ICP-OES法测定钒钛磁铁矿中的钒

摘 要：样品经盐酸--硝酸--氢氟酸--高氯酸分解，用电感耦合等离子体光谱（ICP-OES）法测定钒钛磁铁矿中钒的含量。方法的检出限为0.0003%，通过对3个国家标准物质样品的测定计算结果可知相对标准偏差（RSD，n=11）为0.553～1.792%，对实际样品测定得到加标回收率为99.5%～100.6%。本文检测方法能满足日常分析中快速定量准确的检测要求。

关键词：ICP-OES;钒;碱熔;酸溶

钒钛磁铁矿是一种多金属元素共生的复合矿，以含铁、钒、钛为主的共生磁性铁矿。由于其铁钛紧密共生，大部分钒与铁矿物以类质同象赋存于钛磁铁矿中，此种矿通常称为钒钛磁铁矿。钒矿主要产于岩浆岩型钒钛磁铁矿床之中，作为伴生矿产出。关于钒测定传统分析方法有分光光度法、滴定法。

ICP-OES具有检出限低、线性范围宽、谱线干扰少、可以同时测定多元素的特点，已广泛应用于地质样品分析测试领域。本文使用过氧化钠碱熔法和HCL-HNO3-HF-HClO4四酸溶法分别对钒钛磁铁矿样品进行分解并测定。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

①仪器：PE-Optima8000型等离子体发射光谱仪;

②高纯氩气：纯度为99.999%;

③试剂：过氧化钠、盐酸、硝酸、氢氟酸、硫酸均为优级纯;

④钒标准贮备液：1000mg/L，国家标准物质研究中心，使用前稀释至100μg/mL（含体积分数为5%的优级纯硝酸），备用;

⑤标准物质：国家一级标样GBW07224、GBW07225、GBW（E）070126。

1.2 实验方法

1.2.1 碱熔法

准确称取0.1000g样品于事先铺满一层（约4g）过氧化钠的高铝坩埚中，混匀，移入800度马弗炉中熔至红色流体，取出稍冷。将坩埚放入加有40mL水中的150mL烧杯中，移至电热板上加入煮沸，再用盐酸（约10mL）提取至溶液清亮，用水洗出坩埚，冷却，并转移至100mL容量瓶中定容，摇匀后静置，抽取10mL溶液至100mL容量瓶中，加入2mL盐酸定容摇匀待测。空白同样品分解方法。

1.2.2 酸溶法

准确称取0.2500g样品于30mL聚四氟乙烯坩埚中，用少量水润湿，加入3mL盐酸、1mL硝酸、5mL氢氟酸、1mL高氯酸，置于电热板上加熱溶解并蒸至白烟冒尽，取下冷却。沿坩埚壁加入2mL盐酸加热溶解盐类，取下冷却，并转移至100mL容量瓶中定容，摇匀后静置待测。空白同样品分解方法。

1.3 仪器工作条件及分析谱线选择

仪器工作条件为输出功率1300W，等离子体流量15L/min，辅助器流量0.4L/min，雾化器流量0.7L/min，观测高度15mm，读数延长时间30s，积分时间3s，样品提升量1.5mL/min。待测元素分析谱线选择：V（309.310nm）。

1.4 标准工作曲线

分别移取100μg/mL钒标准溶液0.00、0.50、1.00、2.00、4.00ml于100ml容量瓶中，定容（含5%优级纯硝酸）。此标准溶液工作曲线溶液浓度分别为0.00、0.50、1.00、2.00、4.00μg/ml。把配制好的标准工作曲线溶液按浓度从低到高的顺序依次雾化引入等离子炬内，根据标准溶液中被测元素的光谱强度和相应浓度绘制标准曲线，由图1可知，得到钒的标准工作曲线为y=208302x+3597，相关系数r=0.9995。

2 方法检出限、测定下限实验

不加入样品，按照1.2实验方法步骤进行空白试样测定。重复7次全程序空白试验，计算7次平行测定的标准偏差，测定下限为4倍方法检出限。数据见表1，计算出碱熔法测定钒检出限为0.0006%，定量限为0.0023%;通过酸溶法测定钒检出限为0.0003%，定量限为0.0010%。

3 方法准确度及精密度实验

称取3个有证标准物质各称取11份，按照1.2实验方法对其进行测定，计算其准确度和精密度。结果见表2。由表2可知，相对标准偏差在0.553%～1.792%之间，说明两种熔矿方式均具有良好的精密度。

4 样品回收率实验

选取2个已测样品各称取11份，按照1.2实验方法对其进行加标回收测试，计算其加标回收率。结果见表3。由表3可知，钒的加标回收率在98.8%～103%之间，说明两种熔矿方式均具有良好的准确度。

综上所述：由结果可知，选用碱熔法和酸溶法测定钒的方法中准确度和精密度都符合要求，但因为碱熔法会引入大量的盐类对雾化器伤害较大，需严格控制酸度。而采用酸溶法中所使用的无机酸硝酸和盐酸干扰效应较小，能满足日常分析中快速定量准确的检测的要求。

参考文献：

[1]岩石矿物分析编委会.岩石矿物分析（第二分册）[M].北京：北京地质出版社，2011：753-755.

[2]朱跃华，冯永亮，吕东海，张宁，朱智星.电感耦合等离子体发射光谱法同时测定钒钛磁铁矿中铁钛钒[J].岩矿测试，2012，31（2）：258-262.

[3]张丽艳，彭君周，林宗，严慧，李春.敞开酸溶——电感耦合等离子体发射光谱法测定钒矿石中13种元素[J].工业技术创新，2017.（02）：001-004.

作者简介：

黄子卿（1993-），女，汉族，湖南人，地质实验测试助理工程师，研究方向：主要从事地质实验测试、环境监测等。