電感耦合等離子體發射光譜(ICP-OES)法測定礦石中銻

陳麗珠 曹勝

（國土資源部昆明礦產資源監督檢測中心，云南 大理671000）

引言

礦石中銻含量的測定方法主要有容量法、原子吸收光譜法、分光光度法、X射線熒光光譜法及原子熒光光譜法等[1-4]。但在實際應用中以上方法均有一定的局限性，不利于開展大批量樣品的測定工作，為此，參照有關標準及文獻[5]，結合實際工作及近年來ICP-OES法[6-8]的廣泛應用，確立了樣品經硝酸-氫氟酸-高氯酸溶解，硫酸助溶，在鹽酸介質中用ICPOES法直接測定的方法，有效地溶解了試樣，控制了試劑引入對測定的影響，防止了水解和揮發損失。經過標準物質比對，方法間比對及實驗室間比對，取得了滿意的效果，兼具了ICP-OES法分析速度快且動態范圍寬，基體影響輕微，靈敏度高等優點，是一種適合于大批量礦石試樣中銻含量測定的有效方法。

1 實驗部分

1.1 主要試劑

硝酸、氫氟酸、高氯酸均為分析純，鹽酸（1+1）、硫酸（1+1）。

銻標準儲備溶液（1 000μg/m L）：準確稱取0.100 0 g基準金屬銻，加入10 m L硝酸，加蓋微熱溶解完全，冷卻至室溫，轉移至100 m L容量瓶定容搖勻。

銻標準工作溶液：0.00、0.50、1.00、2.50、5.00、10.00、20.00μg/m L，硫酸（1%）和鹽酸（20%）介質。

氬氣（ωAr≥99.9%），實驗室用水為二次蒸餾水。

1.2 主要儀器

ICAP6300MFC垂直觀測等離子體發射光譜儀（美國熱電公司）。

1.3 實驗方法

將碎至0.096 mm的試樣于105℃烘干2 h，取出，冷卻至室溫，稱取0.1～0.5 g（精確至0.000 2 g）試樣于聚四氟乙烯坩堝中，少許水潤濕，加入10 mL硝酸，3 mL氫氟酸，2 m L高氯酸，1 m L硫酸（1+1）于控溫電熱板上加熱溶解至高氯酸煙冒盡，取下稍冷，加入鹽酸（1+1）溶解殘渣后，轉移至50～250 m L（見表1）容量瓶，控制操作過程鹽酸酸度不低于20%，定容、搖勻，隨同試料做空白實驗。按儀器工作條件測定光譜強度，以銻濃度為橫坐標，強度為縱坐標，繪制校準工作曲線。

表1 試樣質量與定容體積Table 1 Sample quality and control volume

1.4 分析結果計算

按式（1）計算銻的含量（%）：

式中：m1——從校準曲線上查得的銻量，μg；

mo——從校準曲線上查空白溶液的銻量，μg；

m——試樣質量，g；

V——試樣溶液總體積，m L；

V1——分取試樣溶液體積，m L。

2 結果與討論

2.1 試樣分解體系的選擇

銻礦床主要為層狀銻礦和脈狀銻礦，層狀銻礦產于碳酸鹽地層中，礦石分解較簡單，王水即可有效地分解礦石中的銻；脈狀銻礦產于變質板巖、石英砂巖、火山碎屑巖、碳酸鹽巖中的層間破碎帶，礦石分解較為困難，分解試樣時通常使用硫酸、硝酸或者二酸的混合，不溶殘渣用碳酸鈉或氫氧化鈉處理。當試樣中的銻含量較低，硅含量較高時，采用氫氟酸和硫酸分解。

銻礦分解時由硝酸蒸發所得到的銻酸容易溶解在含少量硫酸鈉的熱硫酸溶液中，但硫酸濃度太高時則影響測定的霧化效率；銻的氯化物在鹽酸溶液中低溫（110℃）即可揮發；銻化合物在酸濃度較低時易水解形成難溶的堿式鹽。為此，采用硝酸、氫氟酸、高氯酸分解，硫酸助溶的方法，得到了滿意的效果，驅除了試樣中的硅、多余的氟，確保了試樣充分溶解；同時控制了試劑引入對測定的影響，防止了水解和揮發損失。

2.2 儀器工作參數和譜線的選擇

設置儀器參數，使儀器條件處于最佳狀態，見表2。

譜線選擇通過對試樣溶液的光譜掃描，比較圖譜信號強度和背景影響，從譜線庫中選擇背景干擾小，強度大的譜線為Sb 217.5 nm。

2.3 方法的檢出限和測定下限

按照本方法實驗條件，對試樣空白溶液連續測定10次，將測定結果換算為樣品中的濃度并按公式MDL=t×S計算其方法的檢出限為1.32μg/g，以4倍檢出限作為該方法的測定下限為5.28μg/g。

2.4 方法的精密度與準確度

按照本方法實驗條件，選取多金屬貧礦（GBW07162）、富鉛鋅礦石（GBW07165）、銅精礦（GBW07166）、鉛 精 礦 （GBW07167）、鋅 精 礦（GBW07168）、銅 礦 石 （GBW07170）、銻 礦 石（GBW07175、GBW07279、GBW07280）9個標準物質進行12次單獨處理并測定，經驗證方法的準確度（RE絕對值）、相對標準偏差（RSD）均小于5%，見表3。

表2 ICP-OES儀器工作參數Table 2 Working parameters of the ICP-OESinstrument

表3 方法精密度與準確度Table 3 Accuracy and precision tests of method /%

2.5 分析結果比對

建立的方法對不同銻含量的礦石進行了分析，并和硫酸鈰容量法、原子吸收光譜法、原子熒光光譜法測定值進行了多次比對并外送部分試樣與外部實驗室進行比對，按《地質礦產實驗室測試質量管理規范要求》（DZ/T 0130—2006）進行評估，其滿足規范要求（見表4）。

表4 分析結果比對Table 4 Comparisonof analytical results of elements in samples /%

續表4

3 結論

電感耦合等離子體發射光譜法具有檢測速度快、準確度及精密度高，檢測成本低等優點。對試樣的分解、檢測等過程進行了改進和優化，是現有礦石中高含量、微量、痕量銻檢測方法的有效補充。

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