電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法技術(shù)檢測鎢礦石的成分

向吉鋒

（中鋼集團(tuán)天津地質(zhì)研究院有限公司，天津 300000）

我國是世界上鎢礦石儲(chǔ)量最為豐富的國家，根據(jù)相關(guān)資料顯示，我國鎢礦石的種類多達(dá)15種，其中黑鎢礦石和白鎢礦石具有極其重要的工業(yè)價(jià)值。分析鎢礦石組成成分與元素含量時(shí)，普遍采用化學(xué)物相分析法。利用化學(xué)物相分析法測定鎢礦石，需要測定礦石內(nèi)部的黑鎢礦[（Fe，Mn）WO4]含量、白鎢礦（CaWO4）、鎢華（WO3）的含量。測量的原理是鎢華在氨水中易溶，白鎢礦在草酸溶液中易溶，黑鎢礦不易溶于氨水和草酸溶液[1]。這種方法雖然比較普遍，但是精準(zhǔn)度不高，在分析的時(shí)候需要處理較多流程，導(dǎo)致靈敏度下降。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法技術(shù)可以規(guī)避這種弊端，滿足鎢礦石測定。

1 試驗(yàn)部分

1.1 測試試驗(yàn)儀器與試劑

設(shè)備儀器為電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀，設(shè)備的型號(hào)為ICP6300。選擇的試劑為儲(chǔ)備溶液，混合標(biāo)準(zhǔn)為1.000g·L-1，氬氣為高純度，純度值超過99.99%。所有試劑均為分析純，試驗(yàn)用水為去離子水。

1.2 試驗(yàn)方法

儀器工作功率設(shè)置為1150W，工作頻率為27.12MHz，霧化氣流量控制在0.5L·min-1，等離子氣流量控制在15L·min-1。沖洗樣品的時(shí)間維系在10秒鐘左右，沖洗的泵速控制在50r·min-1，分析泵速50r·min-1。短波和長波的積分時(shí)間分別設(shè)置為25s和15s。除此之外，測量工作要反復(fù)進(jìn)行三次，以保障結(jié)果正確性。

取出試驗(yàn)所需要的樣品，重量為0.1g，將其放入鎳坩堝中，鎳坩堝中加入重量為0.5g粉狀的氫氧化鈉產(chǎn)品，均勻攪拌，在攪拌均勻后的樣品上覆蓋過氧化鈉，完成的樣品放在馬弗爐上進(jìn)行熔融。熔融過程，保持馬弗爐穩(wěn)定恒定在700℃，持續(xù)時(shí)間保持在10min。在熔融完成以后，取出鎳坩堝，并根據(jù)試驗(yàn)的需求對(duì)鎳坩堝進(jìn)行輕微的轉(zhuǎn)動(dòng)，直至溫度出現(xiàn)下降。將樣品與調(diào)配完成的溶液放入到400ml容量的燒杯容器中，同時(shí)將25ml的熱水加入其中進(jìn)行融合，才外，在酸化處理過程中將200g·L-1酒石酸溶液與15ml的濃硫酸溶液混合放入其中，將完成酸化的樣品進(jìn)行提取。將完成提取的溶液放在控溫電熱板上，將溫度調(diào)控為180℃，同時(shí)做加蓋處理，再次進(jìn)行10min的溶解后取出，待溫度下降以后，將其移動(dòng)到100ml的容量瓶當(dāng)中，對(duì)溶液采取定容、搖勻和放置操作，存放的時(shí)間需要控制到過夜，靜置以后取出10ml的上清液，將上清液存放到100ml容量的容器當(dāng)中，對(duì)上清液溶液采取定容和搖勻處理，以對(duì)鎢礦石當(dāng)中的鉬元素、鈦元素、鐵元素、鋁元素、鎢元素和硅元素進(jìn)行檢驗(yàn)。

2 研究結(jié)果

2.1 選擇酒石酸——鹽酸體系試劑用量

試驗(yàn)最為重要的溶劑之一是酒石酸，鎢元素、鉬元素以及錫元素與鹽酸產(chǎn)生作用，會(huì)在溶液中發(fā)生水解現(xiàn)象，造成沉淀，嚴(yán)重情況下將會(huì)造成試驗(yàn)數(shù)值偏低[2]。普遍而言，酒石酸與鎢元素、鉬元素、錫元素反應(yīng)，生成絡(luò)合物，可見在檢測鎢元素、鉬元素和錫元素時(shí)，只需要加入酒石酸便可獲得結(jié)果。浸取熔融完成之后的樣品過程當(dāng)中，加入鹽酸影響到鎢礦石當(dāng)中的鉬元素、鎢元素和錫元素檢測結(jié)果。為深入探究鎢礦石當(dāng)中的成分受到鹽酸濃度影響程度，在實(shí)驗(yàn)的過程中稱量出5分標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)GBW07241，在燒杯當(dāng)中融合酒石酸與熱水，將體積不同的鹽酸分別加入燒杯內(nèi)。當(dāng)鹽酸加入量為5ml時(shí)，不能完全溶解熔塊，不完全酸化，五組均為獲得結(jié)果。當(dāng)鹽酸加入量為15ml時(shí)，測定值基本吻合于認(rèn)定值。當(dāng)鹽酸加入量為25ml時(shí)，鎢礦石中鎢元素與錫元素測定值顯著偏低，但其他元素測定值未發(fā)生變化，發(fā)生這種現(xiàn)象的原因可能由于溶液酸性過高。在試驗(yàn)中，鹽酸加入量控制在15ml最為合適。鎢礦石主要元素檢測結(jié)果如表1。

表1 鎢礦石元素酸度試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2 選擇合適熔礦方式、溶劑和波長

分析過氧化鈉和氫氧化鈉，在分解鎢礦石中硅元素、錫元素和鎢元素方面效果顯著[3]。但拘泥于性質(zhì)，分解鎢礦石需單獨(dú)利用氫氧化鈉，此時(shí)鎢礦石也不會(huì)完全熔融，最終測量錫元素、硅元素、鋁元素結(jié)果偏低。強(qiáng)氧化特質(zhì)作用，過多使用過氧化鈉，將損壞鎳坩堝，干擾基體。所以本試驗(yàn)聯(lián)合過氧化鈉和氫氧化鈉，借助于兩者混合試劑熔融試樣。開始試驗(yàn)受，預(yù)先在鎳坩堝底部放置氫氧化鈉，容量為0.5g，將樣品放入，加入0.1g過氧化鈉，此舉只為提升溶礦效果。試驗(yàn)結(jié)果證明，通過這種方法展開試驗(yàn)，能夠徹底將樣品進(jìn)行溶解。在容器中加入適量的鹽酸，燒杯的底部仍舊仍舊呈澄清狀態(tài)。由此可以得知，這種試驗(yàn)方法對(duì)于鎳坩堝所產(chǎn)生的影響相對(duì)比較低，且鎳坩堝自帶鎳元素不會(huì)影響檢測鎢礦石。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀中自帶軟件，可提供較多靈敏線，有助于檢測鎢礦石元素。分析鎢礦石當(dāng)中的成分元素以及背景校正，結(jié)果如表2所示。

表2 鎢礦石當(dāng)中的成分元素以及背景校正表

2.3 排除基體干擾與檢出限參數(shù)和方法

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀中，存在的基體干擾較小，就排除干擾角度而言，消除干擾尤為重要。一般情況下，消除基體干擾的標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測溶液基本類似，使用后可獲得良好效果[4]。堿融溶液中，主元素為鈉，為確保基體類似，在試驗(yàn)中將1%的鈉鹽加入到已經(jīng)制配完成的標(biāo)準(zhǔn)溶液并準(zhǔn)備檢測。按照本次試驗(yàn)的方法測定混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，對(duì)鎢礦石中所測量的元素線性范圍、相關(guān)系數(shù)、檢出限明確，如表3所示。

表3 鎢礦石中所測元素線性范圍、相關(guān)系數(shù)、檢出限

2.4 試驗(yàn)方法精密度與準(zhǔn)確度

平行測量礦物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，以本次試驗(yàn)確定的方法為依據(jù)，將測定的份數(shù)分成12份。確定鎢礦石成分之中所有元素的認(rèn)定值以及其測定值，與此同時(shí)還需要對(duì)元素相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行掌握，基于此明確各種檢測元素的方法。例如在測定鎢礦石中的硅元素，便可以使用動(dòng)物膠重量法展開比較本次試驗(yàn)選取的方法與上述相應(yīng)的化學(xué)方法，結(jié)果顯示鎢礦石當(dāng)中的主要成分元素。由此可見，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法檢測鎢礦石成分，均吻合元素認(rèn)定值，且具有較高精準(zhǔn)度。

3 結(jié)語

以鎢礦石成分測定現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，試驗(yàn)中強(qiáng)化測定鎢礦石成分的方法。如今，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法技術(shù)檢測礦石成分具有廣闊前景。為進(jìn)一步強(qiáng)化電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法技術(shù)檢測鎢礦石成分中的效果，在試驗(yàn)中對(duì)測定結(jié)果認(rèn)定值偏差范圍作出證實(shí)，以證明此方法的精準(zhǔn)度。