ICP-OES 測定鋅精礦中銅、鉛、銀、氧化鎂含量

李純浪，楊紹輝

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南 馬關 663701）

我國鋅礦石資源豐富，在選礦工藝流程中，必須對鋅精礦中非主量元素進行準確、及時的測定，準確的數據可以及時指導生產。提高選鋅的綜合回收率，為企業帶來更多的經濟效益，同時避免資源的浪費。采用ICP-OES 可以實現快速對鋅精礦中銅、鉛、銀、氧化鎂含量進行準確分析。可大大提高元素分析效率。

1 實驗部分

1.1 儀器及工作參數

電感耦合等離子發射光譜儀（安捷倫科技 ICP-OES 5110），儀器工作條件：RF 功率1.15KW，輔助氣（Ar）流速1.0L/min，霧化器流量0.60L/min，樣品進樣時間為10s，穩定時間5s，高純氬氣（質量分數大于99.999%）。

1.2 主要試劑及標準物質

試劑：分析純鹽酸（HCl），分析純硝酸（HNO3），分析純氫溴酸，實驗用水為去離子水。標準物質為國家一級標樣，分別為脈錫原礦（BY0108-1）、銅精礦（YSS021-2004）、銅礦石（ZBK336）、鋅精礦（ZBK400）。

1.3 標準溶液和主要試劑

銅、鉛、銀、氧化鎂的標準儲備液為1000mg/L，1000mg/L，100 mg/L，1000mg/L，均為高純銅、鋅、銀、氧化鎂（國家基準物質）溶解得到。將銅、鋅、銀、氧化鎂標準儲備液配制成混合標準曲線。溶液介質為10%鹽酸，混合標準曲線如表1 所示。

表1 銅、鋅、銀混合標準曲線（mg/L）

1.4 元素分析波長

鋅精礦礦中銅、鉛、銀、氧化鎂元素含量相對較低，需要采用信號強度較高的分析波長，實驗最終選定銅的波長199.970nm，鉛的波長220.353nm，銀的波長328.068nm，氧化鎂的波長277.983nm。發射強度如表2 所示。

1.5 實驗方法

準確稱取鋅精礦0.2000g 置于200ml 燒杯中，用少量蒸餾水潤濕，加入15mL 鹽酸、5 毫升硝酸、5 毫升氫溴酸，將玻璃表皿蓋上，將燒杯置于70℃的電熱板上低溫除硫，待溶液溶解至清亮，將電熱板調至200℃，將溶液煮至近干，用燒杯鉗抬下，加入25mL 鹽酸，冷卻2min 后用洗瓶沖洗玻璃表皿和燒杯壁三次，待溶液冷卻至室溫，轉移至250mL 燒杯中，定容至刻度線搖勻待測。

1.6 儀器條件優化

1.6.1 高頻發射功率優化

在ICP 光譜分析中，譜線強度和信號噪聲明顯受高頻功率的影響。在低功率下測試有利于獲得更好的檢出限，但受基體的影響較大；采用大功率可減輕基體的影響，但信噪比及檢出限受損。本試驗選擇1.10KW、1.15KW、1.20KW、1.25KW 發射功率實驗，經過多次試驗，高頻功率為1.20KW 時譜線強度最強，儀器信倍比最大。故選擇發射功率為1.15KW。如表3 所示。

表3 高頻發射功率優化

1.6.2 霧化器流量優化

在ICP 光譜分析中，霧化器流量直接影響進樣量和溶液霧化效果，而且不同元素對霧化器流量的要求也不盡相同，本方法選擇霧化器流量分別為0.55L/min、0.60L/min、0.65L/min、0.70 L/min，進行多次實驗，其中當霧化器流量為0.60L/min 時，儀器信倍比最高，故選用霧化器流量為0.60L/min。

1.6.3 積分時間優化

在ICP 光譜分析中，因為CID 檢測器測定的各譜線強度是以每秒計數的比率計算，故增加積分時間，并不會增加信號的強度，而會獲得更加穩定的讀數，改善精密度與檢出限，但太長的積分時間影響樣品的分析速度。本方法選擇3S、5S、10S、15S 進行了多次實驗，積分時間≥5S，信倍比再無改變，如下表所示，為節約分析時間，因此積分時間選擇為5s。

1.6.4 樣品進樣量優化

在ICP 光譜分析中，樣品的進樣量直接影響方法的靈敏度。ICP 光譜的進樣量是通過蠕動泵的泵速來決定的，泵速快則進樣量多，泵速慢則進樣量少。試驗選取泵速為40r/min、60r/min、80r/min、100r/min 進行多次實驗，如下表所示，結果表明，當進樣泵速為80r/min 時信倍比最大，因此進樣泵速為80r/min。

2 結果與討論

2.1 方法檢出限

隨同實際樣品做12 個空白樣品，取12 個經硝酸浸泡并用去離子水清洗、自然晾干的燒杯，所加試劑與實際樣品一致，最后定容至250mL 中進行測定。根據測試結果計算出該種方法檢出限。該方法銅、鉛、銀、氧化鎂檢出限如表4 所示。

表4 銅、鉛、銀、氧化鎂方法檢出限（%）

2.2 國家標準樣品分析結果對比表

表5 國家標準樣品與實際樣品分析結果對比表

2.3 樣品加標回收試驗

以脈錫原礦（BY0108-1）、GB7237、銅精礦（YSS021-2004）、鋅精礦（ZBK400）進行加標回收試驗，測定結果見表6 所示。加標回收率在98%～104%之間。滿足測定要求。

3 結果與討論

本文采用王水預處理鋅精礦樣品，在鹽酸介質中使用ICPOES 測定樣品中銅、鉛、銀、氧化鎂含量，對方法檢出限，結果準確性、加標回收率等進行了研究，均滿足測定要求。該方法已投入使用，提高了分析檢測效率。節約了試劑成本、降低了人工勞動強度。

表6 加標回收試驗（%）