ICP–AES法測定錫精礦中錫、銅、鉛、鐵的含量

李佗，楊軍紅

(西部金屬材料股份有限公司理化檢驗中心，陜西寶雞 721014)

錫精礦是熔煉錫的主要原料。有色行業標準YS／T 339–2011按錫精礦中主含量錫及其雜質鐵、銅等含量的不同，將其分為不同的等級。因此準確測定錫精礦中各組分含量對其等級的判定尤為重要。

目前，錫精礦的測定方法一般為滴定法[1]、原子吸收法[2–5]，這些方法測定周期長，過程復雜，且不能同時測定多元素。近年來，用X射線熒光光譜法測定錫精礦中雜質組分也有報道[6]。電感耦合等離子體原子發射光譜(ICP–AES)法具有精密度好、準確度高、線性動態范圍寬、分析速度快、可多元素同時測定等諸多優點，已用于測定錫精礦中的雜質元素含量[7]。

筆者討論了不同熔樣方法對錫精礦中雜質元素測定結果的影響，最終選擇過氧化鈉熔融法分解試樣，鹽酸提取，首次提出利用ICP–AES測定錫精礦中錫、銅、鉛、砷、鐵的新方法，確定了分析條件和各元素的分析譜線，并在選定條件下進行了回收試驗及精密度試驗。該方法簡單、快速、準確度高，可用于實際生產中錫精礦樣品的測定。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

高分辨率全譜直讀等離子體原子發射光譜儀：Prodigy型，美國利曼公司；

錫、銅、鉛、鐵單元素標準貯備溶液：質量濃度均為1.0 g／L，用時按要求稀釋到所需濃度；

錫精礦標準樣品：編號為BY0107–1，冶金工業部；

實驗所用其它試劑均為優級純；

實驗用水為二次去離子水。

1.2 儀器工作條件

射頻功率：1100 W；溶液提升量：1.4 L／min；冷卻氣流量：20 L／min；霧化器壓力：36.54 MPa；輔助氣流量：0.2 L／min；積分時間：10 s。

1.3 樣品處理

稱取0.1000 g試樣于已烘干的鎳坩堝中，加入1.0 g Na2O2攪勻后，再覆蓋1.0 g Na2O2。將坩堝放入預先升溫至850℃左右的馬弗爐中，熔融10 min后取出，稍冷。用50 mL熱水浸取試樣于150 mL燒杯中，待試樣浸取完全后，冷卻。加25 mL濃鹽酸溶解浸取物后，轉移至100 mL容量瓶中定容、混勻。分取10 mL試液于100 mL容量瓶中定容、混勻，待分析用。

2 結果與討論

2.1 試樣分解方法

實驗分別討論了酸溶法和堿融法對測定結果的影響，結果見表1。

表1 不同熔樣方法的測定結果

由表1可見，酸溶法試樣分解不完全，測定結果偏低。所以本實驗選擇堿融法作為試樣的分解方法。

2.2 過氧化鈉的用量

對Sn，Cu，Pb，Fe含量分別為 52.84%，0.146%，5.44%，13.68%的標準樣品進行試驗，不同過氧化鈉用量對測定的影響見表2。

表2 Na2O2用量的影響

由表2可見，隨著Na2O2用量的增加，各元素的測定值也隨之增大。這可能是由于熔融劑用量少時，樣品無法完全熔融的緣故。當Na2O2用量為1.8 g以上時，測定值與標準值基本一致。但為了保證溶液中較少的含鹽量，實驗選擇加入2.0 g的Na2O2熔融樣品。

2.3 分析譜線

按照實驗方法，進行分析譜線的選擇。選擇測定波長時既要最大限度地避開光譜干擾，又要考慮分析線的強度和準確性。用錫、銅、鉛、鐵溶液分別對譜線庫提供的3～4條譜線進行掃描，根據掃描峰的形狀、峰值與基線的情況比較，確定最終的分析譜線見表3。

表3 分析譜線 nm

2.4 工作曲線

按實驗方法分別加入一定量的錫、銅、鉛、鐵標準溶液，制備標準工作曲線。在實驗條件下，測定標準溶液中各待測元素的譜線強度，以分析元素濃度為橫坐標，譜線強度為縱坐標，繪制各待測元素的校準曲線。同時測量試劑空白溶液10 次，以測定結果標準偏差的3倍作為檢出限。試驗結果表明，該方法檢出限較低，待測元素在測定范圍內有良好的線性關系，結果見表4。

表4 線性方程與檢出限

2.5 標準樣品測定

按照實驗方法，對錫精礦標準樣品(BY0107–1)測定中 Sn，Cu，Pb，Fe的含量，平均測定5次，結果見表5。由表5可以看出，本法測定結果與標準值基本一致，相對誤差在–2.74%～0.51%之間，分析結果可靠，測定結果的相對標準偏差為0.16%～2.11%，說明測定結果有較好的精密度。

表5 標準樣品的分析結果(n=5) %

2.6 回收試驗

按照實驗方法，在錫精礦標準樣品中(BY0107–1)加入不同量的標準溶液進行加標回收試驗，測定結果見表6。

表6 加標回收試驗結果 %

由表6可見，樣品回收率為92.0%～101.6%，說明測定結果準確可靠。

3 結語

錫精礦樣品經過氧化鈉熔融，鹽酸酸化后，ICP–AES同時測定錫精礦中錫、銅、鉛、鐵含量。本方法分解樣品徹底完全，分析流程簡單，易于掌握，一次熔樣可以同時測定錫、銅、鉛、鐵，克服了傳統分析方法流程長、單元素分析、操作繁瑣等局限，大大提高了分析效率，可用于實際生產中樣品的測定。

[1]GB／T 1819.2–2004 錫精礦化學分析方法錫量的測定碘酸鉀滴定法[S].

[2]蘇愛萍，施寶芝，張云，等.原子吸收光譜法測定錫精礦中的氧化鈣及氧化鎂[J].云南冶金，2011，40(6): 57–61.

[3]陳亞敏.火焰原子吸收法測定錫精礦中的Pb、Cu和Bi[J].現代商檢科技，1993，3(5): 52–53.

[4]鐘超宏，梁奕昌，馬曉國.快速測定錫精礦中錫[J].分析試驗室，1999，18(4): 98–99.

[5]譚莊柏.原子吸收光譜則定錫精礦中的鈣[J].湘潭大學學報(自然科學版 )，1993，15(2): 85–88.

[6]覃柞明，黃小美，黃旭.能量色散–X熒光光譜法測定錫精礦中砷鋅鐵銅[J].材料研究與應用，2009，3(4): 287–289.

[7]陳永欣，呂澤娥，劉順瓊.電感耦合等離子體原子發射光譜法測定錫精礦中雜質元素[J].冶金分析，2008，28(4): 20–22.