電感耦合等離子體質譜法測定區域地球化學樣品中的16種稀土元素方法研究

葉元順＊，羅大芳，車曉艷，趙志欣，陳 軍

（中國冶金地質總局昆明地質勘查院測試中心，云南 昆明 650203）

目前區域地球化學樣品中稀土測試方法主要以電感耦合等離子體發射光譜法為主，但因其測試檢出限較高且前處理過程中往往需要富集處理而導致測試周期較長，檢測結果不能滿足地質勘查工作。

采用電感耦合等離子體質譜為測試手段時，往往因為氫氟酸的引入導致一些稀土元素形成沉淀物導致測試結果偏低；采用堿熔處理可以完全分解樣品，但因高鹽度而意味著需要更高的稀釋倍數，從而導致較高的檢出限值。本文建立了采用鹽酸-硝酸-氫氟酸-硫酸混酸為前處理體系，1+1王水復溶殘渣，以電感耦合等離子體質譜為測試手段測試區域地球化學樣品中的微量稀土元素含量[1，2]。

1 實驗部分

1.1 儀器設備

ICAP-RQ型電感耦合等離子體質譜儀（美國Thermo Scientific公司），帶He氣碰撞模式。

1.2 試劑耗材

高純液氬（質量分數＞99.999%），采用集中供氣裝置以保證氣壓穩定。

鹽酸、硝酸、氫氟酸均為優級純，生產廠商為國藥試劑集團；硫酸（優級純，川東化工）；二次去離子水（電阻率大于18.25 MΩ·cm）。

稀土多元素標準儲備溶液（100ug/ml）（鋼研納克）。

國家一級標準物質：GBW07158、GBW07159、GBW07160、GBW07161。

Rh標準溶液（1000ug/ml）（鋼研納克）。

Re標準溶液（1000ug/ml）（鋼研納克）。

多元素調諧液（美國Thermo Scientific公司）。

多元素質量校正液（美國Thermo Scientific公司）。

1.3 儀器工作條件

具體儀器參數見表1。

表1 儀器工作參數

1.4 實驗方法

1.4.1 曲線繪制

將購買的稀土混合標準溶液稀釋至：0ppb、2ppb、10ppb、50ppb、100ppb、200ppb、300ppb、400ppb、500ppb濃度系列，介質為2%王水。

將購買的Rh、Re單標配制成200ppb濃度的混合內標溶液，介質為2%王水。

儀器點火穩定半小時后將儀器調諧至最佳狀態，若必要時先進行質量校正（尤其是交叉校正）。在儀器最佳狀態下繪制標準曲線。

1.4.2 實驗過程

稱取0.2g（精確到0.0001g）樣品于聚四氟乙烯燒杯中，少量水潤濕樣品后加入混合酸25ml，置于電熱板上約50℃低溫硝解樣品，待到開始冒硫酸煙時將溫度調至約80℃以便加速硫酸氫氟酸的趕盡。待硫酸煙冒盡后取下稍冷，加入約1ml1+1王水，順著燒杯壁沖洗少量水，放置電熱板上加熱煮沸并保持沸騰約20min以便將所有殘渣溶解完全，取下冷卻至室溫后定容至25.0ml比色管中，搖勻靜置過夜待測。將過夜后的上清液稀釋10倍，補加適當王水，使王水介質保持2%濃度，以便同曲線酸度一致減小測試誤差。

2 結果與討論

本文對GBW07158、GBW07159、GBW07160、GBW07161四個標準物質進行了7組平行測定，計算其平均值，同時評價其精密度（RSD）及相對誤差（RE），測試結果見表2。

表2 測試結果評價表

表2結果顯示，所選4個標準物質測試結果精密度良好，RSD均小于3.0%；準確度方面，RE均小于5%，準確度較高，沒有出現同行文獻報道的測試結果偏低現象，這可能與硫酸的高沸點能將氫氟酸盡可能地趕盡有極大關系。

本中心多次試驗結果顯示，混酸比例為：7（王水）：7（氫氟酸）：1（硫酸）混合時硝解樣品效果最好，且建議使用混酸一次加入，各種酸逐一加入時因沒有協同效應，往往不能達到預期的效果，且會大幅增加分析測試工作量。

3 結論

采用7（王水）：7（氫氟酸）：1（硫酸）比例混硝酸解區域地球化學樣品時，在保證硫酸煙冒盡下趕盡氫氟酸，微沸騰狀態下用王水復溶解殘渣，可以保證樣品中稀土元素消解完全，利用電感耦合等離子體質譜測試，精密度良好，所選4個標準物質的RSD均小于3.0%，準確度較高，RE小于5%。