電感耦合等離子體光譜儀測定錫礦石中錫鎢鉬銅鉛鋅含量

黃勁

（新疆地礦局第一區域地質調查大隊實驗室，新疆烏魯木齊830013）

電感耦合等離子體光譜儀測定錫礦石中錫鎢鉬銅鉛鋅含量

黃勁*

（新疆地礦局第一區域地質調查大隊實驗室，新疆烏魯木齊830013）

采取偏硼酸鋰替代傳統的過氧化鈉進行熔礦，王水—酒石酸體系提取溶液，電感耦合等離子體光譜儀測定，降低了空白值和檢出限，提高了分析效率和分析質量，能同時測定錫礦石中錫和主要伴生組分的含量。經過實驗該方法檢測限為Sn：0.0008%，Cu：0.0004%，Pb：0.0010%，Zn：0.0017%，W：0.0007%，Mo：0.0015。通過對標準物質的測定，結果與標準值相符滿足錫礦石分析要求。

錫礦石；電感耦合等離子體光譜儀；偏硼酸鋰

中國錫礦作為單一礦產形式出現的只占12%，共生及伴生的礦產主要有銅、鉛、鋅、鎢、銻、鉬等［1］。傳統測定錫采用碘量法、重量法［2］、比色法、極譜法［3］、原子熒光法［4-5］和發射光譜法［6］，雖然這些方法范圍較廣，但能測定的元素比較單一，對于含量較高的干擾元素必須分離，所加試劑較多，操作復雜。為了同時測定錫礦石中主要伴生組分，隨著電感耦合等離子體光譜儀［7-9］和x射線熒光光譜儀的應用，錫礦石中多元素的分析已逐漸轉移到儀器分析上。本文主要采用電感耦合等離子體光譜儀測定。

電感耦合等離子體光譜儀測定錫礦石中的錫一般采取Na2O2堿溶，該熔劑能熔融絕大多數礦石，但對坩堝的腐蝕也最強烈，且對一些常見元素造成空白偏高。為了解決這2個問題，作者采取了偏硼酸鋰作為熔劑［10］，熱解石墨坩堝作為熔融器皿進行熔融，超聲波提取，電感耦合等離子體光譜儀測定。通過實驗該方法能更好地降低檢出限，提高精密度，也節約了器皿的消耗。

1　實驗部分

1.1儀器及工作參數

儀器：iCAP 6300 Radial型電感耦合等離子體光譜儀（美國賽默飛世爾出品）；

工作參數：ICP射頻功率1150W，冷卻器流量15.0L/min，輔助氣流量0.5L/min，霧化器流量0.7L/min，樣品沖洗30s，垂直觀測高度12.0mm，分析最大積分時間：短波15s，長波5s，沖洗泵速100r/min，分析泵速50r/min，泵穩定時間5s；

高溫電阻爐（最高1200℃，沈陽節能電爐廠）；

BS110S電子天平（0.0001g，賽多利斯公司出品）；

潔盟JP-040S超聲波清洗機（帶加熱功能）；

熱解石墨坩堝（用10%的王水煮沸0.5h，干燥后在750℃的馬弗爐內灼燒2h備用）。

1.2標準物質和主要試劑

錫礦石成分分析標準物質：GBW07281、GBW07282；

鎢礦石成分分析標準物質：GBW07240、GBW07241；

鉬礦石成分分析標準物質：GBW07238、GBW07239、GBW07285；

硝酸（優級純）；鹽酸（優級純）；酒石酸（優級純）；偏硼酸鋰（優級純，在石墨坩堝內脫水備用）。

1.3元素分析譜線的波長

利用儀器性能特點對每個元素選定2～3條不同級次的譜線進行測定，然后分析觀察每條譜線的發射強度，再考慮元素的檢出限、共存元素對其干擾和該元素的線性范圍，選擇測定元素的最佳譜線波長，并校準譜線。各元素分析譜線的波長及參數見表1。

1.4實驗方法

稱取0.4000g無水LiBO2置于10mL熱解石墨坩堝中，再準確稱取0.1000g樣品，與無水LiBO2混勻，熱解石墨坩堝放入瓷坩堝中，將坩堝置于1150℃高溫爐中熔融15min。取出坩堝，冷卻約1min后，將熱解石墨坩堝和熔融的樣品一并倒入裝有50mL左右含有50%的王水100mL和酒石酸（10g/L）燒杯中，將燒杯放入超聲波振蕩器（設置溫度50℃），待熔鹽完全溶解清亮后（約15min），移入100mL容量瓶中，用5%的王水稀釋至刻度。

表1　各元素分析波長及譜線級次

1.5空白及標準工作曲線

準確稱取0.4000g無水LiBO2按照實驗方法制備空白溶液。采用錫礦石成分分析標準物質GBW07281溶解液作為高標溶液繪制標準工作曲線。

2　結果與討論

2.1方法檢測限

按照本文樣品分析步驟，分別準確稱取0.4000g無水LiBO2作為空白后平行12次測定，測定結果依據公式計算得檢出限。方法檢出限見表2。

表2　方法檢出限

2.2方法精密度和準確度

選擇錫礦石成分分析標準物質GBW07281、GBW07282，鎢礦石成分分析標準物質GBW07240、GBW07241，鉬礦石成分分析標準物質GBW07238、GBW07239、GBW07285共7個，每個標樣按照本文實驗方法熔融12次，計算每個標準物質的精密度（RSD%）和準確度（相對誤差RE%）。實驗結果見表3。

2.3提取液的選擇

在酸性溶液中Sn4+、MoO42-、WO42-易發生水解，分別形成錫酸、鉬酸和鎢酸沉淀。在單純的鹽酸體系中錫鎢鉬不穩定，導致測量結果嚴重偏低。為了使錫鎢鉬穩定的在溶液中形成絡合物，本文采取了王水—酒石酸體系作為提取液，將酸度提高到25%，提取后未發現明顯沉淀。通過實驗數據表明該提取液在分析中切實可行。

3　結語

本文采用偏硼酸鋰作為熔劑，熱解石墨坩堝作為熔融器皿，選擇王水—酒石酸體系提取，不僅解決了空白偏高的問題，而且使Sn4+、MoO42-、WO42-在水溶液中形成穩定的絡合物，采用電感耦合等離子體光譜儀測定能一次測出錫礦石中錫和主要伴生組分含量，提高了分析效率和分析質量，也減少了熔融器皿的消耗。通過對標準物質的測定，結果與標準值相符滿足錫礦石分析要求。

［1］邵厥年，陶維屏.礦產資源工業要求手冊［M］.北京：地質出版社，2010：169-174.

表3　方法精密度和準確度

［2］GB/T 1819-2004錫精礦化學分析方法［S］.

［3］王麗莉，劉忠勝，高明姬，尹春梅.硫酸—抗壞血酸—氯化鈉體系示波極譜法測定礦石中的錫［J］.吉林地質，2010，29（4）：103-105.

［4］黃治樹.原子熒光法測定礦石中微量錫的研究［J］.冶金分析，1995，15（2）：22-24.

［5］劉加召，劉美晨，王琳.氫化物發生法測定地質樣品中錫含量［J］.山東國土資源，2011，27（8）：35-37.

［6］劉江斌，武永芝.原子發射光譜法快速測定礦石中錫［J］.冶金分析，2013，33（3）：65-68.

［7］王蕓.礦石中錫的測定［J］.河北地質，2012，（2）：47-48.

［8］楊慧玲，夏輝，杜天軍，白露，秦九紅，鐵錦林.電感耦合等離子體發射光譜法同時測定錫礦石中錫鎢鉬銅鉛鋅［J］.巖礦測試，2013，32（6）：887-892.

［9］楊小莉，楊小麗，李小丹，邵鑫，楊梅.敞開酸溶—電感耦合等離子體質譜法同時測定鎢礦石和錫礦石中14種微量元素［J］.巖礦測試，2014，33（3）：321-326.

［10］張慧君.巖石全分析中偏硼酸鋰熔礦的應用［J］.科技資訊，2006（7）：150-151.

O657.3

B

1004-5716（2016）10-0151-03

2015-11-11

2015-11-11

黃勁（1983-），男（漢族），四川樂至人，工程師，現從事光譜分析和化驗測試工作。