电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定矿石中锑

2018-01-11陈丽珠曹胜

中国无机分析化学 2017年4期

陈丽珠曹胜

（国土资源部昆明矿产资源监督检测中心，云南大理671000）

引言

矿石中锑含量的测定方法主要有容量法、原子吸收光谱法、分光光度法、X射线荧光光谱法及原子荧光光谱法等[1-4]。但在实际应用中以上方法均有一定的局限性，不利于开展大批量样品的测定工作，为此，参照有关标准及文献[5]，结合实际工作及近年来ICP-OES法[6-8]的广泛应用，确立了样品经硝酸-氢氟酸-高氯酸溶解，硫酸助溶，在盐酸介质中用ICPOES法直接测定的方法，有效地溶解了试样，控制了试剂引入对测定的影响，防止了水解和挥发损失。经过标准物质比对，方法间比对及实验室间比对，取得了满意的效果，兼具了ICP-OES法分析速度快且动态范围宽，基体影响轻微，灵敏度高等优点，是一种适合于大批量矿石试样中锑含量测定的有效方法。

1 实验部分

1.1 主要试剂

硝酸、氢氟酸、高氯酸均为分析纯，盐酸（1+1）、硫酸（1+1）。

锑标准储备溶液（1 000μg/m L）：准确称取0.100 0 g基准金属锑，加入10 m L硝酸，加盖微热溶解完全，冷却至室温，转移至100 m L容量瓶定容摇匀。

锑标准工作溶液：0.00、0.50、1.00、2.50、5.00、10.00、20.00μg/m L，硫酸（1%）和盐酸（20%）介质。

氩气（ωAr≥99.9%），实验室用水为二次蒸馏水。

1.2 主要仪器

ICAP6300MFC垂直观测等离子体发射光谱仪（美国热电公司）。

1.3 实验方法

将碎至0.096 mm的试样于105℃烘干2 h，取出，冷却至室温，称取0.1～0.5 g（精确至0.000 2 g）试样于聚四氟乙烯坩埚中，少许水润湿，加入10 mL硝酸，3 mL氢氟酸，2 m L高氯酸，1 m L硫酸（1+1）于控温电热板上加热溶解至高氯酸烟冒尽，取下稍冷，加入盐酸（1+1）溶解残渣后，转移至50～250 m L（见表1）容量瓶，控制操作过程盐酸酸度不低于20%，定容、摇匀，随同试料做空白实验。按仪器工作条件测定光谱强度，以锑浓度为横坐标，强度为纵坐标，绘制校准工作曲线。

表1 试样质量与定容体积Table 1 Sample quality and control volume

1.4 分析结果计算

按式（1）计算锑的含量（%）：

式中：m1——从校准曲线上查得的锑量，μg；

mo——从校准曲线上查空白溶液的锑量，μg；

m——试样质量，g；

V——试样溶液总体积，m L；

V1——分取试样溶液体积，m L。

2 结果与讨论

2.1 试样分解体系的选择

锑矿床主要为层状锑矿和脉状锑矿，层状锑矿产于碳酸盐地层中，矿石分解较简单，王水即可有效地分解矿石中的锑；脉状锑矿产于变质板岩、石英砂岩、火山碎屑岩、碳酸盐岩中的层间破碎带，矿石分解较为困难，分解试样时通常使用硫酸、硝酸或者二酸的混合，不溶残渣用碳酸钠或氢氧化钠处理。当试样中的锑含量较低，硅含量较高时，采用氢氟酸和硫酸分解。

锑矿分解时由硝酸蒸发所得到的锑酸容易溶解在含少量硫酸钠的热硫酸溶液中，但硫酸浓度太高时则影响测定的雾化效率；锑的氯化物在盐酸溶液中低温（110℃）即可挥发；锑化合物在酸浓度较低时易水解形成难溶的碱式盐。为此，采用硝酸、氢氟酸、高氯酸分解，硫酸助溶的方法，得到了满意的效果，驱除了试样中的硅、多余的氟，确保了试样充分溶解；同时控制了试剂引入对测定的影响，防止了水解和挥发损失。

2.2 仪器工作参数和谱线的选择

设置仪器参数，使仪器条件处于最佳状态，见表2。

谱线选择通过对试样溶液的光谱扫描，比较图谱信号强度和背景影响，从谱线库中选择背景干扰小，强度大的谱线为Sb 217.5 nm。

2.3 方法的检出限和测定下限

按照本方法实验条件，对试样空白溶液连续测定10次，将测定结果换算为样品中的浓度并按公式MDL=t×S计算其方法的检出限为1.32μg/g，以4倍检出限作为该方法的测定下限为5.28μg/g。

2.4 方法的精密度与准确度

按照本方法实验条件，选取多金属贫矿（GBW07162）、富铅锌矿石（GBW07165）、铜精矿（GBW07166）、铅精矿（GBW07167）、锌精矿（GBW07168）、铜矿石（GBW07170）、锑矿石（GBW07175、GBW07279、GBW07280）9个标准物质进行12次单独处理并测定，经验证方法的准确度（RE绝对值）、相对标准偏差（RSD）均小于5%，见表3。