電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定鉻礦中鐵、鋁、硅、鎂、鈣

姚凌峰，李忠號，朱敏，王富強，戚美靜

（通標標準技術服務（天津）有限公司，天津300457）

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定鉻礦中鐵、鋁、硅、鎂、鈣

姚凌峰，李忠號，朱敏，王富強，戚美靜

（通標標準技術服務（天津）有限公司，天津300457）

提出了使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定鉻礦中鐵、鋁、硅、鎂、鈣的分析方法。通過試驗確定了熔樣方法，儀器的最佳工作參數(shù)，分析譜線等。為了防止產(chǎn)生膠體，在測定時選用硝酸作為介質(zhì)。使用鉻礦國家標準樣品（BGBW 07201、GSBD33001.3）與待測樣品同時操作后制作標準曲線。方法的回收率在99.1%～101.5%之間。用本法分析了鉻礦標樣（GSBD33001.2、Cr-2、72-Cr-01）。測定值與證書值基本一致，相對標準偏差（n=6）小于1%。

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；鉻礦；鐵；鋁；硅；鎂；鈣

本文提出使用碳酸鈉-碳酸鉀-硼砂混合熔劑堿熔融分解鉻礦試樣，采用與樣品成分相近的國家標準樣品繪制工作曲線，并且通過試驗確定了儀器的最佳工作參數(shù)，分析譜線，建立了電應ICP-AES測定鉻礦中鐵、鋁、硅、鎂、鈣的分析方法。經(jīng)大量進口鉻礦的商檢分析考核與現(xiàn)行標準方法進行對比，ICP-AES法具有簡便快速、結果準確、可靠的特點。

1　試驗部分

1.1儀器與試劑

iCAP 6300型全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀配CID（電荷注入式）檢測器，Meinhard C型高鹽霧化器，旋流霧室。

實驗用酸、試劑均為優(yōu)級純，試驗用水為去離子水（電阻率 1 8 MΩ·cm），

實驗用氣為高純氬氣（質(zhì)量分數(shù)w＞99.999%）。

1.2儀器工作條件

高頻功率1150W，載氣壓力0.21MPa，輔助氬氣流量0.5L/min，泵轉速50r/min，積分時間30s，垂直觀測高度12mm。

啟動ICP-AES光譜儀并讓其在測量前至少運轉30min，使儀器穩(wěn)定。

1.3試驗方法

稱取（200目以上）樣品0.2000g于鉑金坩堝中加入Na2CO3-K2CO3-Na2B4O7混合熔劑（質(zhì)量比2 2

1）3.0g，用細棒混勻。置于馬弗爐中1160℃堿熔融20min。取出冷卻，置于預先加入80mL水，15mL硝酸的250mL燒杯中。溫熱浸取，冷卻定容于200mL容量瓶中。分取25mL此溶液，于100mL容量瓶用水稀釋至刻度，搖勻。于選定的工作條件條件下進行測試。

2　結果與討論

2.1樣品的前處理

2.1.1樣品分解條件的選擇

由于鉻礦較難分解，所以使用混合酸不能將樣品完全分解。對于使用微波熔樣的方法以往也有報道［2］，但由于微波設備相對較為昂貴，所以不易推廣。試驗考察了使用Na2CO3-K2CO3-H3BO3混合熔劑于鉑金坩堝1160℃堿熔融分解樣品及使用Na2O2于鎳坩堝中800℃熔融分解樣品。由于Na2O2于鎳坩堝中800℃熔融分解時產(chǎn)生大量的鎳離子對光譜分析影響較大。而使用Na2CO3-K2CO3-Na2B4O7混合熔劑分解效果好且無新的基體元素產(chǎn)生，所以試驗選擇Na2CO3-K2CO3-Na2B4O7混合熔劑分解試樣。

2.1.2樣品溶液酸性介質(zhì)的選擇

在選擇ICP-AES測定溶液的酸性介質(zhì)時，試驗選擇鹽酸介質(zhì)或者硝酸介質(zhì)，而不選擇硫酸介質(zhì)或者磷酸介質(zhì)，這是因為硫酸和磷酸的黏度較大影響測定的靈敏度。所以將鉑金坩堝從馬弗爐取出冷卻后，首先使用80mL水，15mL鹽酸浸取樣品，但是在鹽酸介質(zhì)條件下出現(xiàn)了鐵、鋁、硅、鎂、鈣曝光的結果依次降低的現(xiàn)象。

表1　HCl介質(zhì)（n=4）

究其原因是由于當鋁元素大量存在于鹽酸介質(zhì)中易形成網(wǎng)狀結構的氯化物大分子團——膠體，造成儀器霧化器噴口形狀改變，雖然可以靠蠕動泵強行進樣。但是隨著膠體在霧化器噴口的積累，樣品的提升量也隨之減少，使得測定結果逐漸降低。

在鹽酸介質(zhì)下，如果每次測定一份溶液后使用50～60℃硝酸（5+95）溶液噴洗一下。可以提高樣品測量的重現(xiàn)性，但無法根本解決由膠體造成的霧化器噴口形狀改變的問題。

改換使用80mL水，15mL硝酸浸取樣品，在硝酸介質(zhì)條件下無膠體產(chǎn)生，在測定時上述現(xiàn)象完全消除，并得到很好的準確度和精密度，相對標準偏差（RSD%）在0.30%～0.44%。為本法所采用。

2.2分析線的選擇

在選擇分析線時以譜線相對強度高，不受或少受光譜干擾為原則。測定低含量元素時應選擇靈敏線，如測定CaO時選擇了Ca393.37nm這條鈣的最靈敏線；測定元素含量高靈敏度低的非金屬元素也應選擇靈敏線，如測定SiO2時選擇了Si251.61nm最靈敏線；測定元素含量高靈敏度也高的金屬元素應選擇次靈敏線，否則容易曝光過飽和，造成檢測器單個像素的溢出現(xiàn)象，進而影響測定。如測定鐵時沒有選擇Fe259.94nm最靈敏線，也沒有選擇Fe238.20nm次靈敏線，因為有Cr238.15nm的干擾，而是選擇了Fe271.44nm線，測定Al2O3和MgO時分別選擇了次靈敏線Al396.15nm和Mg279.55nm。

2.3標準曲線、線性范圍、檢出限

按試驗方法對鉻礦標樣BGBW07201和GSBD33001.3分解后測定，制作標準曲線。在測量范圍內(nèi)具有良好的線性。由于曲線和待測樣品的空白一致，基體鉻的含量和固體鹽分含量相似，同時又解決了基體匹配和鹽效應兩大以測定11次樣品空白溶液的標準偏差的三倍所對應濃度值為各元素的檢出限，見表2。

ICP-AES法測定時的難題。

表2　標準曲線（n=11）

2.4方法的精密度及回收率試驗

按試驗方法對Cr-2鉻礦標樣進行測定，平行測定6次。同時進行各個元素的回收率和精密度實驗，相對標準偏差（RSD）均小于1%。結果見表3。

2.5樣品分析

按試驗方法，在測定條件下對鉻礦標樣GSBD33001.2、Cr-2、72-Cr-01進行測定，與標準值進行比對，結果基本一致。見表4。

表3　回收率試驗（n=6）

表4　準確度試驗（n=3）

3　結語

本文通過試驗建立了一個使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定鉻礦中鐵、鋁、硅、鎂、鈣的方法。此方法精密度達到目前所使用標準的要求，結果滿意，具有簡捷、可靠、準確等優(yōu)點。

Determ ination ofiron，alum inum，silicon，magnesium and calcium in chromium oresby inductively coupled plasma atom ic em ission spectrom etry

YAO Ling-feng，LIZhong-hao，ZHUM in，WANG fu-qiang，QIM ei-jing
（SGS-CSTCStandards Technical Services（Tianjin）Co.，Ltd.300457 Tianjin）

The simultaneous determination of iron，aluminum，silicon，magnesium and calcium in chromium ores by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry was developed.The samplemeltingmethod，the optimalworking parameters ofinstrumentand spectral linesforanalysiswere confirmed through experiments.HNO3 was used as medium to prevent engendering of colloid.The calibration curve was prepared by simultaneous treatment of the national standard chromium ore samples（BGBW07201、GSBD33001.3）and the testing samples with recoveries of 99.1%～101.5%.The above method was applied to the determination of standard samples （GSBD33001.2、Cr-2、72-Cr-01）.Themeasured resultswere in consistency with the standard values and RSD（n= 6）wasbelow 1%.

inductively coupled plasmaatomic emission spectrometry；chromium ores；iron；aluminum；silicon；magnesium；calcium

·環(huán)境與保護·

10.3969/j.issn.1008-1267.2015.05.020

O657.31

A

1008-1267（2015）05-0057-03

2015-05-12