ICP-AES 在高含量鋰礦石分析中的應(yīng)用

石 華，劉 氘，趙玉卿

（青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測試應(yīng)用中心，青海 西寧 810008）

ICP-AES 在高含量鋰礦石分析中的應(yīng)用

石 華，劉 氘，趙玉卿

（青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測試應(yīng)用中心，青海 西寧 810008）

高含量鋰礦石采用HF、HClO4、HNO3、HCl混合酸在200℃溫度控制電熱板上溶解，待到樣品剩下1mL時用10mL 1+1王水提取后用稱量法定容到100mL的容量瓶中，定量加入鎘作為內(nèi)標(biāo)元素，用電感耦合等離子體光譜測試，通過測量該元素強(qiáng)度變化以及內(nèi)標(biāo)元素強(qiáng)度變化比較得到含量結(jié)果。方法通過加標(biāo)回收實驗得到回收率在98.5%～103%之間，國家標(biāo)準(zhǔn)樣品測試相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于4.0%，方法的有效測試范圍在0.050%～50.00%之間。

高含量鋰礦石；ICP-AES；鎘內(nèi)標(biāo)；溫控電熱板

鋰的分析測試方法有很多種，傳統(tǒng)經(jīng)典的重量法、比色法；低含量測試的離子色譜法，現(xiàn)代儀器分析的電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS），等離子發(fā)射光譜法、原子吸收分光光度法等[1]。重量法包括高碘酸鋰重量法、高碘酸鐵鉀重量法、磷酸鈉重量法，其中高碘酸鋰重量法、高碘酸鐵鉀重量法沉淀很不穩(wěn)定，不利于分析，磷酸鈉重量法沉淀比較穩(wěn)定，但是Sr等元素干擾教為嚴(yán)重。分光光度法包括比色法、熒光分光光度法、原子吸收分光光度法，具有精密度高。準(zhǔn)確度高的特點，但局限于低含量鋰的測試。ICP-MS和ICP-AES兩種測試手段都具有精密度高，準(zhǔn)確度可靠的特點[2]。本方法基于ICP-AES測試鋰元素精密度高，準(zhǔn)確度可靠的特點，研究了一套合適的樣品前處理方法，同時采用稱重法來定容，匹配內(nèi)標(biāo)測試，進(jìn)一步提高了方法的準(zhǔn)確度和可靠性,測試范圍能夠滿足鋰礦石邊界品位的測試需求和高含量鋰礦石測試需求。

1 實驗部分

1.1 儀器和主要工作條件

iCAP-6300等離子發(fā)射光譜儀（美國Thermofisher 主要工作參數(shù)：射頻功率1050W、泵速：75r·min-1、輔助氣流速:0.5L·min-1、尾吹氣流 1.0L·min-1）；分析天平（感量0.001g，梅特勒儀器制造公司）；溫控電熱板（在100～300℃內(nèi)精準(zhǔn)控溫，武漢地學(xué)儀器設(shè)備制造廠）。

1.2 主要材料和試劑

HNO3、HF、HCl均為MOS級別（北京化學(xué)試劑研究所）；HClO4（優(yōu)級純），所有溶液用水均為二次去離子水。

鋰標(biāo)準(zhǔn)系列：GSB04-1734-2004，1000μg·mL-1，購買于國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心；鎘標(biāo)準(zhǔn)系列：GBW（E）080119，100μg·mL，稀釋成 10μg·mL-1待用 購買于國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心。

100mL容量瓶（天津玻璃制品有限公司）使用前先烘干稱重，待用；30mL聚四氟乙烯坩堝。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)系列的配制

取 1.2.2 鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液 0.00、0.10、0.20、0.50、1.00、2.00、5.00mL放置于已經(jīng)在干燥狀態(tài)下稱重過的100mL容量瓶中，加入10mL（1+1）王水，把容量瓶放在天平上，在稱重狀態(tài)下滴加蒸餾水，使得容量瓶內(nèi)溶液的重量是100.00g，此時濃度分別為（mg·L-1）：0.00、1.00、2.00、5.00、10.0、20.0、50.0。

1.4 樣品的處理

把聚四氟乙烯坩堝放在（1+3）硝酸中浸泡24h，洗干凈備用。稱取0.1000g樣品于聚四氟乙烯坩堝中，加入少量蒸餾水濕潤樣品，加入5mL HNO3、HF 5mL、HClO42mL，放在150℃溫控電熱板上保溫2h，取下冷卻后加入HCl 10mL，把電熱板溫度升到220℃，待到液體剩下1mL左右，取下冷卻，加入10mL（1+1）王水，放到電熱板上加熱1min，取下冷卻后轉(zhuǎn)移到已經(jīng)干燥狀態(tài)下稱重過的100mL容量瓶中，加入10μg·mL-1的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液2mL。同時做一份樣品不加鎘內(nèi)標(biāo)，同時進(jìn)行空白實驗。把容量瓶放在天平上，在稱重狀態(tài)下滴加蒸餾水，使得容量瓶內(nèi)溶液的重量是100.00g。制備好的樣品準(zhǔn)備用ICP-AES測試。

1.5 樣品測試

把步驟1.3制備好的標(biāo)準(zhǔn)系列和步驟1.4制備好的樣品按照步驟1.1.1的條件按照標(biāo)準(zhǔn)系列，空白，樣品的順序測試，得到Li和Cd的濃度。

1.6 結(jié)果計算

樣品結(jié)果按照以下公式計算得到：

式中ω（Li-i）/10-2：第i個樣品中鋰的含量以百分比計；C（Li-i）:第i個樣品中鋰的濃度，mg·L-1；C（Cd-i）：第i個樣品中鎘的濃度，mg·L;C（Cd-i-0）：第 i個樣品中未加入鎘的樣品中鎘的濃度，mg·L-1；C（Cd-0）：空白樣品中鎘的濃度；1000：0.1000g樣品在100mL中的換算系數(shù)；10000：10-6換算成 10-2的系數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 準(zhǔn)確度實驗

為了驗證方法的準(zhǔn)確性，在樣品中加入鋰礦石高含量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07152、GBW07153，測試結(jié)果見表 1，結(jié)果 ω（Li2O）/10-2。

表1 準(zhǔn)確度實驗Tab．1 Accuracy experiment

由以上實驗可以見，該方法在準(zhǔn)確度方面是可靠的。

2.2 精密度實驗

按照實驗方法把標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07152、GBW07153獨立分析7次，計算其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD，結(jié)果見表2。

表2 精密度實驗結(jié)果（%）Tab.2 Experiment results of precision

2.3 加標(biāo)回收實驗

在樣品GBW07152中加入500ug的Li2O標(biāo)準(zhǔn)，隨著實驗過程進(jìn)行分析，獨立7次實驗，結(jié)果見表3。

表3 加標(biāo)回收實驗結(jié)果Tab.3 Test results of standard recovery

注：原始結(jié)果的460為標(biāo)準(zhǔn)樣品GBW07152的推薦值是0.460%，稱取0.1000g實驗時剛好Li2O的量是460/μg。

由結(jié)果可見加標(biāo)回收率在98.0%～103.0%，方法是可靠的。

2.4 內(nèi)標(biāo)的影響

在ICP-AES分析中內(nèi)標(biāo)的作用不明顯，也不經(jīng)常使用，但是本方法中設(shè)計使用了鎘內(nèi)標(biāo)，主要原因是因為樣品稀釋比例較大，儀器小的漂移和波動能夠影響最終正確結(jié)果的報出，為了避免出現(xiàn)此些情況，加入了內(nèi)標(biāo)，同時采用了未加內(nèi)標(biāo)元素樣品測試鎘，也避免了因為樣品本身含有鎘帶來的影響。

2.5 方法的測試范圍

ICP-AES測試礦石中鋰能夠低至1μg·g-1，但是鋰礦石的工業(yè)邊界品位為0.4%～0.5%，為了確保測試范圍足夠大，本次研究把低于邊界品位10倍作為了方法的測定下限，即0.05%。ICP-AES具有線性范圍廣的特點，于是標(biāo)準(zhǔn)系列跨度了50倍，此時剛好能測試樣品的含量為5.00%，如果稀釋10倍，則能測試到50.0%。

3 結(jié)論

通過以上實驗結(jié)果比對以及分析可見該方法能夠運用于高含量鋰礦石中Li的測試分析。

［1］ 余學(xué)，孫博，鄧天龍.鋰元素的分析方法探討［J］.廣東微量元素科學(xué)，2006,13（10）:6-10.

［2］ 陳登云.CHRISTOPHER.T ICP-MS技術(shù)及其應(yīng)用［J］.現(xiàn)代儀器，2001,1（4）:11.

Application of ICP-AES in analysis of high content lithium ore

SHI Hua，LIU Dao，ZHAO Yu-qing
（Qinghai Provincial Center for Testing and Application of Geology and Mineral Resources，Xining 81008，China）

The high content of lithium ore was dissolved on 200℃temperature controlled electric heating plate by mixed acid HF,HClO4,HNO3and HCl.The 1mLleft sample was abstracted by 10mL1+1 aqua regia to a 100mL constant volumetric flask.The cadmium was added quantificationally as internal standard element.The sample was determined by ICP-AES.The content results were obtained by comparing the intensity changes of the element and internal standard element.The yield was 98.5%～103%by standard recovery test.The relative standard deviation was less than 4%.The effective test range was 0.50%～50.00%.

high content lithium ore；ICP-AES；internal standard of Cd；temperature control electric heating plate

TM911.4

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170924

2017-04-05

石 華（1981-），男，湖南省資興市人，高級工程師，長期從事地質(zhì)礦產(chǎn)樣品分析研究。