電感耦合等離子體發射光譜儀測定錫精礦中鋅、銅、鐵、鉛、鎘、硫、錳、鎢八種雜質元素含量

顏忠國，白家源，楊紹輝，李純浪

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701）

我國原生錫資源居世界前列，但隨著礦業開發規模的擴大和速度加快原生礦源漸趨枯竭，入選礦石“貧、細、雜、難”化，因此，提高復雜多金屬金屬礦中伴生錫資源的綜合回收已經成為國內外選礦行業面臨的一大難題。云南華聯鋅銦股份有限公司擁有都龍礦區，含有鋅、錫、銅、鐵、鉛、砷、鎘、硫、錳、鎢、鉬、銀、鈹、銦等多種元素。礦產資源儲量豐富，其中錫金屬儲備超過二十萬噸。錫精礦是云南華聯鋅銦股份有限公司的主要產品之一，為了更好的掌握錫精礦中各種元素在選礦流程中的含量，能快速地為選礦工藝提供可靠、準確的數據指導生產。

化驗數據的準確性，對整個生產工藝流程的質量指標和技術參數的設置起著至關重要的作用。

錫精礦中雜質的分析方法，現在國家標準方法有原子熒光光譜法、分光光度法、原子吸收光譜法、重鉻酸鉀滴定法、高頻紅外碳硫分析儀。都不能滿足多元素同時測定的目的。

電感耦合等離子體發射光譜儀（ICP-OES）具有靈敏度高、干擾少，線性范圍廣并且能進行多元素同時測定，ICP逐步成為現代技術檢測分析的重要方法之一，本文采用過氧化鈉對樣品進行預處理通過ICP同時測定錫精礦中 的Zn、Cu、Fe、Pb、S、Cd、Mn、Wo38種元素的含量，確定分析條件以及各元素的相關分析譜線，進行精密度、準確度和加標回收實驗，在儀器參數設置最佳條件下，各元素測定結果也國家標準方法相吻合，相對標準偏差為0.26%～8.24%（RSD n=8），加標回收率為97%～106%。方法操作簡單，準確度高，速度快，能滿足錫精礦樣品批量快速分析的要求[1-3]。

1 實驗部分

1.1 主要儀器

（1）ICP-OES 5110電感耦合等離子體發射光譜儀（安捷倫科技有限公司）軟件版本7.3.1.9507。

高頻發生器功率：1.2KW；霧化器流量：0.65L/min輔助器流量：1.0L/min；等離子體流量：15 L/min；觀察高度7mm；進液泵速慢泵10r/min快泵80r/min；穩定時間：10s；讀數時間5s。采用軸向觀測。

（2）箱式電阻爐（馬弗爐）溫度（700℃）。

1.2 主要化學試劑

鋅、銅、鐵、鉛、鎘、硫、錳、鎢單元素標準儲備液（1000mg/L國家有色金屬及電子材料分析檢測中心）混合系列標準溶液；用各元素標準儲備液配置成10%的鹽酸標準溶液，鹽酸：37%（優級純），實驗室用水為去離子水。

1.3 實驗方法

準確稱取0.1500g樣品于置有1.0g過氧化鈉剛玉坩堝中，搖勻，再覆蓋1.0g過氧化鈉，放入馬弗爐中升溫至700℃熔融8min（樣品不易分解可以延長時間），取出冷卻至室溫，在通風櫥內將坩堝放入置有30ml溫水的小燒杯中浸取，待反應結束后加入15mlHCl（濃）搖動讓試樣完全溶解于溶液中，用蒸餾水洗凈坩堝取出，冷卻至室溫將溶液移入100mL容量瓶中定容，搖勻。

表1 Na2O2用量優化

表2 方法檢出限

干濾于燒杯中，同時做空白實驗。ICP點燃20min等離子體穩定后進行樣品測定。

2 結果與討論

2.1 溶液方法的選擇

公司礦體的多元素性導致錫精礦組成復雜，不易分解。試樣處理的好壞直接影響結果的準確性。

考慮到酸分解樣品中的鎢溶解不完全，硫容易損失，堿融可以兼顧錫精礦中的雜質元素完全分解，經過數次試驗，溶液中鹽效應及干擾均較小。配置標準曲線時為消除基體的干擾，在標準溶液中加入等量的過氧化鈉，使之與樣品保持一致。

2.2 過氧化鈉的用量優化

對錫精礦GBW0732中的Zn、Cu、Fe、Pb、Wo3鋅精礦BY-0110-1中的Cd、銅鉛鋅原礦（YSS023-2004）中的Mn、S分別為0.120%、0.043%、9.53%、1.62%、0.26%、0.042%、0.61%、0.182%的標準樣品進行試驗，過氧化鈉的用量對結果的影響如表1所示。

由表1可見隨著Na2O2用量的逐漸增加，各元素的值也隨之增大。

因為錫精礦錫的含量在45%左右Na2O2量少時，樣品無法完全熔融。當Na2O2用量到2.0g以上時，測量值與標準值基本保持一致。從化驗成本和溶液中鹽份含量對霧化器的影響綜合考慮，選擇用2.0gNa2O2對樣品進行預處理。

2.3 工作曲線

按照實驗的方法分別加入一定量的鋅、錫、銅、鐵、鉛、鎘、硫、錳、鎢標準溶液，繪制標準曲線。在相同條件下，測定標準溶液中各元素的譜線強度，以濃度為橫坐標，強度為縱坐標，測出各元素的標準曲線。同時測定試劑空白13次，以測定標準偏差的3倍作為檢出限。求出該方法的檢出極限，待測元素在測定范圍內有良好的線性關系。結果見表2。

2.4 譜線選擇

按照實驗方法，進行鋅、銅、鐵、鉛、鎘、硫、錳、鎢測定波長的選擇，首先測定波長要盡量避開光譜干擾，又要考慮分析的準確性和強度。用各元素分別對儀器提供譜線進行多次掃描，根據掃峰的形狀、峰值與基線作比較確定最終的分析譜線，見表3。

表3 分析譜線選擇

2.5 方法的精密度和準確度

按照分析方法，對錫精礦GBW0732中的Zn、Cu、Fe、Pb、As、Wo3鋅精礦BY-0110-1中的Cd、銅鉛鋅原礦（YSS023-2004）中的Mn、S的含量進行8次。

本實驗方法與標準樣品值一致，相對誤差在-1.10%～6.10%之間，分析結果可靠，相對偏差為0.26%-8.24%，從數據來分析可看出有較好的精密度和準確度。實驗數據見表4。

表4 標準樣品分析結果

2.6 回收實驗

按照實驗方法，對錫精礦GBW0732中的Zn、Cu、Fe、Pb、As、Wo3鋅精礦BY-0110-1中的Cd、銅鉛鋅原礦中的Mn、S加入不同的量進行加標回收實驗實驗結果見表5。

表5 加標回收實驗/%

由表5可看出，樣品的回收率為97.0%～106%，說明結果準確可信。

3 結語

錫精礦樣品經過過氧化鈉分解酸化處理后，ICP-OES 5110同時測定錫精礦中的Zn、Cu、Fe、Pb、S、Cd、Mn、Wo3雜質元素的含量。此方法完全能為車間工藝流程提供可靠的化驗數據，化驗分析方法簡單容易掌握，精密度高，準確性好。一次試樣分解可以同時測出錫精礦中所需要的Zn、Cu、Fe、Pb、S、Cd、Mn、Wo3雜質元素。改變了傳統的化驗分析方法流程長、用時長、人員多，單元素分析、操作繁瑣等問題。提高化驗分析效率，節約成本，減輕勞動量。此化驗方法可以應用到生產中能滿足工作需求。