電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定化探樣中的鎢鉬錫研究

陳麗春

摘 要：傳統(tǒng)測定鎢、鉬、錫的方法為酸溶法或堿熔法，但這兩種方法測定的精準(zhǔn)度不高，筆者將兩種方法相結(jié)合，溶樣選用高氯酸、硝酸和氫氟酸，使用鹽酸進(jìn)行化學(xué)浸取，過濾后堿熔，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定化探樣中的鎢、鉬、錫。

關(guān)鍵詞：電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；測定；鎢；鉬；錫

中圖分類號(hào)：P575 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）24-0171-02

鎢、鉬、錫常以共生或伴生的狀態(tài)形成金屬礦床，這就需要解決多金屬礦物分離的技術(shù)問題，快速、準(zhǔn)確地測定多金屬礦物中鎢、鉬、錫的含量對找到成礦規(guī)律意義重大，可以為地質(zhì)勘查工作提供很大的幫助。傳統(tǒng)的測定方法操作復(fù)雜，且耗時(shí)長，效率低，所用試劑對環(huán)境污染嚴(yán)重。經(jīng)過對測定方法的改進(jìn)，采用酸溶法和堿熔法結(jié)合溶樣，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法進(jìn)行測定的方法，操作便捷，社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)效益顯著提高

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器及參數(shù)設(shè)定

全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀；配電荷注入式檢測器；高鹽霧化器；旋流霧室；Thermo Scientific iTEVA ICP 操作軟件。

開啟全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀之后，使其運(yùn)轉(zhuǎn)30 min，保證儀器的穩(wěn)定性，設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)定值：垂直觀測高度為15 mm，蠕動(dòng)泵的泵速為75 r/min，冷卻氣流量一般，輔助氣流量為1 L/min，重復(fù)測量次數(shù)為3次，發(fā)射功率為1 350 W，載氣壓力為0.24 MPa，積分時(shí)間為7 s，沖洗時(shí)間為30 s，穩(wěn)定時(shí)間為5 s。

1.2 主要試劑的標(biāo)準(zhǔn)

三氧化鎢WO3儲(chǔ)備溶液（500 mg/L）的標(biāo)準(zhǔn)：將1 g優(yōu)級(jí)純試劑三氧化鎢在馬福爐中灼燒1 h后，置于干燥器中使其冷卻，冷卻后置入燒杯中，往燒杯中加200 mLNaOH溶液（30 g/L），煮沸后攪動(dòng)溶液，直至溶液變得清亮，取下燒杯冷卻，冷卻后倒入容量瓶中，稀釋至2 000 mL，搖動(dòng)容量瓶使溶液均勻，最后倒入干燥塑料瓶里。

錫儲(chǔ)備溶液（500 mg/L）的標(biāo)準(zhǔn)：往燒杯中置入1 g優(yōu)級(jí)純試劑金屬錫，再加入100 mLHCl，低溫加熱，直至錫金屬完全溶解，冷卻后倒入容量瓶中，用HCl稀釋至2 000 mL，搖動(dòng)容量瓶使溶液均勻。

三氧化鉬儲(chǔ)備溶液（500 mg/L）的標(biāo)準(zhǔn)：將1.5 g優(yōu)級(jí)純試劑三氧化鉬在馬福爐中灼燒1 h后，置于干燥器中使其冷卻，冷卻后置入燒杯中，往燒杯中加200 mLNaOH溶液（30 g/L）并加熱，直至完全溶解，放至冷卻倒入量瓶中，稀釋至2 000 mL，搖動(dòng)容量瓶使溶液均勻，最后倒入干燥塑料瓶里。

混合儲(chǔ)備溶液（500 mg/L）的標(biāo)準(zhǔn)：分別取20 mL三種溶液倒入容量杯中，用HCl稀釋至140 mL，再加入20 mL錫溶液，用HCl稀釋至200 mL，搖動(dòng)容量瓶使溶液均勻。需要注意的是混合儲(chǔ)備溶液是使用的時(shí)候現(xiàn)配。

1.3 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

分別取0.1 mL、5 mL、10 mL、20 mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液置入5個(gè)容量瓶里，再分別用與測定試樣時(shí)完全一致的條件進(jìn)行測定的溶液稀釋，直至50 mL，搖動(dòng)容量瓶使溶液均勻。此時(shí)5瓶標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度分別為0.1 μg/mL、5 μg/mL、10 μg/mL、20 μg/mL。

1.4 分析樣品的方法

將0.1 g礦物樣品置入坩堝中，加入1 mL的HClO4和2 mL的HNO3，充分?jǐn)嚢韬蠹尤?0 mL的HF，將坩堝放到電熱板上加熱，電熱板不易過熱，防止樣品濺出坩堝，低溫加熱直至坩堝內(nèi)不再冒白煙了。隨后加入20 mLHCl，攪動(dòng)溶液，直至溶液變得澄清，取下坩堝冷卻，直至室溫。然后將溶液過濾，倒入容量杯。再將濾渣和過濾紙置入坩堝，將坩堝放到300 ℃的馬福爐上進(jìn)行灰化處理，冷卻后取出，加入1 gNa2O2，溫度上升到700 ℃再溶解4 min后，取出冷卻，把坩堝放到燒杯中，使用15 mL的HCl浸取，洗凈坩堝，最后把燒杯中浸洗過坩堝的溶液倒入放溶液的容量瓶中，溶液離100 mL刻度線還有1～2 cm的時(shí)候，用膠頭滴管吸取燒杯中溶液注到容量瓶里，視線與凹液面最低處相水平，使其到達(dá)刻度線，再搖勻即可。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 溶樣方法

溶樣方法直接影響電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定化探樣中鎢、鉬、錫結(jié)果的精準(zhǔn)性，傳統(tǒng)酸溶法不能使樣品中的元素完全溶解，尤其是錫元素，只能部分溶解，所以測定結(jié)果值總是偏低的堿熔法能做到完全溶解，但溶解過程中需要加入Na等基體元素、可溶性鹽，發(fā)生酸化反應(yīng)后生成物易堵塞通道，最終測定結(jié)果值也偏低。

2.2 控制熔劑用量

樣品酸溶后鎢和鉬以及簡單的氧化礦物基本完全溶解，實(shí)驗(yàn)后期加Na2O2是為了熔劑錫的氧化和硫化礦物以及一些復(fù)雜的礦物，要求控制Na2O2熔劑的用量。一般情況下不多于0.5 g，根據(jù)具體礦物中錫含量高低的不同可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行加減，增減幅度最好在1 g以內(nèi)。

2.3 選擇分析線

選擇電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定儀推薦的錫、鉬、鎢元素的強(qiáng)度最大的譜線，具體為：錫188.836 nm、鉬201.954 nm、鎢206.986 nm，背景的校正設(shè)在譜線的兩邊。

2.4 提高實(shí)驗(yàn)的精密度

選擇福建省地質(zhì)勘查局有色地質(zhì)研究院研究的3個(gè)樣品，編號(hào)1、2、3。保證同一個(gè)實(shí)驗(yàn)人員在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室使用同一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確保標(biāo)準(zhǔn)偏差與測量結(jié)果算術(shù)平均值的比值在2.2%～8.3%之間。實(shí)驗(yàn)測定3個(gè)礦物樣品中鎢的平均值分別為0.157 μg·g-1、0.106 μg·g-1、0.012 μg·g-1，算術(shù)平均值的比值分別為2.3%、5.7%、8.3%；鉬的平均值分別為0.158 μg·g-1、0.123 μg·g-1、0.089 μg·g-1，算術(shù)平均值的比值分別為4.5%、5.2%、3.3%；錫的的平均值分別為0.017 μg·g-1、0.010 μg·g-1、0.014 μg·g-1，算術(shù)平均值的比值分別為4.7%、6.1%、4.8%。

2.5 提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度

樣品要選用國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的錫礦石、鉬礦石和鎢礦石，每一個(gè)重復(fù)測定三次，然后算出三次測定的平均值作為最終使用數(shù)值。礦石樣品測定精準(zhǔn)度計(jì)算的公式如下：

YB =YC =C × （14.57XO -0.1263 - 7.659）

其中，

YC指樣品相對偏差范圍，XO是指標(biāo)準(zhǔn)礦物的標(biāo)準(zhǔn)值，C是指樣品相對偏差系數(shù)限制范圍。如果標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分析的結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)值之間的相對偏差≤YB，那么測定合格；如果標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分析的結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)值之間的相對偏差>YB，那么測定為不合格。

3 結(jié) 語

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法科學(xué)地解決了不能同時(shí)測定礦石樣品中錫、鉬、鎢元素的問題，避免了酸溶法使礦石樣品中錫溶解不完全而造成的測定結(jié)果偏低的問題和堿熔法測定過程中加入基體元素堵塞電感耦合等離子體發(fā)射光譜矩管以及霧化器的問題。

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