電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)法測定礦石中銻

陳麗珠 曹勝

（國土資源部昆明礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心，云南 大理671000）

引言

礦石中銻含量的測定方法主要有容量法、原子吸收光譜法、分光光度法、X射線熒光光譜法及原子熒光光譜法等[1-4]。但在實際應(yīng)用中以上方法均有一定的局限性，不利于開展大批量樣品的測定工作，為此，參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)[5]，結(jié)合實際工作及近年來ICP-OES法[6-8]的廣泛應(yīng)用，確立了樣品經(jīng)硝酸-氫氟酸-高氯酸溶解，硫酸助溶，在鹽酸介質(zhì)中用ICPOES法直接測定的方法，有效地溶解了試樣，控制了試劑引入對測定的影響，防止了水解和揮發(fā)損失。經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比對，方法間比對及實驗室間比對，取得了滿意的效果，兼具了ICP-OES法分析速度快且動態(tài)范圍寬，基體影響輕微，靈敏度高等優(yōu)點，是一種適合于大批量礦石試樣中銻含量測定的有效方法。

1 實驗部分

1.1 主要試劑

硝酸、氫氟酸、高氯酸均為分析純，鹽酸（1+1）、硫酸（1+1）。

銻標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（1 000μg/m L）：準(zhǔn)確稱取0.100 0 g基準(zhǔn)金屬銻，加入10 m L硝酸，加蓋微熱溶解完全，冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移至100 m L容量瓶定容搖勻。

銻標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：0.00、0.50、1.00、2.50、5.00、10.00、20.00μg/m L，硫酸（1%）和鹽酸（20%）介質(zhì)。

氬氣（ωAr≥99.9%），實驗室用水為二次蒸餾水。

1.2 主要儀器

ICAP6300MFC垂直觀測等離子體發(fā)射光譜儀（美國熱電公司）。

1.3 實驗方法

將碎至0.096 mm的試樣于105℃烘干2 h，取出，冷卻至室溫，稱取0.1～0.5 g（精確至0.000 2 g）試樣于聚四氟乙烯坩堝中，少許水潤濕，加入10 mL硝酸，3 mL氫氟酸，2 m L高氯酸，1 m L硫酸（1+1）于控溫電熱板上加熱溶解至高氯酸煙冒盡，取下稍冷，加入鹽酸（1+1）溶解殘渣后，轉(zhuǎn)移至50～250 m L（見表1）容量瓶，控制操作過程鹽酸酸度不低于20%，定容、搖勻，隨同試料做空白實驗。按儀器工作條件測定光譜強度，以銻濃度為橫坐標(biāo)，強度為縱坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)工作曲線。

表1 試樣質(zhì)量與定容體積Table 1 Sample quality and control volume

1.4 分析結(jié)果計算

按式（1）計算銻的含量（%）：

式中：m1——從校準(zhǔn)曲線上查得的銻量，μg；

mo——從校準(zhǔn)曲線上查空白溶液的銻量，μg；

m——試樣質(zhì)量，g；

V——試樣溶液總體積，m L；

V1——分取試樣溶液體積，m L。

2 結(jié)果與討論

2.1 試樣分解體系的選擇

銻礦床主要為層狀銻礦和脈狀銻礦，層狀銻礦產(chǎn)于碳酸鹽地層中，礦石分解較簡單，王水即可有效地分解礦石中的銻；脈狀銻礦產(chǎn)于變質(zhì)板巖、石英砂巖、火山碎屑巖、碳酸鹽巖中的層間破碎帶，礦石分解較為困難，分解試樣時通常使用硫酸、硝酸或者二酸的混合，不溶殘渣用碳酸鈉或氫氧化鈉處理。當(dāng)試樣中的銻含量較低，硅含量較高時，采用氫氟酸和硫酸分解。

銻礦分解時由硝酸蒸發(fā)所得到的銻酸容易溶解在含少量硫酸鈉的熱硫酸溶液中，但硫酸濃度太高時則影響測定的霧化效率；銻的氯化物在鹽酸溶液中低溫（110℃）即可揮發(fā)；銻化合物在酸濃度較低時易水解形成難溶的堿式鹽。為此，采用硝酸、氫氟酸、高氯酸分解，硫酸助溶的方法，得到了滿意的效果，驅(qū)除了試樣中的硅、多余的氟，確保了試樣充分溶解；同時控制了試劑引入對測定的影響，防止了水解和揮發(fā)損失。

2.2 儀器工作參數(shù)和譜線的選擇

設(shè)置儀器參數(shù)，使儀器條件處于最佳狀態(tài)，見表2。

譜線選擇通過對試樣溶液的光譜掃描，比較圖譜信號強度和背景影響，從譜線庫中選擇背景干擾小，強度大的譜線為Sb 217.5 nm。

2.3 方法的檢出限和測定下限

按照本方法實驗條件，對試樣空白溶液連續(xù)測定10次，將測定結(jié)果換算為樣品中的濃度并按公式MDL=t×S計算其方法的檢出限為1.32μg/g，以4倍檢出限作為該方法的測定下限為5.28μg/g。

2.4 方法的精密度與準(zhǔn)確度

按照本方法實驗條件，選取多金屬貧礦（GBW07162）、富鉛鋅礦石（GBW07165）、銅精礦（GBW07166）、鉛 精 礦 （GBW07167）、鋅 精 礦（GBW07168）、銅 礦 石 （GBW07170）、銻 礦 石（GBW07175、GBW07279、GBW07280）9個標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行12次單獨處理并測定，經(jīng)驗證方法的準(zhǔn)確度（RE絕對值）、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均小于5%，見表3。

表2 ICP-OES儀器工作參數(shù)Table 2 Working parameters of the ICP-OESinstrument

表3 方法精密度與準(zhǔn)確度Table 3 Accuracy and precision tests of method /%

2.5 分析結(jié)果比對

建立的方法對不同銻含量的礦石進(jìn)行了分析，并和硫酸鈰容量法、原子吸收光譜法、原子熒光光譜法測定值進(jìn)行了多次比對并外送部分試樣與外部實驗室進(jìn)行比對，按《地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試質(zhì)量管理規(guī)范要求》（DZ/T 0130—2006）進(jìn)行評估，其滿足規(guī)范要求（見表4）。

表4 分析結(jié)果比對Table 4 Comparisonof analytical results of elements in samples /%

續(xù)表4

3 結(jié)論

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法具有檢測速度快、準(zhǔn)確度及精密度高，檢測成本低等優(yōu)點。對試樣的分解、檢測等過程進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，是現(xiàn)有礦石中高含量、微量、痕量銻檢測方法的有效補充。

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