阮桂色

（北京礦冶研究總院，北京100160）

0 前言

作為鋅的生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)，我國(guó)對(duì)鋅的需求量不斷增加，而我國(guó)礦產(chǎn)品資源的日益匱乏，進(jìn)口鋅精礦日益增多。近年來(lái)，隨著原料鋅精礦的來(lái)源多樣化，快速、準(zhǔn)確地測(cè)定鋅精礦中雜質(zhì)元素的含量，對(duì)鋅產(chǎn)品各工序工藝參數(shù)的控制起著至關(guān)重要的作用。

目前，鋅精礦中雜質(zhì)元素的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，是采用每個(gè)項(xiàng)目分別測(cè)定，操作繁瑣，檢驗(yàn)周期長(zhǎng)［1－3］。采用一次溶樣，通過(guò)分析線、樣品分解條件、酸度條件等的選擇，共存元素干擾實(shí)驗(yàn)等，建立了用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法對(duì)其中多種雜質(zhì)元素進(jìn)行同時(shí)測(cè)定。該方法加標(biāo)回收率為95%～104%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于0.05%。該操作簡(jiǎn)便，節(jié)省了人力、物力，縮短了檢驗(yàn)周期。能夠滿足鋅精礦中雜質(zhì)元素的日常檢驗(yàn)工作。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑

待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心的標(biāo)準(zhǔn)溶液配制方法配制［4］；Ca，Mg，Cu，Pb，F(xiàn)e，As，Cd，Sb混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為100μg／mL；鹽酸、硝酸、氫氟酸、高氯酸均為優(yōu)級(jí)純；實(shí)驗(yàn)用水為二次去離子水。

1.2 儀器

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀IRIS IntripidⅡXDL（美國(guó)賽默飛世爾科技）。儀器工作參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 儀器工作參數(shù)

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

稱取0.100 0g試料，置于聚四氟乙烯燒杯中，加入15mL硝酸，低溫加熱溶解10～20min，加5mL鹽酸，2mL氫氟酸，1mL高氯酸，低溫加熱冒白煙至濕鹽狀，取下燒杯稍冷，加15mL鹽酸，用少量水沖洗杯壁，加熱溶解可溶性鹽類，取下燒杯，冷卻，移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。移取適量試液于100mL容量瓶，加入5mL鹽酸，用水稀釋至刻度，混勻。根據(jù)試樣中各元素的含量選擇原液或稀釋液，用ICP－AES測(cè)定各元素的含量。隨同試料做空白實(shí)驗(yàn)。

1.4 工作曲線的配制

分別移取0，0.50，1.00，5.00，10.00mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液于一組100mL的容量瓶中，加入5mL鹽酸，用水稀釋至刻度，混勻。此標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中Ca，Mg，F(xiàn)e，Cu，Pb，Cd，As，Sb含量及相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表2。

表2 標(biāo)準(zhǔn)溶液和相關(guān)系數(shù)

由表2可見(jiàn)，各元素工作曲線的相關(guān)系數(shù)均大于0.999 9，能夠滿足分析的要求。

2 結(jié)果與討論

2.1 被測(cè)元素的譜線選擇

經(jīng) 過(guò) 實(shí) 驗(yàn)，選 擇 As 193.7（189.0）nm，Ca 317.9nm，Cd 226.5nm，Cu 324.7nm，F(xiàn)e 259.9（238.2）nm，Mg 285.2nm，Pb 220.3nm，Sb 206.8nm分別作為 As，Ca，Cd，Cu，F(xiàn)e，Mg，Pb，Sb的測(cè)定波長(zhǎng)。選擇合適的扣背景位置，所選用的分析線基本無(wú)光譜干擾。

2.2 試樣分解方法的選擇

由于鋅精礦樣品組成較為復(fù)雜，本實(shí)驗(yàn)擬采用一次溶樣，用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法對(duì)其中8種雜質(zhì)元素進(jìn)行同時(shí)測(cè)定，包括As，Sb等在樣品處理過(guò)程中易造成損失的元素，因此樣品分解方法的選擇是本實(shí)驗(yàn)?zāi)芊駵?zhǔn)確測(cè)定這些元素的關(guān)鍵。為此我們實(shí)驗(yàn)了以下幾種樣品處理方案：

方案一：15mL硝酸＋5mL鹽酸溶解樣品

方案二：15mL鹽酸低溫加熱溶解10～20min，加5mL硝酸，2mL氫氟酸，1mL高氯酸，低溫加熱溶解樣品

方案三：15mL硝酸低溫加熱溶解10～20min，加5mL鹽酸，2mL氫氟酸，1mL高氯酸，低溫加熱溶解樣品

三種分解樣品方法對(duì)樣品的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3，對(duì)比處理結(jié)果見(jiàn)表4。

表3 不同樣品分解方法的測(cè)定結(jié)果

表4 三種分解樣品方法結(jié)果對(duì)比

由表3、表4可以看出，采用方案1溶解樣品，方法中未加氫氟酸除硅，樣品沒(méi)能完全打開(kāi)，導(dǎo)致Fe，Ca，Mg的含量偏低；而采用方案2處理樣品時(shí)，As，Sb的損失較大；文中采用方案3溶解樣品，既能保證樣品溶解完全，又不會(huì)對(duì)被測(cè)元素造成損失。

2.3 酸度的影響

試料以硝酸＋鹽酸＋氫氟酸＋高氯酸混合酸溶解，用鹽酸浸取進(jìn)行測(cè)定?？疾炝他}酸酸度對(duì)被測(cè)元素譜線強(qiáng)度的影響。取質(zhì)量濃度為1.00μg／mL的Cd，Ca、Mg，F(xiàn)e，As，Sb，Ag，F(xiàn)e，Pb溶液，實(shí)驗(yàn)了鹽酸體積分?jǐn)?shù)5.0%，10.0%，15.0%，20.0%時(shí)對(duì)其測(cè)定的影響。結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 酸度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響 ／（μg·mL－1）

實(shí)驗(yàn)表明，鹽酸體積分?jǐn)?shù)5%，10.0%，15%，20%時(shí)對(duì)各元素的測(cè)定基本無(wú)影響，實(shí)驗(yàn)選擇體積分?jǐn)?shù)5% 鹽酸作為測(cè)定介質(zhì)。

2.4 共存元素的影響

2.4.1 鋅基體的干擾實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)考察了鋅基體對(duì)被測(cè)元素譜線強(qiáng)度的影響。取質(zhì)量濃度為1.00μg／mL的Cd，Ca，Mg，F(xiàn)e，As，Sb，Cu，Pb溶液，加入鋅基體60mg／100mL，考察其對(duì)上述8種雜質(zhì)元素測(cè)定的影響。結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 Zn基體對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響 ／（μg·mL－1）

2.4.2 鐵的干擾實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)考察了鐵對(duì)被測(cè)元素譜線強(qiáng)度的影響。取質(zhì)量濃度為1.00μg／mL 的 Cd，Ca，Mg，As，Sb，Pb，Cu溶液，加入Fe 23mg／100mL，考察其對(duì)上述7種雜質(zhì)元素測(cè)定的影響。結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 Fe對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響 ／（μg·mL－1）

另外，實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)際鋅精礦試樣中可能存在的元素對(duì)被測(cè)元素的測(cè)定干擾情況進(jìn)行了考察。結(jié)果表明，在±5%的允許誤差范圍內(nèi)，分別測(cè)定1.00μg／mL的Cd，Ca，Mg，As，Sb，Pb，Cu，F(xiàn)e時(shí)，5倍量的其它共存元素不干擾測(cè)定。2.5 方法精密度實(shí)驗(yàn)

按實(shí)驗(yàn)方法對(duì)實(shí)際樣品分別測(cè)定11次，得到11個(gè)測(cè)定值，計(jì)算其平均值及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 方法的精密度實(shí)驗(yàn)（n＝11） ／%

表8的結(jié)果可以看出，方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.27%～4.7%。

2.6 方法準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

對(duì)1＃樣品，采用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行分析，試樣分析結(jié)果及試樣加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。

表9 試樣加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)（n＝3） ／（μg·mL－1）

續(xù)表9

表9的結(jié)果顯示，各待測(cè)元素的加標(biāo)回收率在95%～104%，可見(jiàn)方法結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

另外，采用鋅精礦標(biāo)準(zhǔn)樣品（GBW07168），按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行分析，考察方法的準(zhǔn)確度，結(jié)果見(jiàn)表10。

表10 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定結(jié)果

3 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)采用硝酸、鹽酸、氫氟酸、高氯酸分解樣品，ICP－AES法測(cè)定鋅精礦中的Fe，Cu，Pb，Cd，Ca，Mg，As，Sb八種元素，方法操作簡(jiǎn)單，流程短，干擾少，具有較好的精密度和準(zhǔn)確度，能夠滿足鋅精礦中上述元素含量的測(cè)定要求。

［1］馬麗 .電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定鋅精礦中的銦［J］.中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué)，2013，3（2）：50－52.

［2］程鍵 .電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定鋅精礦及焙砂中10種雜質(zhì)元素［J］.冶金分析，2007，27（11）：65－68.

［3］《有色金屬工業(yè)分析叢書(shū)》編輯委員會(huì) .重金屬冶金分析［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1994：174－188.

［4］潘教麥，李在均，張其穎 .新顯色劑及其在光度分析中的應(yīng)用［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版 社，2003：239－249.