ICP測定多金屬礦樣品中7種元素的研究

韓曉軍

（中國建筑材料工業地質勘查中心青?？傟?，青海 西寧 810008）

在地質勘查中經常遇到多種金屬礦共生，形成多金屬礦帶，這類礦床中礦石所含的有價礦物種類多，品位高，可進行礦產綜合評價和綜合利用，多金屬礦中多元素測定的傳統方法有容量法、分光光度法、原子吸收法等，但這些方法分析周期長，過程復雜，成本高，不能多元素同時測定。近年來，電感耦合等離子發射光譜法(ICP-AES)因其靈敏度高，準確性好，測試范圍寬，多元素同時測定等優點被廣泛應用。

本文采用四酸溶礦分解試樣，試劑用量少，過程簡單，參考ICP-AES法測定不同礦種及物種中多元素結果情況，選擇適當的儀器工作條件，分析譜線，背景扣除建立了同時測定多金屬礦中銅、鉛、鋅、鎢、鉬、鈷、鎳等7種元素的方法。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料與設備

溶液采用國家標準溶液。Cu、Pb、Zn、W、Mo、Co、Ni等標準儲備液為1mg/mL。消化用試劑均為優級純，實驗用水為高純水。實驗儀器采用美國熱電ICAP6300電感耦合等離子發射光譜儀。

1.2 樣品處理及儀器工作參數

稱取0.1000g樣品于30mL聚四氟乙烯燒杯中，加入5mL鹽酸和2mL硝酸，置于控溫電熱板上，于110℃加熱1h，加入20mL氫氟酸、1mL高氯酸，于110℃加熱2h，升溫至130℃高溫加熱2h，升溫至160～180℃趕盡高氯酸，取下冷卻，加入5mL王水和水少許，再加熱至完全溶解后，冷卻，過濾于100mL容量瓶中，用水稀釋到刻度，搖勻待測。

按同樣條件配制試劑空白。在相同實驗條件下，處理加標溶液，以備測定回收率用。儀器工作參數見表1。

表1 電感耦合等離子發射光譜儀工作參數

2 實驗結果與分析

2.1 試樣測試結果

儀器提供的每種元素的分析譜線有幾十條，采用不同的譜線，所測定的結果相差甚遠，因為譜線間存在很大的干擾，不僅同一元素的不同譜線間存在干擾，而且不同元素的譜線間也存在嚴重的干擾，不同譜線的強度也不同。

本文通過對譜圖形狀的觀察(分析有無譜線干擾)、譜線強度數據對比、背景強度數據比較之后，再考察各個譜線的信噪比值情況加以綜合考慮，實驗選擇了最佳波長。元素的分析譜線分別為Cu：324.754nm、Pb：220.353nm、Zn：206.200nm、W：239.709nm、Mo：202.030nm、Co：228.616nm、Ni：231.604nm。優化后的實驗條件下，多金屬礦標準樣品共有4個，分別進行分析，測定結果見表2。

表2 標準樣品測定結果(%)

2.2 回收實驗

隨機抽取3個多金屬樣品 ，本次試驗中抽取的是GBW07296，GBW07295，GBW07249。對其中的任一樣品稱取2份。1份定量加入標準溶液，另1份不加標準溶液，在相同的條件下處理，然后測定各元素的含量，并計算其回收率(見表3)。研究發現，所選擇各元素的譜線可以作分析譜線，可以避免元素間的光譜干擾。

物理干擾、化學干擾、離子干擾和光譜干擾等的消除：由于等離子體的高溫，多金屬礦的ICP分析中，化學干擾較少。因表面張力、粘度、密度和鹽分等造成霧化器提升效率的差異而引起的物理干擾，我們利用基體匹配來消除。至于光譜干擾，通過改變波長選擇、對樣品濃度做適當的稀釋來克服。

表3 加入標準溶液的回收率

背景的扣除：由于雜散光、譜帶展寬、低強度的分子連續發射等產生的背景，考慮較高濃度元素對測定的影響，通過選擇最合適的測定波長、優化儀器參數來尋求方法的最優化設置。利用計算機操作軟件，選擇Fitted背景矯正，儀器會自動進行背景扣除。

2.3 檢出限和精密度

采用空白溶液和3個混合標準溶液繪制校準曲線，連續測定11份加入基體的空白溶液，以3倍標準偏差計算方法檢出限，見表4。對于同一多金屬礦標準樣品連續測定7次，計算相對偏差，分析其精密度，結果見表5。

3 結論

建立的電感耦合等離子發射光譜測定多金屬礦中7元素的方法，方法試劑用量少，試樣分解完全，操作簡單，準確度高，線性范圍寬，可以適用于測定多金屬礦中7種元素。

表4 各元素檢出限

表5 各元素測定方法的精密度

[1]李清彩,趙慶令,孫寧,等.電感耦合等離子體發射光譜測定區域地球化學樣品中Cu、Mo、Pb、Sn、W、Zn元素[J].分析試驗室,2008,27(B12):317-319.

[2]《巖石礦物分析》編寫小組.巖石礦物分析[M].北京:地質出版社,1991.

[3]葉家瑜,江寶林.區域地球化學勘查樣品分析方法[M].北京:地質出版社,2004.

[4]龔迎莉,汪雙清,沈斌.電感耦合等離子體原子發射光譜法同時測定沉積巖中15個元素[J].巖礦測試,2007,26(3):230-232.

[5]馬新蕊.電感耦合等離子體發射光譜測定硫鐵礦中的鐵、硫、銅、鋅、砷、鉛[J].云南化工,2008,35(3):58-59.

[6]王松平,常平,侯天平.電感耦合等離子體發射光譜法直接測定黃銅礦中多元素[J].巖礦測試,2004,23(3):228-230.

[7]周桂海.微波溶樣-ICP法測定硅質耐材中氧化鐵、氧化鋁量[J].梅山科技,2005(3):22-23.