亞硫酸鈉浸取-電感耦合等離子體光譜法測(cè)定硫物相分析中的自然硫

霍成玉，何媛媛，馬龍，王洪桂

（青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)試應(yīng)用中心，青海 西寧 810000）

硫在自然界中分布面積極廣，其存在的狀態(tài)有自然硫、硫化物硫以及硫酸鹽硫共三類礦物，但分布占多數(shù)的是硫化物硫和硫酸鹽硫，自然硫的礦物分布較少。硫化物硫的礦物中主要有閃鋅礦、黃鐵礦、輝銅礦、方鉛礦等等。硫酸鹽的硫礦石中，主要有重晶石、石膏、芒硝、天青石、明礬石、苦土石等[1]。

自然硫是一種斜方晶錫的a硫，分子式為S8,一般都為火山作用下形成的硫或者是沉積作用下形成的硫。分布在地殼的最上部分以及其表部。在常態(tài)下自然硫呈黃色、棕黃色，含有雜質(zhì)的時(shí)候呈有紅色、黃色、黑色。條痕呈現(xiàn)為淡黃色或者白色

硫物相分析中自然硫的測(cè)試一般采用碘量法[2-4]，即用亞硫酸鈉作溶劑浸取完全后，取適量溶液加入少量40%甲醛溶液，用乙酸酸化后用淀粉溶液作為指示劑，用0.05 mol/L 碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。此方法雖然為國(guó)內(nèi)經(jīng)典方法，但是用容量法進(jìn)行滴定測(cè)試過(guò)程比較繁瑣，使用時(shí)間比較長(zhǎng)，而且亞硫酸鈉的用量控制不好會(huì)造成滴定終點(diǎn)不太穩(wěn)定[5]。同時(shí)分析過(guò)程中用到的甲醛試劑是劇毒物，對(duì)人體會(huì)有一定的傷害，所以采用電感耦合等離子體光譜儀會(huì)簡(jiǎn)便快速地分析測(cè)試硫物相中的自然硫。

1 實(shí)驗(yàn)部分

除非另有說(shuō)明，在以下分析實(shí)驗(yàn)用水僅使用去離子水。

1.1 儀器名稱與試劑

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（賽默飛世爾科技）；

氬氣（純度99.9%）；

鹽酸（ρ=1.19 g/mL）；

亞硫酸鈉（分析純）；

實(shí)驗(yàn)用水均為去離子水。

1.2 儀器的工作條件

儀器的測(cè)量條件及工作參數(shù)見表1。

表1 iCAP6300 型電桿耦合等離子體發(fā)射光譜儀工作參數(shù)

1.3 硫化物（S2-）標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

稱取7.490 5 g 硫化鈉（Na2S·9H2O；Mr=240.18） 于200 mL 燒杯中，用新煮沸冷卻的水溶解后，移入1 000 mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。得ρ（S2-）=1 mg/mL 標(biāo)準(zhǔn)工作液，現(xiàn)用現(xiàn)標(biāo)定。

1.4 試樣處理

準(zhǔn)確在電子天平上稱取1g 試樣（精確到0.000 1），放置于250 mL 燒杯中，加入去離子水50 mL，再加入20 g 亞硫酸鈉，用玻璃棒攪勻使其充分接觸，放電熱板上煮沸并沸水浴保持2 h （期間要補(bǔ)加適量的去離子水保持溶液的體積不發(fā)生改變）。取下，冷卻，移入250 mL 的容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，搖勻并靜置待用。

取5 mL 上述稀釋好的清液至25 mL 比色管中，加入（1+1）鹽酸5 mL 搖勻。

1.5 工作曲線繪制

取ρ（S2-）=1 mg/mL（A）標(biāo)準(zhǔn)工作液100 mL到1 000 mL，得ρ（S2-）=100 μg/mL 工作液。按此工作液繪制工作曲線，分別制備0.00、0.01、0.10、1.0、10.0、100、200μg/mL 曲線點(diǎn)，得0.000%、0.0003%、0.0025%、0.025%、0.25%、2.50%、5.00%。

1.6 儀器分析

新建分析方法，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，檢查標(biāo)準(zhǔn)及試樣的背景扣除情況(有必要時(shí)調(diào)整背景扣除位置，以便得到較好的分析結(jié)果)，開始分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 方法檢出限的測(cè)定

選擇最佳的儀器條件，按分析方法檢測(cè)同一份硫鐵礦試樣7 次，自然硫的分析測(cè)試檢出限數(shù)據(jù)結(jié)果見表2。

表2 方法檢出限測(cè)試數(shù)據(jù)

測(cè)試結(jié)果顯示，平行測(cè)定樣品7 次，按1.000 0 g 取樣量計(jì)算，測(cè)定平均值為7.04%，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.082 2，取t值3.143，計(jì)算得檢出限0.26%。

2.2 方法精密度的測(cè)定

選擇最佳的儀器條件，按分析方法檢測(cè)同一份銅礦石試樣7 次，自然硫的分析測(cè)試檢出限數(shù)據(jù)結(jié)果見下表3。

表3 方法精密度測(cè)試數(shù)據(jù)

測(cè)試結(jié)果顯示，平行測(cè)定樣品7 次，按1.000 0 g 取樣量計(jì)算，測(cè)定平均值為7.04%，精密度RSD為1.17%。

2.4 溫度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

在分析硫物相中自然硫的過(guò)程中，用亞硫酸鈉浸取時(shí)，如果溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致浸取會(huì)不完全，會(huì)使自然硫偏低，如果溫度過(guò)高會(huì)使亞硫酸鈉形成結(jié)晶析出，鹽類增高，儀器測(cè)定容易堵塞從而使結(jié)果偏低。所以保持沸水浴并及時(shí)加水來(lái)減少溫度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。

2.5 粒度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

在分析硫物相中自然硫的過(guò)程中，粒度也對(duì)測(cè)定結(jié)果有一定的影響，小的粒度能大大地提高物相分析時(shí)的接觸面積，會(huì)使溶解時(shí)的速度加快，如果粒度太大會(huì)使亞硫酸鈉浸取不完全導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果偏低，所以要求樣品的粒度需保持在0.074 mm以下[6]。

3 結(jié) 論

本方法采用亞硫酸鈉浸取-電感耦合等離子體光譜法測(cè)定硫物相分析中的自然硫，通過(guò)對(duì)硫鐵礦和銅礦石中硫的物相分析，計(jì)算得出方法檢出限為0.26%，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.082 2，方法精密度為1.17%。結(jié)果表明，本方法具有比較低的檢出限以及比較高的精密度。能夠滿足硫物相中自然硫的測(cè)試要求。