微波消解－電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）測定鋅精礦中的銦和鍺

王洪桂 陶麗萍 胡蘭基

（青海省地質礦產測試應用中心西寧810008）

微波消解－電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）測定鋅精礦中的銦和鍺

王洪桂 陶麗萍 胡蘭基

（青海省地質礦產測試應用中心西寧810008）

提出了通過微波消解法消解鋅精礦，用電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）測定鋅精礦中銦和鍺含量的方法。對樣品進行了分解方式的選擇和質譜干擾扣除以及加標回收實驗，實驗結果表明，銦的加標回收率在96.26%～98.70%，鍺的加標回收率在99.60%～101.0%，銦的檢出限為0.001μg/g，鍺的檢出限為0.02μg/g，驗證了方法的可靠性。

微波消解；電感耦合等離子體質譜法；鋅精礦；銦；鍺

0 前言

銦是昂貴的稀散金屬，金屬銦具有銀白色光澤，熔點很低、沸點很高，具有很好的塑性，可用于制造合金、特殊電焊、涂層、電子、特種玻璃、陶瓷、半導體發光材料、熒光粉等許多行業［1］。鍺在軍事和醫療上的使用更是具有罕見的價值。銦和鍺的資源極其有限，必須從含量很低的銦貧礦中提取［2］，鋅精礦中常伴生銦和鍺，如果能準確確定含量，能進一步提升鋅精礦的價值。現在目前銦的測試方法為分光光度法、電感耦合等離子體原子發射光譜法和原子吸收法［3－4］，鍺的測定方法有國家標準方法和分光光度法等［5－6］。目前很少見集合這兩種元素同時測定的方法報道。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

ELAN DRC-e電感耦合等離子質譜儀（美國PerkinElmer公司）；Multiwave 3000型微波消解儀（奧地利Anton Paar公司）；分析天平（梅特勒－托利多公司，感量0.1mg）。

銦和鍺標準儲備溶液（100mg/L，購買于國家標準物質中心）。

鹽酸、硝酸、氫氟酸、高氯酸均為高純級，實驗用水為二次去離子水。

1.2 儀器工作條件

微波消解儀工作參數見表1。

表1 微波消解儀的工作參數Table 1 Working parameters of the microwave digestion instrument

ICP-MS儀工作參數見表2。

表2 ICP-MS儀工作參數Table 2 Working parameters of the ICP-MS instrument

1.3 樣品前處理

試樣經105℃烘2h后，稱取0.1g（精確到0.000 1g）于聚四氟乙烯消解罐中，加入5mL王水，待劇烈反應停止后加入2mL氫氟酸和0.5mL高氯酸。蓋上蓋套，置于轉盤中，放入爐腔內，按照設定的溶樣程序和儀器操作規程啟動微波加熱。待冷卻后取出聚四氟乙烯罐，將罐內物質轉移至100mL容量瓶內，用水稀釋至刻度，搖勻，靜置。隨同做空白實驗。

2 結果與討論

2.1 消解方式的選擇

目前鋅精礦的前處理方式主要有濕法消解和微波消解，濕法消解在加鹽酸和硝酸的基礎上，基于樣品基體的差別再加上溴水、氟化氫銨、硫酸或者高氯酸等，將樣品完全消解。濕法消解所用的電熱板十分普及，但是實驗過程中，Ge會因為加熱揮發損失而使得無法檢測；微波消解因為具有試劑消耗少、樣品完全分解、揮發性元素損失少的顯著性特點而被廣泛應用。

2.2 消解試劑的選擇

已有文獻報道用各種試劑和各種不同試劑比例用于微波消解礦物類樣品，實驗中根據自己儀器能夠耐氫氟酸進樣的特點和微量元素需要完全分解的需求采用了王水溶樣的方法，用5mL王水分解樣品，加入2mL氫氟酸用于分解樣品中少量硅，加入少量高氯酸用于分解樣品中的有機物，達到了完全分解樣品的需求。

2.3 同位素的選擇

In和Ge都有一或者多種同位素用于選擇，實驗選擇了豐度最大的同位素115In、H74Ge來分析以達到最佳檢出限的要求。

2.4 標準溶液配制

將標準儲備液配制成0.00，0.05，0.1，0.2，0.5，1.0mg/L的標準溶液系列，上儀器測定時所用同位素為115In和74Ge。

2.5 精密度和檢出限實驗

在最佳實驗條件下，實驗對方法的線性范圍、檢出限進行了考察，結果列于表3。標準曲線以每種元素濃度為橫坐標，計數值為縱坐標繪制標準曲線；方法檢出限為通過樣品空白進行10次測試，以3倍空白標準偏差對應的濃度值表示；樣品檢出限為方法檢出限乘以稀釋倍數計算得到。其結果為：銦的檢出限為0.001μg/g，鍺的檢出限為0.02μg/g；每個樣品重復10次，得到結果的相對標準偏差（RSD）In為4.4%，Ge為1.3%。

表3 檢出限實驗Table 3 Detection limits of the method（n＝10）

2.6 質譜的干擾與校正

實驗中兩種元素的同位素、相對豐度、質譜干擾和干擾消除方式見表4。

對測定過程的質譜干擾，調諧儀器使雙電荷和氧化物的干擾降至3%以下，對質譜干擾仍然嚴重的采用數學校正模式來扣除干擾。

表4 銦和鍺的質譜干擾與校正Table 4 Mass spectral interference and correction of indium and germanium

2.7 準確度實驗

為了驗證實驗的實用性和可靠性，對兩個樣品進行了實驗測試和加標回收實驗，結果見表5。通過加標回收實驗可見本次實驗是可靠的。

表5 鋅精礦中銦和鍺的含量與加標回收實驗Table 5 Results of determination of indium and germanium in zinc concentrate and recovery test of the method

3 結語

實驗通過微波消解，用ICP-MS法測試鋅精礦中的銦和鍺，得到了滿意的檢出限和加標回收率，成功地克服了質譜干擾，選擇了合適的消解方式和消解試劑。實驗方法準確、可靠。

［1］尹成先，蘭新哲，霍春勇 .銦的用途及提銦方法［J］.有色金屬，2002，54（7）：35-38.

［2］吳剪梅，王吉坤，魯燾，等 .鋅精礦中伴生銦的提取［J］.有色金屬：冶煉部分，2006（6）：37-40.

［3］馬麗 .電感耦合等離子體原子發射光譜法測定鋅精礦中的銦［J］.中國無機分析化學，2013，3（2）：50-52.

［4］王麗芳，王炎.錳鐵煉制煙塵中銦的測定［J］.化學工程師，2010，24（12）：24-26.

［5］國家標準化委員會.GB/T 8151.13—2000鋅精礦化學分析方法鍺量的測定［S］.北京：中國標準出版社，2000.

［6］刁全平，侯冬巖，回瑞華，等 .分光光度法測定稻米及副產品中礦物元素鍺［J］.中國無機分析化學，2014，4（1）：66-68.

Determination of Indium and Germanium in Zinc Concentrate by Microwave Digestion-ICP-MS

WANG Honggui，TAO Liping，HU Lanji
（Test Center of Geology and Mineral Resources of Qinghai Province，Xining，Qinghai 810008，China）

An inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）for determination of the contents of indium and germanium in zinc concentrate after microwave-assisted digestion of the sample was established.The operating conditions of sample digestion method，mass spectral interference and recovery test were investigated.The results indicate that the recoveries of indium and germanium were 96.26%～98.70%and 99.6%～101%，respectively.The detection limits of indium and germanium were 0.001μg/g and 0.02μg/g，respectively.The proposed method has been validated by the experimental results.

microwave digestion；zincconcentrate；indium（In）；germanium（Ge）

O657.63；TH843

：A

：2095-1035（2015）01-0038-03

2014-11-05

：2014-12-17

王洪桂，女，工程師，主要從事化學分析研究工作。E-mail：s.h.i.h.u.a＠163.com

10.3969/j.issn.2095-1035.2015.01.011