电感耦合等离子体发射光谱仪测定锡精矿中锌、铜、铁、铅、镉、硫、锰、钨八种杂质元素含量

颜忠国，白家源，杨绍辉，李纯浪

（云南华联锌铟股份有限公司，云南 文山 663701）

我国原生锡资源居世界前列，但随着矿业开发规模的扩大和速度加快原生矿源渐趋枯竭，入选矿石“贫、细、杂、难”化，因此，提高复杂多金属金属矿中伴生锡资源的综合回收已经成为国内外选矿行业面临的一大难题。云南华联锌铟股份有限公司拥有都龙矿区，含有锌、锡、铜、铁、铅、砷、镉、硫、锰、钨、钼、银、铍、铟等多种元素。矿产资源储量丰富，其中锡金属储备超过二十万吨。锡精矿是云南华联锌铟股份有限公司的主要产品之一，为了更好的掌握锡精矿中各种元素在选矿流程中的含量，能快速地为选矿工艺提供可靠、准确的数据指导生产。

化验数据的准确性，对整个生产工艺流程的质量指标和技术参数的设置起着至关重要的作用。

锡精矿中杂质的分析方法，现在国家标准方法有原子荧光光谱法、分光光度法、原子吸收光谱法、重铬酸钾滴定法、高频红外碳硫分析仪。都不能满足多元素同时测定的目的。

电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）具有灵敏度高、干扰少，线性范围广并且能进行多元素同时测定，ICP逐步成为现代技术检测分析的重要方法之一，本文采用过氧化钠对样品进行预处理通过ICP同时测定锡精矿中 的Zn、Cu、Fe、Pb、S、Cd、Mn、Wo38种元素的含量，确定分析条件以及各元素的相关分析谱线，进行精密度、准确度和加标回收实验，在仪器参数设置最佳条件下，各元素测定结果也国家标准方法相吻合，相对标准偏差为0.26%～8.24%（RSD n=8），加标回收率为97%～106%。方法操作简单，准确度高，速度快，能满足锡精矿样品批量快速分析的要求[1-3]。

1 实验部分

1.1 主要仪器

（1）ICP-OES 5110电感耦合等离子体发射光谱仪（安捷伦科技有限公司）软件版本7.3.1.9507。

高频发生器功率：1.2KW；雾化器流量：0.65L/min辅助器流量：1.0L/min；等离子体流量：15 L/min；观察高度7mm；进液泵速慢泵10r/min快泵80r/min；稳定时间：10s；读数时间5s。采用轴向观测。

（2）箱式电阻炉（马弗炉）温度（700℃）。

1.2 主要化学试剂

锌、铜、铁、铅、镉、硫、锰、钨单元素标准储备液（1000mg/L国家有色金属及电子材料分析检测中心）混合系列标准溶液；用各元素标准储备液配置成10%的盐酸标准溶液，盐酸：37%（优级纯），实验室用水为去离子水。

1.3 实验方法

准确称取0.1500g样品于置有1.0g过氧化钠刚玉坩埚中，摇匀，再覆盖1.0g过氧化钠，放入马弗炉中升温至700℃熔融8min（样品不易分解可以延长时间），取出冷却至室温，在通风橱内将坩埚放入置有30ml温水的小烧杯中浸取，待反应结束后加入15mlHCl（浓）摇动让试样完全溶解于溶液中，用蒸馏水洗净坩埚取出，冷却至室温将溶液移入100mL容量瓶中定容，摇匀。

表1 Na2O2用量优化

表2 方法检出限

干滤于烧杯中，同时做空白实验。ICP点燃20min等离子体稳定后进行样品测定。

2 结果与讨论

2.1 溶液方法的选择

公司矿体的多元素性导致锡精矿组成复杂，不易分解。试样处理的好坏直接影响结果的准确性。

考虑到酸分解样品中的钨溶解不完全，硫容易损失，碱融可以兼顾锡精矿中的杂质元素完全分解，经过数次试验，溶液中盐效应及干扰均较小。配置标准曲线时为消除基体的干扰，在标准溶液中加入等量的过氧化钠，使之与样品保持一致。

2.2 过氧化钠的用量优化

对锡精矿GBW0732中的Zn、Cu、Fe、Pb、Wo3锌精矿BY-0110-1中的Cd、铜铅锌原矿（YSS023-2004）中的Mn、S分别为0.120%、0.043%、9.53%、1.62%、0.26%、0.042%、0.61%、0.182%的标准样品进行试验，过氧化钠的用量对结果的影响如表1所示。

由表1可见随着Na2O2用量的逐渐增加，各元素的值也随之增大。

因为锡精矿锡的含量在45%左右Na2O2量少时，样品无法完全熔融。当Na2O2用量到2.0g以上时，测量值与标准值基本保持一致。从化验成本和溶液中盐份含量对雾化器的影响综合考虑，选择用2.0gNa2O2对样品进行预处理。

2.3 工作曲线

按照实验的方法分别加入一定量的锌、锡、铜、铁、铅、镉、硫、锰、钨标准溶液，绘制标准曲线。在相同条件下，测定标准溶液中各元素的谱线强度，以浓度为横坐标，强度为纵坐标，测出各元素的标准曲线。同时测定试剂空白13次，以测定标准偏差的3倍作为检出限。求出该方法的检出极限，待测元素在测定范围内有良好的线性关系。结果见表2。

2.4 谱线选择

按照实验方法，进行锌、铜、铁、铅、镉、硫、锰、钨测定波长的选择，首先测定波长要尽量避开光谱干扰，又要考虑分析的准确性和强度。用各元素分别对仪器提供谱线进行多次扫描，根据扫峰的形状、峰值与基线作比较确定最终的分析谱线，见表3。

表3 分析谱线选择

2.5 方法的精密度和准确度

按照分析方法，对锡精矿GBW0732中的Zn、Cu、Fe、Pb、As、Wo3锌精矿BY-0110-1中的Cd、铜铅锌原矿（YSS023-2004）中的Mn、S的含量进行8次。

本实验方法与标准样品值一致，相对误差在-1.10%～6.10%之间，分析结果可靠，相对偏差为0.26%-8.24%，从数据来分析可看出有较好的精密度和准确度。实验数据见表4。

表4 标准样品分析结果

2.6 回收实验

按照实验方法，对锡精矿GBW0732中的Zn、Cu、Fe、Pb、As、Wo3锌精矿BY-0110-1中的Cd、铜铅锌原矿中的Mn、S加入不同的量进行加标回收实验实验结果见表5。

表5 加标回收实验/%

由表5可看出，样品的回收率为97.0%～106%，说明结果准确可信。

3 结语

锡精矿样品经过过氧化钠分解酸化处理后，ICP-OES 5110同时测定锡精矿中的Zn、Cu、Fe、Pb、S、Cd、Mn、Wo3杂质元素的含量。此方法完全能为车间工艺流程提供可靠的化验数据，化验分析方法简单容易掌握，精密度高，准确性好。一次试样分解可以同时测出锡精矿中所需要的Zn、Cu、Fe、Pb、S、Cd、Mn、Wo3杂质元素。改变了传统的化验分析方法流程长、用时长、人员多，单元素分析、操作繁琐等问题。提高化验分析效率，节约成本，减轻劳动量。此化验方法可以应用到生产中能满足工作需求。