電感耦合等離子發(fā)射光譜法同時(shí)測(cè)定銻礦石中的銻和銀

摘要：本文建立了電感耦合等離子發(fā)射光譜法測(cè)定銻礦石中的銻和銀的分析方法，該方法利用先進(jìn)儀器實(shí)現(xiàn)快速分析的同時(shí)提高了檢測(cè)的精密度和正確度。本研究?jī)?yōu)化了測(cè)試波長(zhǎng)，對(duì)測(cè)試機(jī)理進(jìn)行了討論。最佳實(shí)驗(yàn)條件下，銻的檢出限為0.003% ，銀的檢出限為0.66 μg/g 通過(guò)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗(yàn)證，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD， n=7 ）均不大于 2.5% ，具有快速、簡(jiǎn)便、測(cè)試范圍寬、靈敏度高的特點(diǎn)，適用于銻 0.012%～20.0% ，銀2.64＼～2000 μ g/g的樣品批量分析。

Simultaneous Determination of Antimony and Silver in Antimony Ore by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy

LYU Xiaohui1.2 YUTian1.2 YANG Yamin1.2 （1.NorthChinaNonferrousMetalsYanjiaoCentralLaboratoryCo.，Ltd.，anhe;2.ComprehensiveSurveyBrigadeof North China Geological Survey Bureau）

Abstract：This paper establishedan inductively coupled plasma optical emisson spectroscopy method for the determination of antimony and silver inantimony ore.Advanced instruments were used toachieverapid analysis whileimproving the precisionandaccuracyofdetection.Inthisstudy，thetestwavelength was optimized，andthe test mechanism was discussed.Under the optimal experimental conditions，the detection limit of antimony is 0.003% ，and the detection limit of silver is 0.66μg/g respectively.The relative standard deviations （RSD， n=7 ）wereverifiedbynational first-class standard substances and were not more than 2.5% .With the characteristics of speediness，simplicity，wide testingrange，andhighsensitivity，itcanbeappliedtobatchanalysisofsampleswithantimonycontentranging from 0.012% to 20.0% and silver content ranging from 2.64 to 2000μg/g

Keywords：antimony ore;inductively coupled plasma optical emission spectroscopy;rapid analysis

0 引言

銻和銀作為兩種重要的金屬元素，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)與日常生活中具有廣泛的應(yīng)用。銻及其合金和化合物在多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如，銻合金因其硬度高、耐磨性好，常被用于制造蓄電池極板、軸承、槍彈等工業(yè)產(chǎn)品；銻的化合物則被用于生產(chǎn)耐火漆、染劑等化工產(chǎn)品。此外，銻在醫(yī)藥領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用，例如用于治療某些寄生蟲(chóng)病。在軍事領(lǐng)域，銻的化合物還被用于制造煙霧彈和阻燃劑。銀作為一種貴金屬，不僅具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)而被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。銀具有優(yōu)異的可塑性、對(duì)光的高反射性以及極高的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，因此在電子工業(yè)中用于制造導(dǎo)電材料、觸點(diǎn)和半導(dǎo)體器件；在醫(yī)療領(lǐng)域，銀的抗菌特性使其被用于制造醫(yī)療器械和抗菌敷料；在光學(xué)領(lǐng)域，銀被用于制造鏡面和光學(xué)涂層；在食品工業(yè)中，銀也被用作食品添加劑和包裝材料，以延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。

銻礦物種類(lèi)繁多，已知的銻礦物有120多種，其中銀常作為重要的伴生礦物存在。銻和銀多以硫銻化合物的形式存在于礦石中，例如輝銻礦和硫銻銀礦等。這些礦物的提取和分離過(guò)程復(fù)雜，需要高效的檢測(cè)方法來(lái)確定礦石中銻和銀的含量。傳統(tǒng)銻礦石分析方法中，銻主要采用容量法[2、極譜法[3]、原子吸收法、原子熒光光譜法進(jìn)行測(cè)試;銀采用原子吸收光譜法、發(fā)射光譜法[5-8、光度法以及石墨爐原子吸收光譜法。其中，容量法通過(guò)滴定反應(yīng)測(cè)定銻的含量，雖然操作簡(jiǎn)單，但精度較低且耗時(shí)長(zhǎng)；極譜法利用電化學(xué)原理測(cè)定銻的含量，適用于微量分析，但設(shè)備復(fù)雜且操作要求高；原子吸收法和原子熒光光譜法則通過(guò)測(cè)量原子吸收或發(fā)射的特征光譜來(lái)測(cè)定銻的含量，具有較高的靈敏度，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)多元素同步測(cè)試。對(duì)于銀的測(cè)定，常用的方法包括原子吸收光譜法、發(fā)射光譜法、光度法以及石墨爐原子吸收光譜法。這些方法雖然各有優(yōu)勢(shì)，但大多數(shù)需要單獨(dú)處理樣品，測(cè)試流程復(fù)雜且耗時(shí)較長(zhǎng)。此外，容量法、光度法和極譜法在測(cè)試過(guò)程中消耗大量試劑，不僅增加了成本，還對(duì)環(huán)境造成了一定的污染，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)效率的提高。

近年來(lái)，隨著分析技術(shù)的不斷進(jìn)步，電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES）逐漸成為礦石分析的主要分析設(shè)備。ICP-OES具有測(cè)試含量范圍寬、可同時(shí)測(cè)定多種元素、靈敏度高、分析速度快等優(yōu)勢(shì)，能夠顯著提高檢測(cè)效率和精度。與傳統(tǒng)方法相比，ICP-OES通過(guò)對(duì)樣品的一次性預(yù)處理，即可同時(shí)測(cè)定銻和銀的含量，避免了多次處理樣品的煩瑣步驟，大大縮短了測(cè)試時(shí)間。此外，ICP-OES的試劑消耗量較少，對(duì)環(huán)境的影響也較小，符合綠色化學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。

本研究采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法對(duì)銻和銀進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)優(yōu)化樣品預(yù)處理?xiàng)l件和儀器參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦石中銻和銀含量的快速、準(zhǔn)確測(cè)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法具有較高的精密度和準(zhǔn)確度，能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)礦石分析的高效需求。同時(shí)，該方法減少了試劑消耗和環(huán)境污染，為礦石分析提供了一種更加環(huán)保、高效的解決方案。未來(lái)，隨著ICP-OES技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和普及，其在礦石分析中的應(yīng)用前景將更加廣闊，為礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)和利用提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器及工作參數(shù)

1.1.1電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀

7300DV電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（美國(guó)PE公司），儀器工作參數(shù)見(jiàn)表1。

1.1.2電子天平

電子天平為賽多利斯SQP，稱(chēng)量范圍： 10～120g 實(shí)際分度值 0.1mg 。

1.2主要試劑和器血

銻標(biāo)準(zhǔn)溶液（ 1000mg/L ，壇墨質(zhì)檢-標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）：使用時(shí)逐級(jí)稀釋。

銀標(biāo)準(zhǔn)溶液（ 1000mg/L ，壇墨質(zhì)檢-標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）：使用時(shí)逐級(jí)稀釋。

鹽酸、硝酸、硫酸，均為分析純。

燒杯（ 50mL ）。

容量瓶（ 50mL ）。

1.3標(biāo)準(zhǔn)工作曲線配制：

以銻、銀標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液為母液，配制濃度為100μg/mL 銻標(biāo)準(zhǔn)溶液和濃度為 銀標(biāo)準(zhǔn)溶液。再分別分取標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋?zhuān)渲?ρ_ρ （Sb）濃度為 0.00，1.00，5.00，10.0，20.0，50.0，|μg/mL; p（ Ag ）濃度為 0.00，0.20，0.50，1.00，2.00，4.00 μg/mL 的工作曲線，介質(zhì)為 10% 王水，現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.4樣品預(yù)處理

稱(chēng)取 0.1000g （精確至 0.0001g ）試樣置于 50mL 聚四氟乙烯燒杯中，以少量水潤(rùn)濕，加入15mL鹽酸，加熱 ，加入 5mL 硝酸，繼續(xù)加熱 ，加入10mL氫氟酸， 2mL 高氯酸，加熱至高氯酸煙冒盡，趁熱加人 5mL 硝酸，加熱近沸后取下，冷卻后轉(zhuǎn)移至100mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻待測(cè)

1.5樣品測(cè)試

在選定的工作條件下分別測(cè)定銀和銻的標(biāo)準(zhǔn)工作液，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，測(cè)試待測(cè)樣品中銻和銀的發(fā)射光強(qiáng)度，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出各元素含量。

度高、背景低、少干擾的原則進(jìn)行譜線選擇，銻選擇 206.832nm 作為測(cè)試譜線，銀選擇 328.07nm 作為測(cè)試譜線。

銻有3條分析譜線：206.84、217.58、231.15 nm，其中： 206.83nm ：最常用的譜線，靈敏度較高，可能受到鎢或鉍的干擾； 217.58nm ：次常用譜線，適用于低濃度銻的測(cè)定，可能受到鐵（Fe）或銅（Cu）的干擾； 231.15nm ：可用于高濃度銻的測(cè)定，可能受到鎳（Ni）或鈷（Co）的干擾。故銻選擇206.832作為測(cè)試譜線，開(kāi)展后續(xù)試驗(yàn)工作。

銀有兩條分析譜線： 328.07，338.29nm ，其中328.07nm 靈敏度最高。通過(guò)試驗(yàn)比較，確定分析譜線為 328.07nm 。

2.3儀器檢出限及方法測(cè)定限

在本方法擬定的實(shí)驗(yàn)條件下，按樣品前處理步驟制備12份空白溶液測(cè)定12次，以三倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算，測(cè)定銻和銀的儀器檢出限及方法測(cè)定限見(jiàn)表2。

2 結(jié)果與討論

2.1原理探討

試料經(jīng)鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸分解后，于王水介質(zhì)中，將待測(cè)試料溶液引入高溫等離子炬中，使待測(cè)元素被激發(fā)成離子及原子，發(fā)射出所含元素的特征譜線。在規(guī)定的波長(zhǎng)處測(cè)量各元素離子及原子的發(fā)射光譜強(qiáng)度，發(fā)射光譜強(qiáng)度與被測(cè)元素的濃度成正比，采用校準(zhǔn)曲線法，由儀器自帶計(jì)算機(jī)計(jì)算被測(cè)元素的含量。

2.2測(cè)試波長(zhǎng)的選擇

全譜直讀等離子體發(fā)射光譜可靈活選擇分析譜線，最大限度避免所測(cè)元素之間的譜線干擾，可通過(guò)對(duì)分析譜線的強(qiáng)度、峰形進(jìn)行比較，根據(jù)靈敏

2.4方法的精密度和正確度

采用梯礦石標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07174、GBW07279、GBW07175，銀礦石標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07255、GBW07257、GBW07259依本方法操作流程分別進(jìn)行7次測(cè)定，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的平均值、最大相對(duì)誤差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行結(jié)果統(tǒng)計(jì)，測(cè)試結(jié)果能滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，精密度、正確度數(shù)據(jù)見(jiàn)表3、表4。

2.5不同測(cè)試方法比對(duì)

采用實(shí)際樣品進(jìn)行不同方法測(cè)試，測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，所得測(cè)試結(jié)果基本一致，相對(duì)偏差小于重復(fù)分析相對(duì)偏差允許限，結(jié)果均可判定為合格，分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表5、表6。

3結(jié)語(yǔ)

本研究建立了鹽酸、硝酸、氫氟酸、高氯酸混酸溶樣，電感耦合等離子發(fā)射光譜法測(cè)定銻礦石中的銻和銀的分析方法。本法銻的檢出限為 0.003% 銀的檢出限為 0.66μg/g ，通過(guò)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗(yàn)證，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD， n=7 ）均不大于 2.5% ，具有快速、簡(jiǎn)便、測(cè)試范圍寬、靈敏度高的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)快速分析的同時(shí)提高了檢測(cè)的精密度和正確度，適用于銻 0.012～20.0% ，銀 2.64～2000μg/g 的樣品批量分析，適用樣品含量范圍寬，適用性強(qiáng)。

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（責(zé)任編輯：馬磊）