電感耦合等離子體發射光譜法測定礦樣中的砷和汞

施曉梅

摘 要：用王水水浴溶樣，或四酸溶樣，ICP-OES測定礦樣中砷，汞的含量。并對ICP-OES測定礦樣時譜線的選擇，入射功率，泵速的影響，以及進行檢測線、準確度、精密度研究。靈敏度高。ICP-OES基體效應低，標準曲線動態范圍寬，良好的精密度和重復性。

關鍵詞：ICP-OES 礦樣 砷 汞

中圖分類號：O657 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（c）-0018-02

砷、汞是一種蓄積性的有害元素，廣泛分布于自然界。目前應用的砷，汞方法有容量法、光度法、極譜法、原子熒光法、等離子體發射光譜法等。原子熒光法測定砷、汞檢出限低，但不適合0.1%以上的砷、汞。原子熒光記憶效應強，以但遇到強的熒光值，需要清洗管路很長時間。比色法步驟繁瑣，影響因素多。碘量法測定汞，在燒的時候，汞容易損失，且終點顏色不好分辨，誤差范圍大。

本文采用ICP-OES測定砷和汞，具有靈敏度高、精密度高、可選擇譜線多、適應不同的基體，適應于礦物試樣中主、次元素測定，ICP-OES快速、簡便、測定范圍寬的特點，能滿足大部分樣品的檢測要求。本方法適用于0.005%～10%的砷汞。

1 主要試劑

（1）優級純濃硝酸。（2）優級純濃鹽酸。（3）氫氟酸。（4）高氯酸。（5）氧化汞，基準。（6）三氧化二砷，基準。（7）20%氫氧化鈉：稱取20g氫氧化鈉溶于100mL水中。（8）1g/L酚酞：稱取0.1g固體酚酞溶于100mL無水乙醇中。

2 標準配制

（1）砷母液標準的配制。稱取基準三氧化二砷1.3203g于200mL燒杯中，加20%的氫氧化鈉5mL溶解后，滴一滴酚酞，用1+1鹽酸中和至酚酞紅色退去，再加1+1鹽酸60mL，用新煮沸過得冷卻蒸餾水定容至1000mL棕色容量瓶中，搖勻，作為貯備液，此標準為1mg/mL。

（2）汞母液標準的配制。稱取已在40℃下干燥2h的基準氧化汞1.0796g于200mL燒杯中，加1+1硝酸200mL低溫加熱溶解，冷卻后用新煮沸過得冷卻蒸餾水定容至1000mL容量瓶中，搖勻，作為貯備液，此標準為1mg/mL。

（3）砷標準中間工作液。100μg/mL。準確移取（1）溶液10mL于200mL容量瓶中，用5%硝酸溶液定容至刻度，混勻，此砷標準溶度為50μg/mL。

（4）汞標準中間工作液。100μg/mL。準確移取（1）溶液10mL于200mL容量瓶中，用5%硝酸溶液定容至刻度，混勻，此砷標準溶度為50μg/mL。

（5）混合標準工作溶液。準確移取砷標準中間工作液、汞標準中間工作液0.00mL、0.50mL、2.00mL、4.00mL、8.00μg/mL分別于50mL容量瓶中，用5%硝酸溶液定容至刻度。各標準點的溶度分別為0.00μg/mL、0.50μg/mL、2.00μg/mL、4.00μg/mL、8.00μg/mL。

3 分析步驟

3.1 易溶礦樣的消解

25mL的比色管使用前在1+1硝酸中浸泡過夜，再沖洗干凈，烘干。稱0.1～0.5g樣置于25mL的比色管中，同時做試劑空白。樣品不能烘干，測定其含水率以換算汞的干含量。加10mL1+1王水，無需蓋上比色管蓋，沸水加熱2h，其間每隔20min搖動一次。消解結束，取出冷卻，根據含量高低選擇定容的體積，5%的硝酸介質，搖勻，靜置待沉淀完全后，吸取上清液測定。

3.2 難溶礦樣的消解

稱0.1～0.5g樣于50mL的聚乙烯坩堝中，同時做試劑空白，加少許蒸餾水潤濕試樣，加2mL硝酸，5mL鹽酸，5mL氫氟酸，1mL高氯酸，蓋上蓋子，在恒溫電熱板上低溫升至250℃再加熱2h，關掉電熱板30min后打開蓋子，低溫加熱至冒高氯酸煙，切記試樣不能干，否則砷、汞揮發損失。取下，冷卻，加1+1硝酸5mL，在低溫電熱板上溶解鹽類，加熱至近沸，取下冷卻，根據含量高低選擇定容的體積，用5%的硝酸定容，搖勻，靜置待沉淀完全或過濾后，吸取上清液測定。

4 ICP-OES測定

4.1 儀器

電感耦合等離子體ThermoICP-OES6300。

4.2 儀器工作條件

RF功率1150～1200W，觀察高度11～12mm，輔助氣流量0.5L/min，霧化器氣流0.6L/min，沖洗泵轉速50r/m，分析泵轉速50r/m，測定方式：最大值法。用王水水浴消解的試樣，因沒除去硅，所以選擇的是耐鹽霧化器。用氫氟酸消解的樣品，已除去硅，可選用高鹽霧化器或耐鹽霧化器。

5 結果與討論

5.1 被測元素譜線的選擇

譜線選擇的依據是，靈敏度高，干擾小，線性范圍寬。綜

合考慮了待測元素分析線的檢出限、靈敏度、強度、相互間的干擾和基體對待測元素的干擾等因素，選擇如表1所示譜線。

5.2 霧化器流量和觀察高度的影響

實驗了不同功率，霧化器流量和垂直觀測高度對信號值及背景干擾情況，選擇了背景干擾少的條件，作為最佳工作條件。

綜合表2，考慮了被測元素相互之間的各種條件，選擇最佳工作條件，本文選擇了功率為1150W，垂直觀測高度為11.5mm。

5.3 酸度對測定元素的發射光譜強度影響

在硝酸工作體系下，用不同酸溶度介質配制同一溶度的砷、汞元素標準溶液。選擇酸度從2%～20%，標準溶度為2μg/mL。在相同條件下用ICP-OES測定各元素強度值，試驗結果顯示ICP的酸效應不算顯著，雖砷、汞受影響程度不完全相同，但總的趨勢是，隨著酸度的提高，各元素強度略有下降，但不明顯。但如果采用低酸度，礦樣中有很多元素在酸度低是易水解，形成難溶解的堿式鹽，因此選擇了酸度為5%。

5.4 方法的檢出限

采用同方法的分析步驟同時做空白15份，按選定的條件測定其空白值，把3倍空白值的標準偏差相對應的濃度為檢出限。檢出限=平均值+3SD（其中，平均值為儀器所測得空白溶液溶度的平均值，SD為標準偏差）統計其結果，計算其各元素方法檢出限，見表3。

5.5 回收率

為了檢驗方法的準確性，進行了加標回收試驗，對已知樣品進行加標回收，同時做3個平行樣，試樣連續測定了11次，計算回收率及相對標準偏差。測試結果見表4。

5.6 精密度

拿1個樣品做試樣，進行精密度實驗，計算其標準偏差和相對標準偏差，有關數據見表5。

6 結語

試樣采用1+1王水水浴消解或鹽酸、硝酸、氫氟酸、高氯酸消解，消解后的溶液用電感耦合等離子體發射光譜ICPOES測定砷、Hg元素，對各種工作條件進行選擇，該方法簡便、快捷、準確度、精密度高。

參考文獻

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