ICP-AES測定金屬礦石中低鍺含量的方法研究

韓小月 楊赟金 余曉

【摘 ?要】建立了一種電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）測定鋅礦石中鍺含量的分析方法，確定了溶樣方法和分析譜線，對方法精密度和準確度進行了考察，結果表明。

【關鍵詞】電感耦合等離子體原子發射光譜法;鋅礦石;鍺

引言

鍺是一種具有重要工業價值的稀散金屬，廣泛應用于很多科技領域，如半導體材料、光纖通訊、紅外光學、太陽能電池等。但鍺在地殼中含量極少，資源有限且分布不均。所以，準確測定鍺的含量就變得尤為重要。

鍺的測定根據含量不同可以采用以下幾種方法：含量較低的，一般采用原子吸收光譜法、萃取分光光度法、蒸餾分光光度法;含量較高的，采用碘酸鉀滴定法、重量法等。對于質量分數較低的樣品，目前應用較為廣泛的是苯芴酮比色法，該法用磷酸、硝酸分解樣品，然后將鍺以四氯化鍺的形式蒸出，與其他元素分離，蒸出的鍺直接用水吸收。然后酸性介質中在陽離子界面活性劑存在下用光度法測定四價鍺與苯芴酮及CTMAB形成的紅色絡合物。但該法采用的溶劑多為有機溶劑，有機溶劑毒性強，且顯色法選擇范圍小，當有多種元素離子共存時存在干擾。

本工作建立了電感耦合等離子體原子發射光譜法快速測定鋅礦石中低鍺含量的方法，簡化了操作步驟，提高了分析效率，減少了環境污染。

1.實驗部分

（1）電感耦合等離子體原子發射光譜儀：美國PE Optima 7300DV，工作參數：射頻功率1.15KW，蠕動泵轉速50r/min，霧化器壓力0.2MPa，沖洗時間30s。

（2）試劑：

液氬，體積分數≥99.999%。

磷酸、高錳酸鉀、硝酸、氫氟酸、鹽酸均為分析純。

（3）標準溶液：

鍺國家標準溶液。GSBG62073-90，1000μg/mL，鋼研納克檢測技術股份有限公司。

（4）試驗方法：

稱取鋅礦石試樣0.1g于250mL錐形瓶中，加入10mL～15mL磷酸、0.5g高錳酸鉀、10mL硝酸，氫氟酸5～6滴，加熱至液面平靜（搖動錐形瓶無激濺色），并剛冒細微白煙時，立即取下，冷卻。沿錐形瓶壁加入10mL水搖勻，冷卻至室溫后加鹽酸10mL并立即塞上帶有蒸餾管的橡皮塞進行蒸餾，用預先盛有15mL水的50mL比色管接收，蒸餾至液面出現短暫平靜，殘留液體積約為10mL且吸收液有倒吸傾向時，停止蒸餾，取下比色管，用水沖洗蒸餾管前端冷至室溫后用蒸餾水定容。

2. 結果與討論

2.1 分析譜線的選擇

通過對實際樣品組成、元素含量、空白進行分析，發現265.1nm和303.9nm兩根譜線靈敏度都較高，但考慮到背景和干擾情況，最終選擇303.906nm作為分析譜線。

2.2 樣品前處理方法的選擇

通過對直接溶樣樣品和蒸餾分離樣品進行對比發現，蒸餾分離樣品基線與純標統一，也避免了其他元素的干擾，結果更準確。

2.3 消解液的選擇

加高錳酸鉀后，如顏色褪去，須補加高錳酸鉀，然后再在電爐上加熱1～2min。溶礦時可在較高溫度下進行，但時間不宜過長，加熱至剛出現細微白煙時立即取下，以免焦磷酸鹽析出使結果偏低。

由于鍺的氯化物、溴化物具有揮發性，故不能用鹽酸、氫溴酸、王水、硫酸或高氯酸與鹽酸、氫溴酸的混合酸來分解試樣，甚至單獨加高氯酸進行冒煙也會招致鍺的損失;且準備蒸餾前，加鹽酸時的溶液也必須充分冷卻。

2.4 樣品酸度介質的選擇

蒸餾時的鹽酸酸度很重要，通常在6～7mol/L鹽酸中將鍺蒸餾出來。如鹽酸酸度小于4mol/L，鍺不完全蒸餾出;鹽酸酸度大于9mol/L，則不易收集完全。而微量鍺在蒸餾至溶液體積減少一半時，即可蒸餾完全。蒸餾時，冷卻接收瓶的水溫不能過高，最好用流動水，防止四氯化鍺揮發。

2.5 樣品分析結果

按選定的試驗條件和方法對鋅礦石樣品進行加標回收試驗，測定值和加標回收結果見表1。

結果表明：回收率在95.5%～108.0%，相對標準偏差在1.44%左右（n=6），方法重現性好，精密度和準確度均能滿足測定要求。

3. 總結

本工作采用電感耦合等離子體原子發射光譜法測定金屬礦石中鍺的含量，通過分析譜線的選擇、樣品消解液的選擇、樣品酸度的選擇等研究結果表明，方法準確度高、精密度好測試結果準確可靠，彌補了過去用蒸餾分離-苯芴酮分光光度法的缺陷，可以用于批量快速測定金屬礦石中鍺的含量。

參考文獻

[1]周令治，陳少純.稀散金屬提取冶金[M].北京：冶金工業出版社，2008.

[2]溫彬宇，張錦柱.云南冶金[J].2004，33（4）：38-41

[3]梁云生，劉維理.冶金分析[J].2005，25（2）：88-90.

[4]鄢國強，范菊芬.理化檢驗[J].1987，23（6）：347-351.

[5]有色金屬工業分析叢書編輯委員會.難熔金屬和稀散金屬冶金分析[M].北京：冶金工業出版社，1992：399.