電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定礦石中銦、銀含量研究

白家源，李純浪，楊紹輝，楊再云，王幫翠，李文有

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701）

都龍礦區(qū)銦儲量豐富，約占世界銦儲量的40%，位居中國首位，有著銦之都的美譽(yù)。銦被廣泛應(yīng)用于宇航、無線電和電子工業(yè)、醫(yī)療、國防、高新技術(shù)、能源等領(lǐng)域。銀的用途也極為廣泛，因其具備一些優(yōu)良性能，在許多方面大放異彩，具有不可替代性，因此對礦石中的銦、銀進(jìn)行準(zhǔn)確的分析檢測可以有效的指導(dǎo)銦的采、選、冶工藝流程，對銦、銀的綜合回收利用意義重大[1]。

現(xiàn)目前礦石中銦、銀的測定方法主要采用原子吸收光譜法，原子吸收對單個(gè)元素可以實(shí)現(xiàn)快速測定，但是不能同時(shí)對多元素進(jìn)行測定，多元素必須分開進(jìn)行測定，又由于原子吸收測定銦、銀需采用不同的測定介質(zhì)，現(xiàn)目前銀的測定介質(zhì)為鹽酸介質(zhì)，銦的測定介質(zhì)為硝酸介質(zhì)，如果采用原子吸收進(jìn)行測定，樣品需要預(yù)處理兩次。分析效率低，還需要消耗大量的預(yù)處理藥劑，分析成本高，本文采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀對礦石中銦、銀進(jìn)行同時(shí)測定，對該方法的檢出限、準(zhǔn)確性、加標(biāo)回收率、精密度等進(jìn)行了研究，同時(shí)對儀器條件也進(jìn)行了優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)了電感耦合等離子發(fā)射光譜儀同時(shí)測定礦石中銦、銀含量。分析結(jié)果準(zhǔn)確，為都龍礦區(qū)的探礦、采礦、選礦、冶煉工藝流程提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)了銦、銀采選冶精細(xì)化管理。實(shí)現(xiàn)了資源的合理化應(yīng)用，減少了資源浪費(fèi)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及條件參數(shù)

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（Agilent ICP-OES 5110），儀器工作參數(shù)為：RF功率為1.15KW，輔助氣(Ar)流速1.0L/min，霧化器流量為0.70L/min，提升延時(shí)15s，穩(wěn)定時(shí)間為10s，讀數(shù)時(shí)間為10s，高純氬氣（質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于99.999%）。

1.2 主要試劑和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

試劑：分析純鹽酸（HCl），分析純硝酸（HNO3），分析純氫溴酸（HBr），分析純氟化氫銨（NH4HF），去離子水。

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：鎢礦石(GBW07240)。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液和標(biāo)準(zhǔn)曲線

銦、銀標(biāo)準(zhǔn)溶液均為100μg/mL，工作曲線經(jīng)逐級稀釋 為 5μg/mL、4μg/mL、3μg/mL、2μg/mL、1μg/mL、0.5μg/mL、0.25μg/mL、0μg/mL。如表1所示。

表1 銦、銀標(biāo)準(zhǔn)工作曲線（mg/L）

1.4 銦、銀分析譜線的選取

礦石中銦、銀含量極低，因此需要選用波長靈敏度高、無其他元素干擾、信號強(qiáng)度大的分析譜線，同時(shí)利用ICPOES譜線多的特點(diǎn)，同時(shí)選取4條～5條不同級次的分析譜線同時(shí)測定，根據(jù)測定數(shù)據(jù)，選取信背比大的分析譜線作為分析譜線。本文最終選取的分析波長如表2所示。

表2 銦、銀分析波長及譜線級次

銦230.606 2941.4 II銀328.068 82675.0 Ⅰ

1.5 譜線干擾實(shí)驗(yàn)

若觀測方式為徑向，要考慮譜線干擾，兩條譜線相差小于0.007nm，需要利用軟件的FACT功能進(jìn)行校正，扣除干擾元素的影響。若觀測方式為軸向，則不需要進(jìn)行校正。因?yàn)殂?、銀含量極低，本文采用的觀測方式為軸向，元素譜線之間無干擾。

1.6 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱取1g礦石于200ml玻璃燒杯中，依次加入少許氟化氫銨溶液，加入5mL氫溴酸、15毫升鹽酸、5毫升硝酸。置于100℃的電熱板上低溫煮至清亮，再將溫度調(diào)至250℃，將溶液煮至凈干，用燒杯鉗抬下，加入5mL鹽酸，冷卻至室溫，用洗瓶沖洗燒杯壁三次。將其轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，定容至刻度線，搖勻用濾紙過濾至50mL小燒杯中待測。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器參數(shù)優(yōu)化

2.1.1 RF功率的優(yōu)化試驗(yàn)

在電感耦合等離子發(fā)射光譜儀測定中，RF功率過高或者過低都不利于獲得高的信背比，需要選取適當(dāng)?shù)腞F功率，才有利于分析測定。在不改變其它條件的情況下，測定濃度為3μg/mL的銦、銀溶液在RF功率為1.0KW、1.05KW、1.10KW、1.15KW、1.20KW、1.25KW下信背比，通過測定1.15KW下的信背比最大，因此本文RF功率為1.15KW。

2.1.2 霧化器流量優(yōu)化試驗(yàn)

霧化器流量越大，樣品提升量越大。霧化效果越好，但是不同的元素對霧化器流量要求并不一樣，因此需要進(jìn)行霧化器流量優(yōu)化。在其它條件不變的情況下，分別測定3μg/mL的銦、銀溶液在霧化器流量為0.50L/min、0.55L/min、0.60L/min、0.65L/min、0.70L/min下的信背比，當(dāng)霧化器流量為0.70L/min時(shí)，銦、銀的信背比達(dá)到最大，因此測定銦、銀的霧化器流量選擇0.70L/min。

2.1.3 積分時(shí)間優(yōu)化試驗(yàn)

積分時(shí)間長，有利于獲得穩(wěn)定的信號強(qiáng)度，得到穩(wěn)定的讀數(shù)。改善數(shù)據(jù)的精密度，但是積分時(shí)間太長，樣品測定速度慢，在不改變其它條件的情況下，分別測定積分時(shí)間為3s、5s、8s、10s下的讀數(shù)結(jié)果，數(shù)據(jù)表明4個(gè)測量時(shí)間下的讀數(shù)均一致，為提高樣品分析效率，采用3s的積分時(shí)間作為銦、銀的測定條件。

2.2 方法檢出限

方法檢出限是該方法能測定元素的最低含量，取12個(gè)200mL燒杯，加入跟實(shí)際樣品預(yù)處理相同的試劑，中間處理過程與實(shí)際樣品一致，最后轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中搖勻待測。點(diǎn)燃等離子體30分鐘后，測量標(biāo)準(zhǔn)曲線，繪制好標(biāo)準(zhǔn)曲線，測定12個(gè)空白樣品，根據(jù)測定結(jié)果依據(jù)公式計(jì)算出檢出限，測定數(shù)據(jù)及檢出限計(jì)算如表3所示。

表3 方法檢出限(g/t)

2.3 方法精密度、準(zhǔn)確度、加標(biāo)回收率

方法精密度用RSD(%)來衡量，準(zhǔn)確度用相對誤差RE（%）來衡量，國家標(biāo)準(zhǔn)樣品鎢礦石（GBW07240）中銦、銀含量為8.7g/t、8.3g/t。按照試驗(yàn)預(yù)處理方法處理該樣品12次，計(jì)算該標(biāo)準(zhǔn)樣品的精密度RSD(%)和準(zhǔn)確度相對誤差RE(%)，結(jié)果如表4所示，用同樣的方法分別分析檢測四個(gè)實(shí)際樣品，計(jì)算精密度與準(zhǔn)確度如表5、表6所示。樣品加標(biāo)回收率如表6所示。

表4 標(biāo)準(zhǔn)樣品精密度和準(zhǔn)確度

表5 選礦車間原礦樣品精密度和準(zhǔn)確度

表6 地質(zhì)勘探樣品精密度和準(zhǔn)確度

表7 加標(biāo)回收率（%）

從以上精密度、準(zhǔn)確度、加標(biāo)回收試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，方法精密度、準(zhǔn)確度、加標(biāo)回收試驗(yàn)均滿足要求。

3 結(jié)論

本文對電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀同時(shí)測定礦石中銦、銀含量進(jìn)行了準(zhǔn)確性、精密度、加標(biāo)回收等試驗(yàn)，進(jìn)行了方法確認(rèn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，該種方法準(zhǔn)確性高、檢出限低，精密度與準(zhǔn)確度均滿意，可以實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的對礦石中銦、銀含量進(jìn)行測定，對都龍礦區(qū)地質(zhì)勘探、采礦、選礦、冶煉提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持，對銦的綜合回收利用意義重大。