ICP-AES法測(cè)定鉬精礦中雜質(zhì)元素研究

李延槐， 姚良俊，李愛玉

(1.欒川縣公共檢驗(yàn)檢測(cè)中心，河南 欒川 471500)(2.洛陽(yáng)欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司，河南 欒川 471500)

0 引 言

目前鉬精礦化學(xué)分析國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法用火焰原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、分光光度法等分別測(cè)定共存元素[1-3]。這些方法存在步驟多、流程長(zhǎng)、一種方法只能測(cè)定一種元素、分析用時(shí)長(zhǎng)、檢測(cè)效率低等弊端。ICP-AES 具有檢出限低，線性范圍寬，可多元素同時(shí)分析、干擾小等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于復(fù)雜樣品的多元素同時(shí)分析[4]。已有關(guān)于ICP-AES法測(cè)定鉬精礦及焙燒鉬精礦中的鎢量[5]和鉬精礦中銅、鉛、鐵、鈣量[6]以及多譜擬合(MSF)ICP-AES法測(cè)定鉬精礦中砷量[7]的文獻(xiàn)報(bào)道，但未見ICP-AES法同時(shí)測(cè)定鉬精礦中銻、鉍、鎳、鎘、鈷量的報(bào)道。

本文研究了用硝酸、鹽酸溶解試樣，在稀鹽酸介質(zhì)中，用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法同時(shí)測(cè)定鉬精礦中砷、銻、鉍、鎳、鎘、鈷、銅、鉛、錫、鎢、鈣的含量，實(shí)現(xiàn)一次溶樣多元素同時(shí)分析，方法精密度與準(zhǔn)確度與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)，解決了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(YS/T555-2009第3-8部分)不同元素采用不同方法操作繁瑣、效率低的問題，可顯著提高檢測(cè)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度與成本，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

1 試 驗(yàn)

1.1 主要儀器與參數(shù)

主要儀器：電感耦合等離子原子發(fā)射光譜儀 Agilent 5110。

利用儀器優(yōu)化程序，考察了相關(guān)參數(shù)對(duì)被測(cè)元素譜線發(fā)射強(qiáng)度的影響，優(yōu)化了儀器工作參數(shù)與分析譜線，見表1和表2。

表1 儀器參數(shù)

表2 待測(cè)元素分析譜線

1.2 試 劑

試驗(yàn)用水均為二級(jí)去離子水，所有試劑均為優(yōu)級(jí)純。

試劑:(1)鹽酸(GR，ρ1.19 g/mL)；(2)硝酸(GR，ρ1.42 g/mL)；(3)氫氧化鈉(GR，99.9%)；(4)乙醇(GR，99.8%)；(5)砷、銻、鉍、鎳、鎘、鈷、銅、鉛、錫、鎢、鈣單元素標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液(1 000 μg/mL，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心)。

1.3 試液的制備

稱取試料0.200 0 g，置于250 mL燒杯中，加入10 mL硝酸(ρ1.42 g/mL)、15 mL鹽酸(ρ1.19 g/mL)、低溫，加熱至試樣分解完全，蒸發(fā)至體積3～4 mL，取下冷卻至室溫，加入20 mL鹽酸(1+1)加熱溶解鹽類，取下冷卻，用15 mL溫水沖洗杯壁，加熱煮沸，取下冷卻，將試液移入100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制

11種元素的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線見表3。

表3 各元素標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

1.5 試液的測(cè)定

用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀，在各元素選定的波長(zhǎng)處，測(cè)量各元素標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的光譜強(qiáng)度，當(dāng)工作曲線相關(guān)系數(shù)大于或等于0.999時(shí)，進(jìn)行試液的測(cè)定，檢查各測(cè)定元素譜線的背景，并在適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行背景校正，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)給出各測(cè)定元素的質(zhì)量濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 校準(zhǔn)曲線與檢出限

分別移取適量標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，按表3 濃度梯度配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。按儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定并繪制校準(zhǔn)曲線。將空白溶液測(cè)定 11 次，以信號(hào)值的3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)應(yīng)的濃度為檢出限，結(jié)果見表4。

表4 各元素檢出限 μg/mL

2.2 干擾試驗(yàn)

2.2.1 鉬基體干擾試驗(yàn)

在一組含有濃度2.00 μg/ml砷、銻、鉍、鎘、鈷、鎳、銅、錫、鎢標(biāo)準(zhǔn)溶液和4.00 μg/ml鉛、氧化鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液的100 mL容量瓶中，分別加入不同濃度的鉬基體溶液，測(cè)定各元素質(zhì)量濃度并計(jì)算回收率，結(jié)果見表5。由表5可以看出：加入不同濃度的鉬基體后，各元素的回收率在95.1%～102.6%之間，說(shuō)明鉬基體對(duì)各元素的測(cè)定無(wú)顯著影響。

表5 鉬基體干擾試驗(yàn)

2.2.2 譜線的選擇

分別在濃度為5 μg/mL砷、銻、鉍、鎳、銅、鈷、錫、鎢，2.5 μg/mL鎘和10μg/mL鉛、氧化鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液中，加入鎘、砷、鉍、鈷、鎳、銅、錫、鎢、鉛、氧化鈣標(biāo)液作為干擾元素，按本法測(cè)定各元素含量并計(jì)算回收率，考察其它元素對(duì)光譜是否有干擾，結(jié)果見表6。

表6 元素對(duì)譜線的干擾試驗(yàn)

由表6可以看出:加入鎘、砷、鉍、鈷、鎳、銅、錫、鎢、鉛、氧化鈣元素后，實(shí)測(cè)回收率在95.2%～104.4%，說(shuō)明所選譜線不存在光譜干擾。

2.3 方法的精密度和準(zhǔn)確度

2.3.1 方法的精密度

對(duì)鉬精礦樣品中砷、銻、鉍、鎳、鎘、鈷、銅、鉛、錫、鎢、鈣量測(cè)定11 次，精密度試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 精密度試驗(yàn)(n=11) %

由表7可以看出：砷、銻、鉍、鉛、銅、鎢、鈣的RSD均小于3%；鉻、鈷、鎳、錫的RSD均小于5%；各元素精密度良好。

2.3.2 加標(biāo)回收率試驗(yàn)

在溶解樣品前加入不同量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按本測(cè)定方法對(duì)鉬精礦樣品進(jìn)行測(cè)定，各元素回收率見表8。

由表8可以看出：各元素加標(biāo)回收率95.0%～101.2%，方法準(zhǔn)確度良好。

表8 加標(biāo)回收率試驗(yàn)

2.3.3 對(duì)比試驗(yàn)

采用本方法對(duì)鉬精礦標(biāo)準(zhǔn)樣品GBW07199、GBW07144進(jìn)行分析，本方法測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比見表9。

表9 分析結(jié)果對(duì)比

由表9可以看出：本方法測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)果一致，誤差小于標(biāo)樣的擴(kuò)展不確定度，說(shuō)明方法準(zhǔn)確度良好。

3 結(jié) 論

研究建立了ICP-AES法同時(shí)測(cè)定鉬精礦樣品中砷、銻、鉍、鎳、鎘、鈷、銅、鉛、錫、鎢、鈣量共11 種主要共存元素的方法。結(jié)果表明：試樣用硝酸、鹽酸溶解，稀鹽酸介質(zhì)中，在儀器最佳測(cè)試參數(shù)下，鉬基體與共存元素對(duì)待測(cè)元素?zé)o顯著影響，本法檢出限為0.000 2～0.04 μg/mL，回收率為95.0%～101.2% ，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.6%～5.0%。用本法分析了GBW07144鉬精礦標(biāo)樣，結(jié)果在標(biāo)準(zhǔn)值擴(kuò)展不確定度范圍內(nèi)。本方法流程短、操作簡(jiǎn)單，精密度和準(zhǔn)確度均能滿足鉬精礦常規(guī)、貿(mào)易等分析要求，可用于大批量鉬精礦中共存元素的含量分析。