電感耦合等離子體原子發射光譜法技術檢測鎢礦石的成分

向吉鋒

（中鋼集團天津地質研究院有限公司，天津 300000）

我國是世界上鎢礦石儲量最為豐富的國家，根據相關資料顯示，我國鎢礦石的種類多達15種，其中黑鎢礦石和白鎢礦石具有極其重要的工業價值。分析鎢礦石組成成分與元素含量時，普遍采用化學物相分析法。利用化學物相分析法測定鎢礦石，需要測定礦石內部的黑鎢礦[（Fe，Mn）WO4]含量、白鎢礦（CaWO4）、鎢華（WO3）的含量。測量的原理是鎢華在氨水中易溶，白鎢礦在草酸溶液中易溶，黑鎢礦不易溶于氨水和草酸溶液[1]。這種方法雖然比較普遍，但是精準度不高，在分析的時候需要處理較多流程，導致靈敏度下降。電感耦合等離子體原子發射光譜法技術可以規避這種弊端，滿足鎢礦石測定。

1 試驗部分

1.1 測試試驗儀器與試劑

設備儀器為電感耦合等離子體原子發射光譜儀，設備的型號為ICP6300。選擇的試劑為儲備溶液，混合標準為1.000g·L-1，氬氣為高純度，純度值超過99.99%。所有試劑均為分析純，試驗用水為去離子水。

1.2 試驗方法

儀器工作功率設置為1150W，工作頻率為27.12MHz，霧化氣流量控制在0.5L·min-1，等離子氣流量控制在15L·min-1。沖洗樣品的時間維系在10秒鐘左右，沖洗的泵速控制在50r·min-1，分析泵速50r·min-1。短波和長波的積分時間分別設置為25s和15s。除此之外，測量工作要反復進行三次，以保障結果正確性。

取出試驗所需要的樣品，重量為0.1g，將其放入鎳坩堝中，鎳坩堝中加入重量為0.5g粉狀的氫氧化鈉產品，均勻攪拌，在攪拌均勻后的樣品上覆蓋過氧化鈉，完成的樣品放在馬弗爐上進行熔融。熔融過程，保持馬弗爐穩定恒定在700℃，持續時間保持在10min。在熔融完成以后，取出鎳坩堝，并根據試驗的需求對鎳坩堝進行輕微的轉動，直至溫度出現下降。將樣品與調配完成的溶液放入到400ml容量的燒杯容器中，同時將25ml的熱水加入其中進行融合，才外，在酸化處理過程中將200g·L-1酒石酸溶液與15ml的濃硫酸溶液混合放入其中，將完成酸化的樣品進行提取。將完成提取的溶液放在控溫電熱板上，將溫度調控為180℃，同時做加蓋處理，再次進行10min的溶解后取出，待溫度下降以后，將其移動到100ml的容量瓶當中，對溶液采取定容、搖勻和放置操作，存放的時間需要控制到過夜，靜置以后取出10ml的上清液，將上清液存放到100ml容量的容器當中，對上清液溶液采取定容和搖勻處理，以對鎢礦石當中的鉬元素、鈦元素、鐵元素、鋁元素、鎢元素和硅元素進行檢驗。

2 研究結果

2.1 選擇酒石酸——鹽酸體系試劑用量

試驗最為重要的溶劑之一是酒石酸，鎢元素、鉬元素以及錫元素與鹽酸產生作用，會在溶液中發生水解現象，造成沉淀，嚴重情況下將會造成試驗數值偏低[2]。普遍而言，酒石酸與鎢元素、鉬元素、錫元素反應，生成絡合物，可見在檢測鎢元素、鉬元素和錫元素時，只需要加入酒石酸便可獲得結果。浸取熔融完成之后的樣品過程當中，加入鹽酸影響到鎢礦石當中的鉬元素、鎢元素和錫元素檢測結果。為深入探究鎢礦石當中的成分受到鹽酸濃度影響程度，在實驗的過程中稱量出5分標準質GBW07241，在燒杯當中融合酒石酸與熱水，將體積不同的鹽酸分別加入燒杯內。當鹽酸加入量為5ml時，不能完全溶解熔塊，不完全酸化，五組均為獲得結果。當鹽酸加入量為15ml時，測定值基本吻合于認定值。當鹽酸加入量為25ml時，鎢礦石中鎢元素與錫元素測定值顯著偏低，但其他元素測定值未發生變化，發生這種現象的原因可能由于溶液酸性過高。在試驗中，鹽酸加入量控制在15ml最為合適。鎢礦石主要元素檢測結果如表1。

表1 鎢礦石元素酸度試驗結果分析

2.2 選擇合適熔礦方式、溶劑和波長

分析過氧化鈉和氫氧化鈉，在分解鎢礦石中硅元素、錫元素和鎢元素方面效果顯著[3]。但拘泥于性質，分解鎢礦石需單獨利用氫氧化鈉，此時鎢礦石也不會完全熔融，最終測量錫元素、硅元素、鋁元素結果偏低。強氧化特質作用，過多使用過氧化鈉，將損壞鎳坩堝，干擾基體。所以本試驗聯合過氧化鈉和氫氧化鈉，借助于兩者混合試劑熔融試樣。開始試驗受，預先在鎳坩堝底部放置氫氧化鈉，容量為0.5g，將樣品放入，加入0.1g過氧化鈉，此舉只為提升溶礦效果。試驗結果證明，通過這種方法展開試驗，能夠徹底將樣品進行溶解。在容器中加入適量的鹽酸，燒杯的底部仍舊仍舊呈澄清狀態。由此可以得知，這種試驗方法對于鎳坩堝所產生的影響相對比較低，且鎳坩堝自帶鎳元素不會影響檢測鎢礦石。電感耦合等離子體原子發射光譜儀中自帶軟件，可提供較多靈敏線，有助于檢測鎢礦石元素。分析鎢礦石當中的成分元素以及背景校正，結果如表2所示。

表2 鎢礦石當中的成分元素以及背景校正表

2.3 排除基體干擾與檢出限參數和方法

電感耦合等離子體原子發射光譜儀中，存在的基體干擾較小，就排除干擾角度而言，消除干擾尤為重要。一般情況下，消除基體干擾的標準溶液和待測溶液基本類似，使用后可獲得良好效果[4]。堿融溶液中，主元素為鈉，為確保基體類似，在試驗中將1%的鈉鹽加入到已經制配完成的標準溶液并準備檢測。按照本次試驗的方法測定混合標準溶液，對鎢礦石中所測量的元素線性范圍、相關系數、檢出限明確，如表3所示。

表3 鎢礦石中所測元素線性范圍、相關系數、檢出限

2.4 試驗方法精密度與準確度

平行測量礦物質標準物質，以本次試驗確定的方法為依據，將測定的份數分成12份。確定鎢礦石成分之中所有元素的認定值以及其測定值，與此同時還需要對元素相對標準差進行掌握，基于此明確各種檢測元素的方法。例如在測定鎢礦石中的硅元素，便可以使用動物膠重量法展開比較本次試驗選取的方法與上述相應的化學方法，結果顯示鎢礦石當中的主要成分元素。由此可見，電感耦合等離子體原子發射光譜法檢測鎢礦石成分，均吻合元素認定值，且具有較高精準度。

3 結語

以鎢礦石成分測定現狀為基礎，試驗中強化測定鎢礦石成分的方法。如今，電感耦合等離子體原子發射光譜法技術檢測礦石成分具有廣闊前景。為進一步強化電感耦合等離子體原子發射光譜法技術檢測鎢礦石成分中的效果，在試驗中對測定結果認定值偏差范圍作出證實，以證明此方法的精準度。