電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-OES）測定鈹鈾伴生礦石中的鈹

杜桂榮趙杰丁紅芳劉揚王春葉

（1核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京101149；2西安中核藍田鈾業(yè)公司，西安710500）

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-OES）測定鈹鈾伴生礦石中的鈹

杜桂榮1趙杰2丁紅芳1劉揚1王春葉1

（1核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京101149；2西安中核藍田鈾業(yè)公司，西安710500）

建立了電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-OES）測定鈹鈾伴生礦石中的鈹?shù)姆椒ǎ芯苛怂崛?堿熔融法溶樣過程中加入的焦硫酸鉀，對ICP-OES法測定鈹鈾伴生礦石中的鈹含量產(chǎn)生的基體干擾問題。主要闡述消除基體干擾的一些措施。從實驗數(shù)據(jù)可知，控制稱樣量、焦硫酸鉀加入量、定容體積和加標稀釋倍數(shù)，能夠有效消除焦硫酸鉀對ICP-OES法測定結果的基體干擾，6次平行測定結果的相對標準偏差為3.4%，加標回收率為98.7%～104.4%，實驗表明，方法準確、可靠。

鈹；電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；標準加入法；酸溶-堿熔融；鈹鈾伴生礦

0 前言

新疆雪米斯坦火山巖白楊河特大型鈹鈾伴生礦床正在進行開發(fā)利用。開發(fā)利用離不開對礦石中的鈹含量進行測定。有關礦石中鈹?shù)臏y定方法，現(xiàn)行的國家標準為“GB/T 17414.1—2010鈹?shù)V石化學分析方法 第1部分：鈹量測定 埃利羅菁R光度法”、“GB/T 17414.2—2010鈹?shù)V石化學分析方法第2部分：鈹量測定 催化極譜法”。采用分光光度法測定，一方面操作繁雜，另外，伴生的鈾對顯色產(chǎn)生干擾，影響鈹?shù)臏y定結果。采用極譜法，需具備示波極譜儀。經(jīng)調(diào)研，有關鈹?shù)臏y定方法還有：熒光光譜法、流動注射化學發(fā)光法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法［1－4］、離子色譜法、微電極傳感器法等。本研究采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法檢測，借鑒“GB/T 17414.1—2010鈹?shù)V石化學分析方法第1部分：鈹量測定埃利羅菁R光度法”［5］中的溶樣方法，測定過程中發(fā)現(xiàn)，該溶樣方法中加入的焦硫酸鉀量直接影響ICP-OES法的測定，需要對溶樣方法和測定方法進行局部的修正和完善。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器及主要試劑

5300DV型等離子體發(fā)射光譜儀（PE公司），以Optima 5300DV型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀為例的工作參數(shù)見表1。

表1 儀器操作條件Table 1 Operating conditions of the instrument

硫酸、氫氟酸、鹽酸、焦硫酸鉀均為優(yōu)級純試劑，實驗用水為去離子水。

鈹標準溶液（1 000μg/mL，核工業(yè)北京化工冶金研究院研制）。

1.2 實驗方法

稱取0.1～1.0g（精確至0.000 1g）礦石置于鉑坩堝中，加適量水潤濕，加1mL硫酸（1＋1）、5mL氫氟酸，置控溫電熱板上蒸發(fā)至近干，再加5mL氫氟酸，繼續(xù)蒸發(fā)至SO3白煙冒盡，冷卻后加入0.5～3.0g焦硫酸鉀，在700℃高溫爐熔融15min，冷卻。向鉑坩堝中加入10mL鹽酸（1＋1），置電熱板上加熱提取，移入100mL燒杯中，用水洗凈坩堝，蓋上表面皿，煮沸5min，充分溶解熔融物，取下冷卻。將溶液轉(zhuǎn)入50mL或100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

平行分取6份適量溶液置于10mL容量瓶中，分別加入0.0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5mL鈹標準溶液（10μg/mL或1.0μg/mL），采用標準加入法于電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀上選擇譜線313.107nm測定系列校準溶液，同時測定試劑空白。

2 結果與討論

2.1 焦硫酸鉀的用量

向7個鉑坩堝中加入0.3mL鈹標準溶液（100μg/mL），分別加入0.2，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0g焦硫酸鉀于鉑坩堝中，在700℃高溫爐熔融15min，冷卻。向鉑坩堝中加入10mL鹽酸（1＋1），置電熱板上加熱溶解，移入100mL燒杯中，用水洗凈坩堝，蓋上表面皿，煮沸5min，充分溶解熔融物，取下冷卻。將溶液轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

配制標準工作曲線：0.0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5μg/mL。ICP-OES法對7個試液進行測定，測定結果見表2。

表2 焦硫酸鉀的用量對測定結果的影響Table 2 Effect of potassium pyrosulfate amount on determination results

實驗表明：焦硫酸鉀的濃度大于2g/L時，對蒸餾水體系的校準曲線，ICP-OES法測定具有一定的影響，故此，應以儀器檢出限為依據(jù)，盡可能降低焦硫酸鉀的濃度，并采取標準加入法校準曲線的辦法，降低焦硫酸鉀基體干擾。

2.2 儀器檢出下限

配制標準工作曲線：0.00，0.01，0.02，0.03，0.04，0.05μg/mL。將空白溶液測定11次，凈強度分別為：－7，1321，2598，3943，5264，6579……，凈強度標準偏差的3倍所對應的濃度即為檢出下限。儀器檢出下限為0.000 5μg/mL。

2.3 鈹含量、稱樣量與焦硫酸鉀加入量之間的關系

經(jīng)過大量實驗可知，本方法首先應預知礦石中鈹?shù)拇笾潞糠秶Y合所用的光譜儀檢測鈹元素的檢出限，確定礦石稱樣量、焦硫酸鉀的加入量、定容體積、稀釋倍數(shù)以及加標點等。其中鈹含量、稱樣量與焦硫酸鉀加入量之間的關系見表3。

表3 鈹含量、稱樣量與焦硫酸鉀加入量之間關系Table 3 Relationship among beryllium content，sample weight and adding amount of potassium pyrosulfate

2.4 方法精密度實驗

稱取0.1g（精確至0.000 1g）鈹鈾伴生礦石，加入0.5g焦硫酸鉀熔融，定容為50mL，其它同實驗方法。分取4份1mL溶液于4個10mL容量瓶中，分別加入0.0，0.10，0.15，0.20mL的鈹標準溶液（10μg/mL），定容搖勻后上機測定。

平行測定6次，測定結果為：540，536，543，541，534，537μg/g。測定結果相對標準偏差為3.4%。

2.5 方法準確度實驗

因為目前沒有鈹鈾伴生礦石標準物質(zhì)，方法的準確度評定從以下兩方面加以說明。一是加標回收實驗測定結果，二是由同一礦石的不同稱樣量的測定結果。

2.5.1 加標回收實驗

準確稱取0.100 0g鈹鈾伴生礦石，加入0.5mL鈹標準溶液（100μg/mL），加入0.5g焦硫酸鉀熔融，其它同實驗方法，定容為50mL。分取4份1mL溶液于4個10mL容量瓶中，分別加入0.0，0.10，0.15，0.20mL的鈹標準溶液（10μg/mL），定容搖勻后測定。礦石中鈹含量以精密度實驗6次測定結果平均值計，即538μg/g。測定結果為106μg/50mL，重復以上實驗2次，計算得加標回收率為98.7%～104.4%。

2.5.2 不同稱樣量的測定結果

分別稱取不同質(zhì)量的礦石樣品5個進行鈹含量測定，測定結果見表4。

表4 不同稱樣量測定結果Table 4 Analytical results of different sample weight

3 結論

酸溶-堿融法溶解鈹鈾伴生礦石中的鈹，加入的焦硫酸鉀基體嚴重影響ICP-OES法的測定結果。依據(jù)礦石中鈹?shù)拇笾潞亢凸庾V儀測定鈹元素的檢出限，確定最小稱樣量、最小焦硫酸鉀加入量、最大定容體積和加標稀釋倍數(shù)。以上措施均在保證測量數(shù)據(jù)準確穩(wěn)定的前提下盡可能地降低焦硫酸鉀基體對ICP-OES法的測定干擾。從方法的精密度和準確度評價數(shù)據(jù)可知，控制稱樣量、焦硫酸鉀加入量、定容體積和加標稀釋倍數(shù)，能夠有效消除焦硫酸鉀對ICP-OES法測定結果的基體干擾，6次平行測定結果的相對標準偏差為3.4%，3次加標回收率分別為：104.4%，98.7%，101.2%。

［1］曹成東，魏軼 .發(fā)射光譜法同時測定地球化學樣品中微量銀鈹硼錫鉍鉬［J］.巖礦測試，2010，29（4）：458-460.

［2］邵鑫，李小丹，何啟生.ICP-AES測定地質(zhì)樣品中鈹、硼和鎵［J］.光譜實驗室，2006，23（5）：1012-1014.

［3］王水清 .含錫地質(zhì)礦樣中鈹?shù)臏y定［J］.江西化工，2013，29（2）：177-178.

［4］陳妍妍，劉軍 .電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定水和廢水中鋇、鈹、鈷、釩［J］.理化檢驗：化學分冊，2008，46（7）：689-690.

［5］中國國家標準化管理委員會.GB/T 17414.1—2010鈹?shù)V石化學分析方法第一部分：鈹量測定 埃利羅菁R光度法［S］.北京：中國標準出版社，2010.

Determination of Beryllium in Beryllium Associated Uranium Ore by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry

DU Guirong1，ZHAO Jie2，DING Hongfang1，LIU Yang1，WANG Chunye1
（1.Beijing Research Institute of Chemical Engineering and Metallurgy，CNNC，Beijing101149，China；2.Xi’an Lantian Uranium Co.，Ltd.，CNNC，Xi’an，Shaanxi 710500，China）

In this study，an inductively coupled plasma optical emission spectrometric method for determining beryllium in beryllium associated uranium ore was established.Matrix interference from potassium pyrosulfate，which was added to the digestion solution with alkali fusion and acid dissolution，was investigated，and measures to eliminate the matrix interference were discussed.The results showed that sample weight，potassium pyrosulfate adding amount，constant volume and dilution ratio should be control to effectively eliminate the matrix interference.The relative standard deviation was 3.4%（n＝6）.The recovery was 98.7%～104.4%.The proposed method is reliable，accurate，and has been proved by practical application.

beryllium；ICP-OES；standard addition；acid soluble；alkali melting；beryllium associated uranium ore

O657.31；TH744.11

：A

：2095-1035（2015）02-0030-04

2014-07-11

：2015-03-17

中國核工業(yè)集團公司地礦事業(yè)部2013年度自主研發(fā)項目“鈹鈾礦石綜合回收試驗研究及分析方法建立”資助

杜桂榮，女，高級工程師，主要從事分析檢測研究。E-mail：duguirong741027＠163.com

10.3969/j.issn.2095-1035.2015.02.006