張 晶

中化地質礦山總局地質研究院，河北涿州，072754

銅鉛鋅礦石在電器工業(yè)、機械工業(yè)、冶金、化工、醫(yī)藥等領域有著廣泛的應用，但傳方法是利用火焰原子吸收方法對其礦石進行測定【1～4】，該方法不能進行多元素同時測定，分析測試人員的工作量較大，分析大批量樣品時難于滿足時間上的要求。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）具有多元素同時測定的優(yōu)點，并且在樣品分析中已經(jīng)得到了廣泛應用。本實驗使用王水溶礦比其他文獻中使用硝酸-氫氟酸-高氯酸混合酸消化處理法【5】、鹽酸-硝酸-硫酸混合酸處理法【6】節(jié)省溶礦時間，提高了工作效率。

1 實驗部分

1.1 儀器及工作參數(shù)

iCAP 6300型電感耦合等離子體發(fā)射光譜(美國Thermo公司)。儀器條件見表1。

1.2 標準溶液和主要試劑

銅標準儲備液：準確稱取 0.100g 的金屬銅（純度大于 99.99%）置于燒杯中，加入 10 mL（1+1）HNO3，微熱使 Cu完全溶解后，加入適量水和10 mL (1+1)HNO3，冷卻后移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，得到濃度為1.00mg/mL 的儲備液【7】。

表1 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀器條件Table 1 Inductively coupled plasma emission spectrometer conditions

鉛標準儲備液：準確稱取0.1077g高純氧化鉛置于燒杯中，加入20mL HNO3，低溫加熱至溶解。冷卻后移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，得到1.00mg/mL的儲備液【7】。

鋅標準儲備液：準確稱取0.1245g經(jīng)800℃灼燒1h的高純氧化鋅置于燒杯中，加少量水濕潤。加入 40mL（1+1）HNO3，低溫加熱至溶解。冷卻后移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，得到1.00mg/mL的儲備液【7】。

鹽酸（HCl）、硝酸（HNO3）均為分析純。

王水：HCl∶HNO3=3∶1，現(xiàn)用現(xiàn)配。

實驗用水為去離子水。

1.3 標準曲線

銅鉛鋅標準曲線由標準儲備液逐級稀釋得到。分別移取50mL各標準儲備液至250mL容量瓶中，加入 25mL HCl，用水定容，搖勻，得到200μg/mL的溶液，再分別移取5、25、50mL該溶液至100mL容量瓶中，分別加入5mL HCl，用水定容，搖勻，得到混合標準溶液系列，該系列中各元素濃度見表2。同時做空白。

表2 混合標準溶液系列Table 2 Series of mixed standard solution

1.4 實驗方法

準確稱取0.2500g（精確至0.0001g）樣品于100mL燒杯中，加少量水潤濕，再加入10mL HCl，蓋上表面皿，于電熱板上加熱 30min，再加入20mL王水，蒸至體積為2mL左右，加入2mL濃HCl提取，用水轉移至50mL容量瓶，定容，搖勻，放置過夜，用ICP—OES測定。

2 結果與討論

2.1 儀器條件選擇

2.1.1 波長選擇 本文選擇等離子體光譜儀推薦的各個被測元素的第一波長作為各個元素的測定波長，即 Cu 324.754nm，Pb 220.353nm，Zn 213.856nm。利用配制的標準曲線進行測定，以確保標準曲線在此波長的線性范圍以內。測定結果見圖1 3。

由圖1 3可以看出，在各個波長測定時，標準曲線均未超出線性范圍，所以可以選擇 Cu 324.754nm，Pb 220.353nm，Zn 213.856nm進行測定。

2.1.2 觀測高度選擇 固定儀器其他條件不變，改變觀測高度，測定GBW07286中各元素，其信號值見表3。

表3 觀測高度對測定值的影響Table 3 Observation effect of height on the measuring values

由表3可以看出，觀測高度在12mm時能兼顧三種元素的信號值，使其都能達到一個較高的信號，所以本實驗觀測高度為12mm。

2.2 溶礦方法選擇

銅鉛鋅礦石分解有硝酸—氫氟酸—高氯酸混合酸消化處理法、鹽酸—硝酸—硫酸混合酸處理法，這兩種處理方法需要完全蒸干，實驗過程較長，影響大批量分析任務的工作效率，所以本實驗采用王水溶礦。

2.3 干擾因素分析

2.3.1 基體效應 溶液的粘度，密度，pH值等因素都會對測定效果產(chǎn)生影響，這種影響稱之為基體效應。有實驗表明，當硝酸和鹽酸的含量在10%以下時對 Cu、Pb、Zn的測定無影響【8】。因此，本實驗的標準溶液與樣品溶液中保持同等酸度（5%的 HCl），以減少基體效應對測定結果的影響。

2.3.2 譜線干擾 Thermo公司的iCAP6300型電感耦合等離子體發(fā)射光譜軟件譜線庫中帶有譜線及其強度和附近干擾元素。在軟件中找到所選譜線，其強度及干擾元素見圖4 6。

由圖4 6可以看出，本文所選擇的三條譜線附近大部分為微量元素，且其信號強度跟被測元素相差數(shù)百倍，因此，所選譜線附近沒有強干擾元素。

2.4 方法檢出限

在儀器最佳工作條件下，按本實驗方法步驟制備12份空白溶液測定，以3倍標準偏差（3s）計算方法檢出限（L）【9】,結果見表5。

表5 方法檢出限Table 5 Detection limits of the method

2.5 方法精密度

選擇國家一級標準物質 GBW07286（銅鉛鋅礦石成分分析標準物質），按照本文方法分解 12份樣品并進行測定，計算相應的相對標準偏差（RSD），結果見表6。

由表 6可以看出，各元素的 RSD(%)在1.64 4.54之間，滿足《地質礦產(chǎn)實驗室測試質量管理規(guī)范》【10】分析要求。

2.6 方法準確度

選擇國家標準物質GBW07233（銅礦石成分分析標準物質） GBW07236（鉛礦石成分分析標準物質）GBW07237（鋅礦石成分分析標準物質）GBW07286 （銅鉛鋅礦石成分分析標準物質）按照本文方法，各分解3份，取其平均值并計算相對誤差，結果見表7。

表7 方法準確度Table 7 Accuracy of the method

由表7可以看出，結果與標準值吻合較好，說明本方法準確度較高，滿足《地質礦產(chǎn)實驗室測試質量管理規(guī)范》的要求。

3 結語

本實驗使用王水溶礦——電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時測定銅鉛鋅礦石中的銅鉛鋅元素，方法操作簡單，分析速度快，可同時測定三種元素，分析結果符合《地質礦產(chǎn)實驗室測試質量管理規(guī)范》的要求。提高了大批量樣品分析時的工作效率，適合大批量樣品的分析工作。

1 GB/T14353.1-2010.銅礦石、鉛礦石和鋅礦石化學分析方法 銅的測定 [S]

2 GB/T 14353.2-2010.銅礦石、鉛礦石和鋅礦石化學分析方法 鉛的測定 [S]

3 GB/T 14353.3-2010.銅礦石、鉛礦石和鋅礦石化學分析方法 鋅的測定 [S]

4 金碧，潘齊存，戴品中，等.ICP-AES測定銀焊料中的Cu、Zn、Ni三種元素[J].當代化工，2011，4(5)：545 546

5 徐進力，邢夏，張勤，等.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法直接測定銅礦石中銀銅鉛鋅[J].巖礦測試，2010（4）：377 382

6 王小強，侯曉磊，楊惠玲.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時測定鉛鋅礦中銀銅鉛鋅[J].巖礦測試，2011，30（5），576 579

7 《巖石礦物分析》編委會.巖石礦物分析（第二分冊）（第四版）[M].北京：地質出版社，2011：106 109

8 龔昌合.ICP-AES法測定工業(yè)廢水中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As和Hg[J].黑龍江環(huán)境通報，2006，30(4)：91 93

9 王曉鳳，劉鴻皋，王樹松.光譜分析中空白與檢出限的討論[J].光譜實驗室1998，15(2)：76 78

10 DZ/T 0130—2006.地質礦產(chǎn)實驗室測試質量管理規(guī)范[S]