電感耦合等離子發射光譜法在土壤樣品氧化鉍和硫化鉍測定中的應用

盧 弋，何 義，朱樹香

（江西省地質礦產勘查開發局九一二大隊，江西 鷹潭 335001）

鉍礦物在自然界中的種類極多，但具有工業開采價值的鉍礦物以自然鉍、硫化鉍和氧化鉍為主。其中，硫化鉍以輝鉍礦為主，氧化鉍保護泡鉍礦、鉍華等。鉍元素屬于稀有稀散元素，單獨的鉍礦床極為少見，多為伴生礦床，如一般與銅鉬礦床、銻礦床等相伴生。因此，鉍元素異常常作為斑巖型礦床的找礦標志之一[1]。深部金屬礦床資源的找礦勘查工作多使用地球化學找礦方法，其中土壤地球化學測量是常用的找礦方法，因此，如何更精確地測定土壤中鉍礦物的變化特征是提高找礦效果的基礎。隨著測試技術的快速發展，電感耦合等離子發射光譜法在土壤樣品測試中的應用越來越廣泛，并取得了良好的應用效果，故本文以該技術為例，分析其在土壤樣品氧化鉍和硫化鉍測定中的應用。

1 試驗方法概述

本次試驗的主要儀器設備為電感耦合等離子發射光譜儀，型號為ICAP6300，功率為1150W，載氣流量為0.8L/min，霧化氣及輔助氣流量為0.5L/min，蠕動泵轉速為50r/min；原子熒光光度計型號為XGY-1011，該儀器的載氣流量為300mL/min，屏蔽氣流量為800mL/min，爐溫為200℃，等電流為20mA，負高壓為-270V[2]。同時，為了對比分析該方法的準確性和精密度，選擇國家相關單位制作的鉍標準液濃度為100.00mg/L，用于對照組試驗分析。電感耦合等離子發射光譜法具有較高的靈敏度和簡便的操作性，且所獲的測試結果具有良好的穩定性。因此，本次在土壤樣品氧化鉍和硫化鉍測試工作中選擇該種方法。

2 試驗過程分析

2.1 氧化鉍測試

稱取待測土壤樣品0.50g，將其置于塞錐形瓶中，加入國家認可實驗室生產的標準濃鹽酸（1mol/L）50mL，并加入抗環血酸0.5g，配制完成后將其置于恒溫振蕩器中處理30分鐘，處理方式為25℃條件下200r/min的速度震蕩處理。將處理后的溶液經過定量濾紙過濾處理，并將其置于100mL容量瓶中，再加入15mL相同濃度的鹽酸溶液后稀釋至定容刻度，搖勻混合液處理，為后期使用該方法檢測做準備。

2.2 硫化鉍測試

將上述過濾處理過程中的殘渣回收至塞錐形瓶中，加入體積分數為50%的鹽酸溶液25mL和鹽酸羥胺0.5g，配制完成后將其放置在標準大氣壓下的水浴鍋中浸泡1h，并按照一定的時間間隔搖勻處理。完成后加入相同濃度的鹽酸溶液25mL過濾處理，完成后將其置于100mL容量瓶中定容處理，搖勻處理作為后續試驗的原材料。

3 試驗結果分析

3.1 鉍譜線選擇

電感耦合等離子發射光譜法就是通過原子熒光光度計等測定土壤樣品所配置溶液中鉍礦物的譜線，進而計算出其含量的過程；同時，譜線的分析測試顯著的提升了測試結果的準確性和可靠性。

但是，在自然界中同一元素由于受到自然變化等因素導致譜線略有變化，導致測試結果有所偏離。因此，在測定過程中應選擇基體效應小和共存元素干擾小的譜線作為分析譜線，結合前人研究成果，故本次選擇鉍元素的譜線波長為223.0nm，進行后續的試驗工作。

3.2 介質酸度的選擇

介質酸度是影響土壤樣品中鉍礦物溶解能力的主要因素，一般以鹽酸為主。本次試驗過程選擇標準鉍礦物溶液100mg/L，將其配置成25mg/L和0.5mg/L的標準溶液進行介質酸度試驗。按照不同的鹽酸體積分析進行試驗，如體積分為50%、40%、30%、20%、10%和0%的鹽酸溶液，在相同的大氣壓下和試驗環境下進行電感耦合等離子發射光譜法測試分析[3]。試驗結果表明，隨著介質酸度的逐漸降低，該試驗方法中的靈敏度呈上升趨勢，結合標準試驗所獲工作曲線溶液的酸度與土壤樣品制備的待測溶液酸度的一致性問題，故本文選擇介質酸度為體積分數為20%的鹽酸溶液。

3.3 干擾試劑選擇

常見的干擾試劑包括抗環血酸和鹽酸羥胺等溶液，能夠有效的消除土壤樣品中Fe3+對硫化鉍的溶解作用，但是對氧化鉍的溶解度造成了較明顯的影響。因此，干擾試劑的試驗至關重要。

本次試驗條件在相同的大氣壓條件和試驗環境下，以體積分數為20%的鹽酸為介質酸度進行試驗，分別配置10.00mg/L、5.00mg/L、1.00mg/L、0.25mg/L和 0mg/L的標準溶液加入0.5g鹽酸羥胺和0.5g抗環血酸。試驗結果表明：加入0.5g鹽酸羥胺后，測試結果獲得鉍元素的結果依次為9.97mg/L、4.98mg/L、0.98mg/L、0.24mg/L和0.01mg/L，說明在樣品中加入鹽酸羥胺對測試結果無明顯影響；加入0.5g抗環血酸后，測試結果獲得鉍元素的結果依 次 為9.95mg/L、4.94mg/L、0.99mg/L、0.25mg/L和0.01mg/L，說明在樣品中加入抗環血酸對測試結果無明顯影響。綜上所述，在待測樣品中加入抗環血酸和鹽酸氫胺對測定結果無明顯影響。

3.4 精密度和準確度分析

在土壤樣品實際測試中，由于土壤樣品中的鉍礦物含量變化較大，故不存在統一的、標準的標準液進行對比分析，這就對測試結果的精密度和準確度的確定增加了難度[4]。因此，為了分析該電感耦合等離子發射光譜法在氧化鉍和硫化鉍測試中的精密度和準確度，可通過多次的平行試驗進行控制。

因此，本文選擇了某鉍礦床的土壤樣品4件，進行了5組平行試驗。通過鉍全量、氧化鉍和硫化鉍之間的相對偏差分析該方法的準確度，通過不同樣品測試結果的標準偏差分析該方法的精密度（表1）。由表1可知，使用電感耦合等離子發射光譜法對4件含鉍礦物土壤樣品進行了測試，結果顯示各個相態的RSD均小于5%，精密度完全滿足試驗基本精度要求，說明本方法的精密度良好；根據氧化鉍與硫化鉍測定之和與全量鉍測定結果相比，4件樣品的相對偏差介于-0.42～1.13之間，說明該方法在測定土壤樣品中鉍礦物相方面具有良好的應用效果。

4 結語

綜上所述，電感耦合等離子體發射光譜法在土壤樣品氧化鉍和硫化鉍測試中取得了良好的效果，其精密度和準確度良好，可以大規模推廣使用。但是，電感耦合等離子體發射光譜法受試驗環境和設備儀器影響較大，如電感耦合等離子體發射光譜儀器中氣體控制系統的維護、保養工作等，均能提升測試結果的準確度。

同時，在試驗過程中應盡可能的降低停開機的次數，能夠有效的降低儀器設備的損耗率。