电感耦合等离子体发射光谱法测定青海省玛温根铅矿区中铅矿石物相分析

(青海省核工业检测试验中心， 西宁 810000)

铅在地壳中的平均含量约0.0016%，除形成铅矿物外，少量铅广泛分布于自然界中。目前自然界已发现200多种铅矿物和含铅矿物，多以硫化物、碳酸盐、硫酸盐等形态存在，其中硫化物占90%以上。

工业上有用的铅矿物有十几种，主要矿物由方铅矿PbS，含铅86.8%；硫锑铅矿Pb5Sb4S11，含铅 55.4%；脆硫锑铅矿Pb4FeSb6S14，含铅40.2%；车伦矿Cu Pb Zn S3，含铅42.5%；白铅矿PbCO3，含铅77.6%；铅矾PbSO4，含铅68.3%；铬铅矿PbCrO4，含铅64.1%；钼铅矿PbMoO4，含铅56.4%；磷氯铅矿Pb5(PO4)3Cl,含铅76.3%；砷铅矿Pb5(AsO4)3Cl,含铅62.0%；钒铅矿Pb5(VO4)3Cl,含铅73.3%[1]。

提高矿物中铅含量的测定精度一直是检测研究的重点，电感耦合等离子体发射光谱法与现有的原子吸收分光光度法相比较，虽然分离方法基本一致，但是采用电感耦合等离子体发射光谱法能有效提高了实验测定数据的准确度、精密度及测定范围。经过多次试验分析，电感耦合等离子体发射光谱法已经完全符合现有实验条件下使用。

1 仪器及主要试剂

电感耦合等离子体发射光谱仪，ICAP-6300；分析天平，AL104；水平振荡器 ，HY-4，振荡频率为 180±10次/min。

铅标准溶液ρ(Pb)=100μg/mL；氯化钠，分析纯；乙酸铵，分析纯；冰乙酸，分析纯；抗坏血酸，分析纯；过氧化氢，分析纯；盐酸ρ(HCl)=1.19 g/mL，分析纯；硝酸ρ(HNO3)=1.42g/mL，分析纯。

2 浸提液的配制

2.1 铅矾浸提液

250g/L中性氯化钠溶液。

2.2 白铅矿浸提液

15g NH4Ac、3mL HAc、0.2g抗坏血酸溶于100mL水中。

2.3方铅矿浸提液

15gNH4Ac、3mL HAc、10mL H2O2于100mL水中。

2.4 磷(砷、钒)氯铅矿浸提液

0.5mL HCl、25gNaCl溶于100mL水中[2]。

3 试样的分离与制备

3.1 铅矾的测定

称取0.5000g(精确至0.0001g)试样于250mL玻璃锥形瓶中，加入50mL铅矾浸提液，室温振荡1h，过滤，滤液用250mL容量瓶承接，用水洗漏斗及残渣3～5次，滤液中加入25mL王水，用超纯水定容，摇匀，用电感耦合等离子体发射光谱法测定铅矾的含量。

3.2 白铅矿的测定

将分离铅矾后的滤纸及残渣移入原锥形瓶中，加入100mL白铅矿浸提液，室温振荡45min，过滤，滤液用250mL烧杯承接，用水洗漏斗及残渣3～5次，将烧杯置于电热板上加热，浓缩体积至50mL左右时，加入10mL过氧化氢，10mL硝酸，破坏有机物，继续加热至进干，取下冷却，加入25mL王水，继续加热3-5min后取下冷却，将溶液转移至250mL容量瓶用超纯水定容，摇匀，用电感耦合等离子体发射光谱法测定白铅矿的含量。

3.3 方铅矿的测定

将分离白铅矿后的滤纸及残渣移入原锥形瓶中，加入100mL方铅矿浸提液，室温振荡2h，过滤，滤液用250mL烧杯承接，用水洗漏斗及残渣3～5次，将烧杯置于电热板上加热，浓缩体积至50mL左右时，10mL硝酸，破坏有机物，继续加热至进干，取下冷却，加入25mL王水，继续加热3～5min后取下冷却，将溶液转移至250mL容量瓶用超纯水定容，摇匀，用电感耦合等离子体发射光谱法测定方铅矿的含量。

3.4 磷(砷、钒)氯铅矿的测定

将分离方铅矿后的滤纸及残渣移入原锥形瓶中，加入60mL磷(砷、钒)氯铅矿浸提液，室温振荡30min，过滤，滤液用250mL容量瓶承接用水洗漏斗及残渣至无钠离子，用超纯水定容，摇匀，用电感耦合等离子体发射光谱法测定磷(砷、钒)氯铅矿的含量。

3.5 铁铅矾(及其它形态的难溶铅矿) 的测定

将上述分离后的滤纸及残渣置于100mL瓷坩埚中，650℃灰化3h，将滤纸全部灼烧干净后，取出坩埚，冷却至室温，加入15mL盐酸，将坩埚置于电热板上加热3-5min，加入5mL硝酸，继续加热至进干，取下冷却，加入25mL王水，继续加热3-5min后取下冷却，将溶液转移至250mL容量瓶用超纯水定容，摇匀，用电感耦合等离子体发射光谱法测定铁铅矾(及其它形态的难溶铅矿)的含量[3]。

4 分析步骤

4.1 仪器参数

测定波长：220.3nm； RF功率：1150W；驱气流量：13L/min；辅助气流量：0.5L/min；积分时间：长波：15s，短波：7s；泵速：50r/min[4]。

4.2 校准曲线

移取0.00mL、1.00mL、2.50mL、5.00mL、10.0mL、20.0mL铅标准溶液(100μg/mL)，置于100mL容量瓶中，加入10mL王水，用水稀释至刻度，摇匀，选定波长220.3nm测定光谱强度，绘制校准曲线。

5 结果与讨论

对2018年青海省有色地质矿产勘查局玛温根项目送至我单位分析铅物相分析的部分样品分别利用电感耦合等离子体发射光谱法和现有原子吸收分光光度法进行了分析比对，两种分析方法的测量数据如表1和表2所示。

表1 铅物相分析部分样品数据(电感耦合等离子体发射光谱法)

本研究方法把原有的原子吸收分光光度法加以改善，而改用电感耦合等离子体发射光谱法，5项物相分析结果加合后与总量结果的相对偏差小于3%。

表2 铅物相分析部分样品数据(原子吸收分光光度法)

原子吸收分光光度法5项物相分析结果加合后与总量结果的相对偏差小于7%。

表3、表4为电感耦合等离子体发射光谱法与原子吸收分光光度法在同样浓度、同样测定波长下测定的光度值及相关系数。

表3 电感耦合等离子体发射光谱法测定浓度、光谱强度、波长、相关系数

表4 原子吸收分光光度法测定浓度、吸光值、波长、相关系数

本方法与原子吸收分光光度法最大的区别为：

(1)测定准确度高。通过表1、表2，9件实际样品采用2种不同的仪器测定结果差别较大；电感耦合等离子体发射光谱法5项物相分析结果加合后与总量结果的相对偏差小于3%；原子吸收分光光度法5项物相分析结果加合后与总量结果的相对偏差小于7%。说明采用电感耦合等离子体发射光谱法分析样品的准确度高于原子吸收分光光度法。

(2)测定上限高，测定范围广。通过表3、表4，在相同波长下测定相同浓度的标准曲线，电感耦合等离子体发射光谱法测定标准曲线的相关系数为0.99996，用原子吸收分光光度法测定标准曲线的相关系数为0.99593，说明电感耦合等离子体发射光谱法的测定范围远远高于原子吸收分光光度法的测定范围。

综上所述，采用电感耦合等离子体发射光谱法测定铅矿石物相分析时，测定准确度高、测定上限高，能够满足玛温根矿区铅矿石物相分析的分析要求。

自从2018年建立并试验了本方法，利用本方法分析了青海省有色地质矿产勘查局玛温根项目近200多件样品，结果令人满意，为单位创收近百余万元，同时为地质找矿提供了坚实的数据支撑。