ICP-OES同时测定化探样品中的10种元素

龙军桥，汤 凯，杨秀玖，刘伟洪

（中国人民武装警察部队黄金第九支队， 海南 海口 571127）



ICP-OES同时测定化探样品中的10种元素

龙军桥，汤 凯，杨秀玖，刘伟洪

（中国人民武装警察部队黄金第九支队， 海南 海口 571127）

摘 要：采用HClO4-HNO3-HF消解样品，电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）同时测定化探样品中Co、Cu、Fe、La、Mn、Ni、Pb、Sr、Ti、Zn十种元素，优化了仪器工作条件及溶样方法。经国家一级标准物质分析验证，方法的准确度高，精密度好，检出限低，操作简单、快速、准确，可应用于批量地质样品中多元素的同时测试。

关 键 词：电感耦合等离子体发射光谱；多元素；化探样品

我国的矿产资源非常丰富，化探异常地球化学勘查方法技术一直以来都被视为矿产勘查评价技术领域的一个热点论题，因此，准确测定化探样品中多种元素的含量对找矿有着重要意义。

ICP-OES因为分析速度快，准确度高，精密度好等优点，在地球化学样品的分析中广泛应用［1-4］。目前，也有采用ICP-OES测定化探样品中各元素的报道，如王龙山等［5］采用偏硼酸锂熔矿，超声提取，ICP-OES法测定样品中的10种元素，由于碱熔操作繁琐、费时，且引入大量盐份，容易造成雾化器堵塞。不利于大批量样品的测定。本文采用HClO4-HNO3-HF消解样品，优化了实验条件，采用多种国家标准物质，制备成不同浓度的标准溶液，绘制成标准曲线，建立了ICP-OES法测定化探样品中十种元素的方法。

1 实验部分

1.1 仪器及工作参数

Thermo6300电感耦合等离子体发射光谱仪：美国热电公司。仪器操作参数见表1。

表1 仪器工作条件Table 1 Working parameters for ICP-OES

1.2 试剂及材料

HCI、HNO3、HF、HCI04为优级纯；超纯水（电阻率≥18 MΩ·cm）；高纯液氩（质量分数W ＞99.999%）。

1.3 样品分解

准确称取0.250 0 g样品，放入聚乙烯坩埚中，加少量水润湿，再依次分别加入2 mL HClO4、5 mL HNO3、8 mL HF；盖上坩埚盖，置于控温电热板上，放置过夜。次日，升温至110 ℃，保持1.5～2 h。取下坩埚盖，升温至240 ℃，直至HClO4白烟冒尽，再加入5 mL王水，0.5 h后取下、冷却，转移至25 mL比色管中，用超纯水稀释至刻度，摇匀，静置后待测。

1.4 工作曲线

本文选择国家标准物质GBW07301a、GBW07305a和GBW07358，按照样品的处理步骤制备成溶液后，同样品空白一起制作工作曲线，用于实际样品的定量分析。

2 结果与讨论

2.1 仪器工作参数的选择

2.1.1 RF功率的选择

通常，采用高功率是为了测定难激发的元素，但也不是功率越大越好，功率过大也会产生一些负效应，例如背景辐射增强，信背比变差等。为了兼顾所有元素特性，综合衡量后决定RF为功率1 150 W。

2.1.2 观测高度的选择

由于观测高度会对谱线的峰值产生影响，因此，本文对观测高度进行了研究。固定其他仪器条件，从12～18 mm逐渐改变观测高度，分析对比元素信背比强度随观测高度变化状况，最终选择观测高度为15 mm。

2.1.3 载气压强的选择

载气压强大小对测定结果影响很大，其原因主要是能够对雾化器的雾化效率、雾滴粒径、电子密度等产生直接影响［6］。为了得到最佳选择，其它条件不变，试验了不同载气压强对测定结果造成的影响，范围（0.1～0.3 MPa）。通过试验发现，不同元素受到的影响不尽相同，为了满足待测元素具有较好的信背比，本文选择载气压强为0.24 MPa。

2.2 溶样体系的选择

本文考察了不同溶样体系对测定结果造成的影响，见表2。

表2 不同溶样体系测定结果对比Table 2 Comparison of analytical results of elements by using different solvent systems

从表2中可以看出，HF-HNO3、HF-HCl、HF-H2SO4均偏低，原因是在酸溶法中，用HF-HNO3、HF-HCl、HF-H2SO4分解试样时，存在HF不易除尽、样液容易溅跳等缺点，且Ba、Sr等元素易与SO4

2-生成难溶化合物，降低了雾化效率，造成测定结果的系统偏低。而本方法采用HClO4-HNO3-HF消解样品，由于混合酸熔点较低，克服样液溅跳的弊端，且盐类残渣易溶解、HF易除尽，消解效果更好。因此，本文选择HClO4-HNO3-HF为溶样体系。

2.3 浸取液用量对测定的影响

本文考察了王水的用量对测定造成的影响。以国家标准物质GBW07309中锌元素为例，试样经过混酸消解后，采用王水浸取。当加入王水分别为2、3、5、8、10 mL，结果如表3所示，王水加入量过少，则不利于试样的浸取，造成结果偏低；当加入量超过8 mL后，结果逐渐偏低，原因是酸度过高会出现酸基体抑制现象，且浸取已完全，为了避免腐蚀仪器和浪费试剂，本实验选择加入5 mL王水浸取试样。

表3 王水的用量Table 3 Proportion of aqua regia

2.4 分析谱线的选择

把国家标准物质GBW07309按照样品处理方法制备成溶液，通过对其进行图谱分析，根据相互干扰小、灵敏度高的原则，选择出最佳分析谱线。具体结果见表4。

表4 元素的分析谱线和背景校正Table 4 The analytical spectral line and background correction of elements

2.5 方法的检出限

在优化的实验条件下，重复测定样品空白12次，计算标准偏差， 3倍标准偏差即为检出限，结果见表5，各元素的检出限均低于地球化学调查中规定的分析方法检出限的要求。

2.6 法准确度与精密度

选取国家标准物质GBW07305（GSD-5a）和GBW07309（GSD-9）同时进行12次平行测定，检查方法精密度和准确度，测定结果见表6。由表6可以看出，本方法的测定值与准确值基本一致，平均值与标准值的对数误差的绝对值（△lgC）均在0.1以内，相对标准偏差（RSD）均小于5%。

表5 方法检出限Table 5 The detection limit of method

表6 方法准确度与精密度Table 6 Accuracy and precision tests of the method

2.7 方法比对

用本方法与X射线荧光光谱法（XRF）对同一份样品进行测定， 表7表明本法测定值与X射线荧光光谱法的结果比较，无显著差异，从而确定了本方法的测定结果可靠。

表7 本方法与X射线荧光光谱法（XRF）检测结果Table 7 The analytical result of this method and XRF

3 结 语

本文通过采用HClO4-HNO3-HF消解样品，ICP-OES同时测定化探样品中十种元素。实验结果表明，本方法检出限低、准确度高、精密度好、可多元素同时测定分析，便于大批量样品分析。

参考文献：

［1］温宏利，等.王水溶样-电感耦合等离子体发射光谱法同时测定铁铜铅锌硫化物矿石中8个元素［J］.岩矿测试，2011，30（5）：566-571.

［2］宁军.ICP-AES测定地质样品中的多种稀土元素［J］.光谱实验室，2013，30（2）：947-949.

［3］崔德松.ICP-AES测定绿柱石中10中元素［J］.光谱实验室，2011，28 （5）：2431-2434.

［4］王小强，等.电感耦合等离子体发射光谱法同时测定铅锌矿中银铜铅锌［J］.岩矿测试，2011，21（5）：476-480.

［5］王龙山，等.偏硼酸锂熔矿-超声提取-电感耦合等离子体发射光谱法测定岩石水系沉积物土壤样品中硅铝铁等10种元素［J］.岩矿测试，2008，27（4）：287-290.

［6淸］李彩，赵庆令，孙宁，等. 电感耦合等离子体发射光谱测定区域地球化学样品中Cu、Mo、Pb、Sn、W、Zn元素［J］.分析试验室，2008，27（4）：317-319.

Simultaneous Determination of 10 Components in Geochemical Samples by Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry

LONG Jun-qiao， TANG Kai， YANG Xiu-jiu， LIU Wei-hong
（No.9 Geological Part of CAPF，Hainan Haikou 571127， China）

Abstract:A method for determination of 10 elements including Co， Cu， Fe， La， Mn， Ni， Pb， Sr， Ti and Zn in geochemical samples by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry （ICP-OES） was developed. Sample was decomposed with HClO4-HNO3-HF.Through the experiments， the suitable digestion method and instrument parameters were selected. The method has been applied to determine elements in national standard reference materials，and the limit of detection is low， the precision and accuracy are good.The method is accurate， simple， sensitive， rapid and can be used in simultaneous determination of multielements in geology samples..

Key words:ICP-OES；Components；Geochemical samples

中图分类号：O 657

文献标识码：A

文章编号：1671-0460（2016）02-0438-03

收稿日期：2015-08-04

作者简介：龙军桥（1990-），男，广西百色人，工程师，研究方向：化学分析。E-mail:303820842@qq.com。

通讯作者：刘伟洪（1986-），男，广西玉林人，工程师，研究方向：化学分析。E-mail:liuweihong16@163.com。