ICP-AES 在高含量锂矿石分析中的应用

石 华，刘 氘，赵玉卿

（青海省地质矿产测试应用中心，青海 西宁 810008）

ICP-AES 在高含量锂矿石分析中的应用

石 华，刘 氘，赵玉卿

（青海省地质矿产测试应用中心，青海 西宁 810008）

高含量锂矿石采用HF、HClO4、HNO3、HCl混合酸在200℃温度控制电热板上溶解，待到样品剩下1mL时用10mL 1+1王水提取后用称量法定容到100mL的容量瓶中，定量加入镉作为内标元素，用电感耦合等离子体光谱测试，通过测量该元素强度变化以及内标元素强度变化比较得到含量结果。方法通过加标回收实验得到回收率在98.5%～103%之间，国家标准样品测试相对标准偏差小于4.0%，方法的有效测试范围在0.050%～50.00%之间。

高含量锂矿石；ICP-AES；镉内标；温控电热板

锂的分析测试方法有很多种，传统经典的重量法、比色法；低含量测试的离子色谱法，现代仪器分析的电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS），等离子发射光谱法、原子吸收分光光度法等[1]。重量法包括高碘酸锂重量法、高碘酸铁钾重量法、磷酸钠重量法，其中高碘酸锂重量法、高碘酸铁钾重量法沉淀很不稳定，不利于分析，磷酸钠重量法沉淀比较稳定，但是Sr等元素干扰教为严重。分光光度法包括比色法、荧光分光光度法、原子吸收分光光度法，具有精密度高。准确度高的特点，但局限于低含量锂的测试。ICP-MS和ICP-AES两种测试手段都具有精密度高，准确度可靠的特点[2]。本方法基于ICP-AES测试锂元素精密度高，准确度可靠的特点，研究了一套合适的样品前处理方法，同时采用称重法来定容，匹配内标测试，进一步提高了方法的准确度和可靠性,测试范围能够满足锂矿石边界品位的测试需求和高含量锂矿石测试需求。

1 实验部分

1.1 仪器和主要工作条件

iCAP-6300等离子发射光谱仪（美国Thermofisher 主要工作参数：射频功率1050W、泵速：75r·min-1、辅助气流速:0.5L·min-1、尾吹气流 1.0L·min-1）；分析天平（感量0.001g，梅特勒仪器制造公司）；温控电热板（在100～300℃内精准控温，武汉地学仪器设备制造厂）。

1.2 主要材料和试剂

HNO3、HF、HCl均为MOS级别（北京化学试剂研究所）；HClO4（优级纯），所有溶液用水均为二次去离子水。

锂标准系列：GSB04-1734-2004，1000μg·mL-1，购买于国家标准物质中心；镉标准系列：GBW（E）080119，100μg·mL，稀释成 10μg·mL-1待用 购买于国家标准物质中心。

100mL容量瓶（天津玻璃制品有限公司）使用前先烘干称重，待用；30mL聚四氟乙烯坩埚。

1.3 标准系列的配制

取 1.2.2 锂标准溶液 0.00、0.10、0.20、0.50、1.00、2.00、5.00mL放置于已经在干燥状态下称重过的100mL容量瓶中，加入10mL（1+1）王水，把容量瓶放在天平上，在称重状态下滴加蒸馏水，使得容量瓶内溶液的重量是100.00g，此时浓度分别为（mg·L-1）：0.00、1.00、2.00、5.00、10.0、20.0、50.0。

1.4 样品的处理

把聚四氟乙烯坩埚放在（1+3）硝酸中浸泡24h，洗干净备用。称取0.1000g样品于聚四氟乙烯坩埚中，加入少量蒸馏水湿润样品，加入5mL HNO3、HF 5mL、HClO42mL，放在150℃温控电热板上保温2h，取下冷却后加入HCl 10mL，把电热板温度升到220℃，待到液体剩下1mL左右，取下冷却，加入10mL（1+1）王水，放到电热板上加热1min，取下冷却后转移到已经干燥状态下称重过的100mL容量瓶中，加入10μg·mL-1的镉标准溶液2mL。同时做一份样品不加镉内标，同时进行空白实验。把容量瓶放在天平上，在称重状态下滴加蒸馏水，使得容量瓶内溶液的重量是100.00g。制备好的样品准备用ICP-AES测试。

1.5 样品测试

把步骤1.3制备好的标准系列和步骤1.4制备好的样品按照步骤1.1.1的条件按照标准系列，空白，样品的顺序测试，得到Li和Cd的浓度。

1.6 结果计算

样品结果按照以下公式计算得到：

式中ω（Li-i）/10-2：第i个样品中锂的含量以百分比计；C（Li-i）:第i个样品中锂的浓度，mg·L-1；C（Cd-i）：第i个样品中镉的浓度，mg·L;C（Cd-i-0）：第 i个样品中未加入镉的样品中镉的浓度，mg·L-1；C（Cd-0）：空白样品中镉的浓度；1000：0.1000g样品在100mL中的换算系数；10000：10-6换算成 10-2的系数。

2 结果与讨论

2.1 准确度实验

为了验证方法的准确性，在样品中加入锂矿石高含量标准物质GBW07152、GBW07153，测试结果见表 1，结果 ω（Li2O）/10-2。

表1 准确度实验Tab．1 Accuracy experiment

由以上实验可以见，该方法在准确度方面是可靠的。

2.2 精密度实验

按照实验方法把标准物质GBW07152、GBW07153独立分析7次，计算其相对标准偏差RSD，结果见表2。

表2 精密度实验结果（%）Tab.2 Experiment results of precision

2.3 加标回收实验

在样品GBW07152中加入500ug的Li2O标准，随着实验过程进行分析，独立7次实验，结果见表3。

表3 加标回收实验结果Tab.3 Test results of standard recovery

注：原始结果的460为标准样品GBW07152的推荐值是0.460%，称取0.1000g实验时刚好Li2O的量是460/μg。

由结果可见加标回收率在98.0%～103.0%，方法是可靠的。

2.4 内标的影响

在ICP-AES分析中内标的作用不明显，也不经常使用，但是本方法中设计使用了镉内标，主要原因是因为样品稀释比例较大，仪器小的漂移和波动能够影响最终正确结果的报出，为了避免出现此些情况，加入了内标，同时采用了未加内标元素样品测试镉，也避免了因为样品本身含有镉带来的影响。

2.5 方法的测试范围

ICP-AES测试矿石中锂能够低至1μg·g-1，但是锂矿石的工业边界品位为0.4%～0.5%，为了确保测试范围足够大，本次研究把低于边界品位10倍作为了方法的测定下限，即0.05%。ICP-AES具有线性范围广的特点，于是标准系列跨度了50倍，此时刚好能测试样品的含量为5.00%，如果稀释10倍，则能测试到50.0%。

3 结论

通过以上实验结果比对以及分析可见该方法能够运用于高含量锂矿石中Li的测试分析。

［1］ 余学，孙博，邓天龙.锂元素的分析方法探讨［J］.广东微量元素科学，2006,13（10）:6-10.

［2］ 陈登云.CHRISTOPHER.T ICP-MS技术及其应用［J］.现代仪器，2001,1（4）:11.

Application of ICP-AES in analysis of high content lithium ore

SHI Hua，LIU Dao，ZHAO Yu-qing
（Qinghai Provincial Center for Testing and Application of Geology and Mineral Resources，Xining 81008，China）

The high content of lithium ore was dissolved on 200℃temperature controlled electric heating plate by mixed acid HF,HClO4,HNO3and HCl.The 1mLleft sample was abstracted by 10mL1+1 aqua regia to a 100mL constant volumetric flask.The cadmium was added quantificationally as internal standard element.The sample was determined by ICP-AES.The content results were obtained by comparing the intensity changes of the element and internal standard element.The yield was 98.5%～103%by standard recovery test.The relative standard deviation was less than 4%.The effective test range was 0.50%～50.00%.

high content lithium ore；ICP-AES；internal standard of Cd；temperature control electric heating plate

TM911.4

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170924

2017-04-05

石 华（1981-），男，湖南省资兴市人，高级工程师，长期从事地质矿产样品分析研究。