，我們發(fā)現(xiàn)實驗的過程就不會出現(xiàn)上面的事情的發(fā)生，可以提高我們獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

我們經(jīng)常選擇的內(nèi)標(biāo)元素有103Rh，115In，187Re等，試驗采用5μg·L－1銠溶液作為測定的內(nèi)標(biāo)溶液，內(nèi)標(biāo)溶液與待測樣品溶液通過三通管混合后，進入儀器霧化系統(tǒng)。

2.2測量同位素的選擇及干擾校正常見的質(zhì)譜干擾主要有同量異位素重疊、多原子、加合物離子、難溶氧化物離子等，通過高分辨率的質(zhì)譜技術(shù)（操作軟件自動修正），優(yōu)化儀器工作條件，選擇干擾少的測量同位素及使用數(shù)學(xué)校正方程可以實現(xiàn)質(zhì)譜干擾的消除。由文獻中描述的ICP－MS常見的多原子分子干擾和核素的質(zhì)量及其豐度，試驗選擇63Cu、66Zn，208Pb作為測量同位素。

2.3浸取酸的選擇由于ICP－MS所分析的元素中有很多會受到CL的干擾，如51V受n37CL＋干擾，52CR受35ClOh＋干擾，75AS受AR35Cl＋干擾。

2.4標(biāo)準(zhǔn)樣品測定結(jié)果，按試驗方法對土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)gbW07405和鉛鋅礦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)gbW07236進行測定，結(jié)果見表1。各元素測定結(jié)果與認定值的誤差均在允許范圍內(nèi)。

表1　樣品的分析結(jié)果

[1]金秉慧.巖礦分析與經(jīng)典法[J].巖礦測試，2002，21（1）：37-41.

[2]王曉雁，胡建平.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時測定銅鉛鋅礦石中銅鉛鋅鈷鎳等元素方法確認[J].巖礦測試，2011，30（3）：299-304.

[3]李文東，張林，王瓊，等.ICP－AES測定高含量鋅、鎘和銅[J].光譜實驗室，2011，28（5）：2310-2312.

[4]袁秀茹，談建安，王建波，等.ICP－AES法測定銅鎳礦、鉛鋅礦中銅、鎳、鉛、鋅、鈷[J].分析測試技術(shù)與儀器，2009，15（1）：47-50.

[5]王曉雁，胡建平.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時測定銅鉛鋅礦石中銅鉛鋅鈷鎳等元素方法確認[J].巖礦測試，2011，30（3）：299-304.

[6]李文東，張林，王瓊，等.ICP－AES測定高含量鋅、鎘和銅[J].光譜實驗室，2011，28（5）：2310-2312.

[7]袁秀茹，談建安，王建波，等.ICP－AES法測定銅鎳礦、鉛鋅礦中銅、鎳、鉛、鋅、鈷[J].分析測試技術(shù)與儀器，2009，15（1）：47-50.

[8]范麗新.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定鉛鋅混合精礦中的Cu，Cd，F(xiàn)e，As，Ag，A16種元素[J].中國無機分析化學(xué)，2013，3（3）：30-32.

[9]劉曄，第五春榮，柳小明，等.密閉高溫高壓溶樣ICP－MS測定56種國家地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中的36種痕量元素——對部分元素參考值修正和定值的探討[J].巖礦測試，2013，32（2）：221-228.