微波消解ICP-MS测试铅精矿中的铟和锗

王洪桂，肖 娟，陶丽萍（青海省地质矿产测试应用中心，青海 西宁 810008）

微波消解ICP-MS测试铅精矿中的铟和锗

王洪桂，肖 娟，陶丽萍
（青海省地质矿产测试应用中心，青海 西宁 810008）

【摘 要】本文提出了铅精矿通过微波消解，ICP-MS测试得到铟和锗含量的方法。通过加标回收试验，得到铟的回收率在99.9%～101.60%，锗的回收率在96.8%～102.8%。通过检出限试验得到铟的检出限为0.001μg/g，锗的检出限为0.02μg/g。

【关键词】铅精矿；铟；锗；回收率

铟是昂贵的稀散金属，金属铟具有银白色光泽、熔点低、沸点高、塑性好，可用于制造合金、特殊电焊、涂层、电子、特种玻璃、陶瓷、半导体发光材料、荧光粉等[1]。锗在军事和医疗上的使用更是具有特殊的价值。铟和锗资源极其有限，必须从含量很低的铟贫矿中提取[2]，锌精矿中常伴生铟和锗，如果能准确确定含量，能进一步提升铅精矿的价值。目前铟的测试方法为比色法或者原子吸收法[3-4]，锗的测试为国家标准中原子荧光光谱法[5]。目前还没有一种可以集合这两种元素一起的快速有效分析方法。

1　试验仪器与试剂

1.1 仪器与设备

(1) 电感耦合等离子质谱仪：ELAN DRC-e，美国PerkinElmer公司。

(2) 微波消解仪：Multiwave 3000型，奥地利Anton Paar公司。

(3) 分析天平：梅特勒公司，感量0.1mg。

1.2 试剂

(1) 达到GB/T6682规定的二级水。

(2) 盐酸(1.19g/mL)，高纯。

(3) 硝酸(1.42g/mL)，高纯。

(4) 氢氟酸(0.987g/mL)，高纯。

(5) 高氯酸(1.76g/mL)，高纯。

(6) 王水，由盐酸和硝酸按体积比3∶1混合配成，现配现用。

(7) 铟和锗标准储备液(100mg/L)，购买于国家标准物质中心。

1.3 仪器工作条件

微波消解仪工作参数见表1，ICP-MS工作参数见表2。

2　试验

2.1 样品前处理

试样经过105℃烘过2h后，于聚四氟乙烯消解罐中称取0.1g(精确到0.000 1g)，加入5mL王水，待剧烈反应停止后加入2mL氢氟酸和0.5mL高氯酸。加盖套，置于转盘中，放入炉腔内，按照表1设定的溶样程序和仪器操作规程启动微波加热。待冷却后取出聚四氟乙烯罐，将罐内物质冲洗并转移至100mL容量瓶内，用水稀释至刻度，摇均，静置。随同做空白试验。

2.2 标准溶液配制

把铟和锗标准储备液配制成0.00、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0mg/L的标准系列。所用同位素为：115In 、74Ge。

表1　微波消解仪的工作参数

表2　ICP-MS工作参数

2.3 样品测试

样品经仪器测试后，由计算机自动得出结果。

3　结果讨论与分析

3.1 试验结果

为了验证试验的实用性和可靠性，对两个样品进行了试验测试和加标回收试验，结果见表3。

表3　铅精矿中铟和锗的含量与回收率

通过回收率试验可见本次试验是可靠的。

3.2 方法评价

在最佳试验条件下，本试验对方法的线性范围、检出限进行了考察，结果列于表4，标准曲线以元素溶度为横坐标，计数值为纵坐标绘制；方法检出限为通过样品空白进行10次测试，以3倍空白标准偏差对应的浓度值表示；样品检出限为方法检出限乘以稀释倍数计算得到。

表4　方法评价

3.3 消解方式的选择

目前铅精矿的前处理方式主要有湿法消解和微波消解，湿法消解在加盐酸和硝酸的基础上，基于样品基体的差别再加上溴水、氟化氢铵、硫酸或者高氯酸等用于将样品完全消解。湿法消解所用的电热板十分普及，但是本试验中的锗因为损失而无法检测，而微波消解因为具有试剂消耗少、样品完全分解、挥发性元素损失少的显著性特点而被本次试验选择。

3.4 消解试剂的选择

已有文献报道用各种试剂和各种不同试剂比例用于微波消解矿物类样品，本次试验中根据自己仪器能够耐氢氟酸进样的特点和微量元素需要完全分解的需求采用了盐酸和硝酸按照3∶1比例配制，加5mL用于分解样品，加入2mL氢氟酸用于分解样品中少量硅，加入少量高氯酸用于分解样品中的有机物，达到了完全分解样品的需求。3.5 同位素的选择

铟和锗都有一或者多种同位素用于选择，本试验选择了丰度最大的同位素115In 、74Ge来分析以达到最佳检出限的要求。

3.6 质谱的干扰与校正

试验中两种元素的同位素、相对丰度、质谱干扰和干扰消除方式见表5。

表5　铟和锗的质谱干扰与校正

对测定过程的质谱干扰，调谐仪器使双电荷和氧化物的干扰降至3%以下，对质谱干扰仍然严重的采用数学校正模式来扣除干扰。

4　结论

本试验通过微波消解铅精矿，ICP-MS测试得到满意的检出限和加标回收结果，成功的克服了质谱干扰，选择了合适的消解方式和消解试剂，本次试验方法是理想的。

【参考文献】

[1]尹成先,兰新哲,霍春勇,等.铟的用途及提铟方法[J].有色金属, 2002,54(7):186-188.

[2]吴剪梅,王吉坤,鲁燾,等.锌精矿中伴生铟的提取[J].有色金属(冶炼部分),2006(6):37-39.

[3]马丽.电感耦合等离子体发射光谱法测定锌精矿中的铟[J].中国无机分析化学,2013(2):50-52.

[4]王丽芳,王炎.锰铁炼制烟尘中铟的测定[J].化学工程师,2010 (12):28-31.

[5]国家有色金属工业局.GB/T8151.13-2000 锌精矿化学分析方法锗量的测定[S].北京:中国标准出版社,2000.

【采选技术】

Microwave Digestion ICP-MS Test of Indium and Germanium in Pb Concentrate

WANG Hong-gui, XIAO Juan, TAO Li-ping
(Geology and Mineral Resources of Qinghai Province Test Center, Xining 810008, China)

Abstract:This paper presents the Pb concentrate by microwave digestion method, indium and germanium content on the ICP-MS test. The standard addition recovery experiments, get the recovery rate of indium in 99.9%～101.6%, recovery of germanium in 96.8%～102.8%. The detection limits obtained in experiments. The detection limit of indium is 0.001μg/g, the detection limit of germanium is 0.02μg/g.

Key words:Pb concentrate; indium; germanium; percent recovery

【收稿日期】2014-08-27

【文章编号】1007-9386(2015)01-0022-02

【文献标识码】A

【中图分类号】O657.63