亞硫酸鈉浸取-電感耦合等離子體光譜法測定硫物相分析中的自然硫

霍成玉，何媛媛，馬龍，王洪桂

（青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測試應(yīng)用中心，青海 西寧 810000）

硫在自然界中分布面積極廣，其存在的狀態(tài)有自然硫、硫化物硫以及硫酸鹽硫共三類礦物，但分布占多數(shù)的是硫化物硫和硫酸鹽硫，自然硫的礦物分布較少。硫化物硫的礦物中主要有閃鋅礦、黃鐵礦、輝銅礦、方鉛礦等等。硫酸鹽的硫礦石中，主要有重晶石、石膏、芒硝、天青石、明礬石、苦土石等[1]。

自然硫是一種斜方晶錫的a硫，分子式為S8,一般都為火山作用下形成的硫或者是沉積作用下形成的硫。分布在地殼的最上部分以及其表部。在常態(tài)下自然硫呈黃色、棕黃色，含有雜質(zhì)的時候呈有紅色、黃色、黑色。條痕呈現(xiàn)為淡黃色或者白色

硫物相分析中自然硫的測試一般采用碘量法[2-4]，即用亞硫酸鈉作溶劑浸取完全后，取適量溶液加入少量40%甲醛溶液，用乙酸酸化后用淀粉溶液作為指示劑，用0.05 mol/L 碘的標準溶液進行滴定。此方法雖然為國內(nèi)經(jīng)典方法，但是用容量法進行滴定測試過程比較繁瑣，使用時間比較長，而且亞硫酸鈉的用量控制不好會造成滴定終點不太穩(wěn)定[5]。同時分析過程中用到的甲醛試劑是劇毒物，對人體會有一定的傷害，所以采用電感耦合等離子體光譜儀會簡便快速地分析測試硫物相中的自然硫。

1 實驗部分

除非另有說明，在以下分析實驗用水僅使用去離子水。

1.1 儀器名稱與試劑

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（賽默飛世爾科技）；

氬氣（純度99.9%）；

鹽酸（ρ=1.19 g/mL）；

亞硫酸鈉（分析純）；

實驗用水均為去離子水。

1.2 儀器的工作條件

儀器的測量條件及工作參數(shù)見表1。

表1 iCAP6300 型電桿耦合等離子體發(fā)射光譜儀工作參數(shù)

1.3 硫化物（S2-）標準溶液配制

稱取7.490 5 g 硫化鈉（Na2S·9H2O；Mr=240.18） 于200 mL 燒杯中，用新煮沸冷卻的水溶解后，移入1 000 mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。得ρ（S2-）=1 mg/mL 標準工作液，現(xiàn)用現(xiàn)標定。

1.4 試樣處理

準確在電子天平上稱取1g 試樣（精確到0.000 1），放置于250 mL 燒杯中，加入去離子水50 mL，再加入20 g 亞硫酸鈉，用玻璃棒攪勻使其充分接觸，放電熱板上煮沸并沸水浴保持2 h （期間要補加適量的去離子水保持溶液的體積不發(fā)生改變）。取下，冷卻，移入250 mL 的容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，搖勻并靜置待用。

取5 mL 上述稀釋好的清液至25 mL 比色管中，加入（1+1）鹽酸5 mL 搖勻。

1.5 工作曲線繪制

取ρ（S2-）=1 mg/mL（A）標準工作液100 mL到1 000 mL，得ρ（S2-）=100 μg/mL 工作液。按此工作液繪制工作曲線，分別制備0.00、0.01、0.10、1.0、10.0、100、200μg/mL 曲線點，得0.000%、0.0003%、0.0025%、0.025%、0.25%、2.50%、5.00%。

1.6 儀器分析

新建分析方法，進行標準化處理，檢查標準及試樣的背景扣除情況(有必要時調(diào)整背景扣除位置，以便得到較好的分析結(jié)果)，開始分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 方法檢出限的測定

選擇最佳的儀器條件，按分析方法檢測同一份硫鐵礦試樣7 次，自然硫的分析測試檢出限數(shù)據(jù)結(jié)果見表2。

表2 方法檢出限測試數(shù)據(jù)

測試結(jié)果顯示，平行測定樣品7 次，按1.000 0 g 取樣量計算，測定平均值為7.04%，標準偏差為0.082 2，取t值3.143，計算得檢出限0.26%。

2.2 方法精密度的測定

選擇最佳的儀器條件，按分析方法檢測同一份銅礦石試樣7 次，自然硫的分析測試檢出限數(shù)據(jù)結(jié)果見下表3。

表3 方法精密度測試數(shù)據(jù)

測試結(jié)果顯示，平行測定樣品7 次，按1.000 0 g 取樣量計算，測定平均值為7.04%，精密度RSD為1.17%。

2.4 溫度對測定結(jié)果的影響

在分析硫物相中自然硫的過程中，用亞硫酸鈉浸取時，如果溫度過低會導(dǎo)致浸取會不完全，會使自然硫偏低，如果溫度過高會使亞硫酸鈉形成結(jié)晶析出，鹽類增高，儀器測定容易堵塞從而使結(jié)果偏低。所以保持沸水浴并及時加水來減少溫度對測定結(jié)果的影響。

2.5 粒度對測定結(jié)果的影響

在分析硫物相中自然硫的過程中，粒度也對測定結(jié)果有一定的影響，小的粒度能大大地提高物相分析時的接觸面積，會使溶解時的速度加快，如果粒度太大會使亞硫酸鈉浸取不完全導(dǎo)致測試結(jié)果偏低，所以要求樣品的粒度需保持在0.074 mm以下[6]。

3 結(jié) 論

本方法采用亞硫酸鈉浸取-電感耦合等離子體光譜法測定硫物相分析中的自然硫，通過對硫鐵礦和銅礦石中硫的物相分析，計算得出方法檢出限為0.26%，標準偏差為0.082 2，方法精密度為1.17%。結(jié)果表明，本方法具有比較低的檢出限以及比較高的精密度。能夠滿足硫物相中自然硫的測試要求。