ICP-OES 測(cè)定鋅精礦中銅、鉛、銀、氧化鎂含量

李純浪，楊紹輝

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 馬關(guān) 663701）

我國(guó)鋅礦石資源豐富，在選礦工藝流程中，必須對(duì)鋅精礦中非主量元素進(jìn)行準(zhǔn)確、及時(shí)的測(cè)定，準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)可以及時(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)。提高選鋅的綜合回收率，為企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)避免資源的浪費(fèi)。采用ICP-OES 可以實(shí)現(xiàn)快速對(duì)鋅精礦中銅、鉛、銀、氧化鎂含量進(jìn)行準(zhǔn)確分析。可大大提高元素分析效率。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作參數(shù)

電感耦合等離子發(fā)射光譜儀（安捷倫科技 ICP-OES 5110），儀器工作條件：RF 功率1.15KW，輔助氣（Ar）流速1.0L/min，霧化器流量0.60L/min，樣品進(jìn)樣時(shí)間為10s，穩(wěn)定時(shí)間5s，高純氬氣（質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于99.999%）。

1.2 主要試劑及標(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，實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為國(guó)家一級(jí)標(biāo)樣，分別為脈錫原礦（BY0108-1）、銅精礦（YSS021-2004）、銅礦石（ZBK336）、鋅精礦（ZBK400）。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液和主要試劑

銅、鉛、銀、氧化鎂的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液為1000mg/L，1000mg/L，100 mg/L，1000mg/L，均為高純銅、鋅、銀、氧化鎂（國(guó)家基準(zhǔn)物質(zhì)）溶解得到。將銅、鋅、銀、氧化鎂標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制成混合標(biāo)準(zhǔn)曲線。溶液介質(zhì)為10%鹽酸，混合標(biāo)準(zhǔn)曲線如表1 所示。

表1 銅、鋅、銀混合標(biāo)準(zhǔn)曲線（mg/L）

1.4 元素分析波長(zhǎng)

鋅精礦礦中銅、鉛、銀、氧化鎂元素含量相對(duì)較低，需要采用信號(hào)強(qiáng)度較高的分析波長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)最終選定銅的波長(zhǎng)199.970nm，鉛的波長(zhǎng)220.353nm，銀的波長(zhǎng)328.068nm，氧化鎂的波長(zhǎng)277.983nm。發(fā)射強(qiáng)度如表2 所示。

1.5 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱取鋅精礦0.2000g 置于200ml 燒杯中，用少量蒸餾水潤(rùn)濕，加入15mL 鹽酸、5 毫升硝酸、5 毫升氫溴酸，將玻璃表皿蓋上，將燒杯置于70℃的電熱板上低溫除硫，待溶液溶解至清亮，將電熱板調(diào)至200℃，將溶液煮至近干，用燒杯鉗抬下，加入25mL 鹽酸，冷卻2min 后用洗瓶沖洗玻璃表皿和燒杯壁三次，待溶液冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移至250mL 燒杯中，定容至刻度線搖勻待測(cè)。

1.6 儀器條件優(yōu)化

1.6.1 高頻發(fā)射功率優(yōu)化

在ICP 光譜分析中，譜線強(qiáng)度和信號(hào)噪聲明顯受高頻功率的影響。在低功率下測(cè)試有利于獲得更好的檢出限，但受基體的影響較大；采用大功率可減輕基體的影響，但信噪比及檢出限受損。本試驗(yàn)選擇1.10KW、1.15KW、1.20KW、1.25KW 發(fā)射功率實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，高頻功率為1.20KW 時(shí)譜線強(qiáng)度最強(qiáng)，儀器信倍比最大。故選擇發(fā)射功率為1.15KW。如表3 所示。

表3 高頻發(fā)射功率優(yōu)化

1.6.2 霧化器流量?jī)?yōu)化

在ICP 光譜分析中，霧化器流量直接影響進(jìn)樣量和溶液霧化效果，而且不同元素對(duì)霧化器流量的要求也不盡相同，本方法選擇霧化器流量分別為0.55L/min、0.60L/min、0.65L/min、0.70 L/min，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，其中當(dāng)霧化器流量為0.60L/min 時(shí)，儀器信倍比最高，故選用霧化器流量為0.60L/min。

1.6.3 積分時(shí)間優(yōu)化

在ICP 光譜分析中，因?yàn)镃ID 檢測(cè)器測(cè)定的各譜線強(qiáng)度是以每秒計(jì)數(shù)的比率計(jì)算，故增加積分時(shí)間，并不會(huì)增加信號(hào)的強(qiáng)度，而會(huì)獲得更加穩(wěn)定的讀數(shù)，改善精密度與檢出限，但太長(zhǎng)的積分時(shí)間影響樣品的分析速度。本方法選擇3S、5S、10S、15S 進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，積分時(shí)間≥5S，信倍比再無(wú)改變，如下表所示，為節(jié)約分析時(shí)間，因此積分時(shí)間選擇為5s。

1.6.4 樣品進(jìn)樣量?jī)?yōu)化

在ICP 光譜分析中，樣品的進(jìn)樣量直接影響方法的靈敏度。ICP 光譜的進(jìn)樣量是通過(guò)蠕動(dòng)泵的泵速來(lái)決定的，泵速快則進(jìn)樣量多，泵速慢則進(jìn)樣量少。試驗(yàn)選取泵速為40r/min、60r/min、80r/min、100r/min 進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，如下表所示，結(jié)果表明，當(dāng)進(jìn)樣泵速為80r/min 時(shí)信倍比最大，因此進(jìn)樣泵速為80r/min。

2 結(jié)果與討論

2.1 方法檢出限

隨同實(shí)際樣品做12 個(gè)空白樣品，取12 個(gè)經(jīng)硝酸浸泡并用去離子水清洗、自然晾干的燒杯，所加試劑與實(shí)際樣品一致，最后定容至250mL 中進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)測(cè)試結(jié)果計(jì)算出該種方法檢出限。該方法銅、鉛、銀、氧化鎂檢出限如表4 所示。

表4 銅、鉛、銀、氧化鎂方法檢出限（%）

2.2 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)樣品分析結(jié)果對(duì)比表

表5 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)樣品與實(shí)際樣品分析結(jié)果對(duì)比表

2.3 樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)

以脈錫原礦（BY0108-1）、GB7237、銅精礦（YSS021-2004）、鋅精礦（ZBK400）進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表6 所示。加標(biāo)回收率在98%～104%之間。滿足測(cè)定要求。

3 結(jié)果與討論

本文采用王水預(yù)處理鋅精礦樣品，在鹽酸介質(zhì)中使用ICPOES 測(cè)定樣品中銅、鉛、銀、氧化鎂含量，對(duì)方法檢出限，結(jié)果準(zhǔn)確性、加標(biāo)回收率等進(jìn)行了研究，均滿足測(cè)定要求。該方法已投入使用，提高了分析檢測(cè)效率。節(jié)約了試劑成本、降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度。

表6 加標(biāo)回收試驗(yàn)（%）