龍軍橋，湯 凱，楊秀玖，劉偉洪

（中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)黃金第九支隊(duì)， 海南 海口 571127）

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ICP-OES同時(shí)測(cè)定化探樣品中的10種元素

龍軍橋，湯 凱，楊秀玖，劉偉洪

（中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)黃金第九支隊(duì)， 海南 ?？?571127）

摘 要：采用HClO4-HNO3-HF消解樣品，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）同時(shí)測(cè)定化探樣品中Co、Cu、Fe、La、Mn、Ni、Pb、Sr、Ti、Zn十種元素，優(yōu)化了儀器工作條件及溶樣方法。經(jīng)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分析驗(yàn)證，方法的準(zhǔn)確度高，精密度好，檢出限低，操作簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確，可應(yīng)用于批量地質(zhì)樣品中多元素的同時(shí)測(cè)試。

關(guān) 鍵 詞：電感耦合等離子體發(fā)射光譜；多元素；化探樣品

我國(guó)的礦產(chǎn)資源非常豐富，化探異常地球化學(xué)勘查方法技術(shù)一直以來都被視為礦產(chǎn)勘查評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)論題，因此，準(zhǔn)確測(cè)定化探樣品中多種元素的含量對(duì)找礦有著重要意義。

ICP-OES因?yàn)榉治鏊俣瓤?，?zhǔn)確度高，精密度好等優(yōu)點(diǎn)，在地球化學(xué)樣品的分析中廣泛應(yīng)用［1-4］。目前，也有采用ICP-OES測(cè)定化探樣品中各元素的報(bào)道，如王龍山等［5］采用偏硼酸鋰熔礦，超聲提取，ICP-OES法測(cè)定樣品中的10種元素，由于堿熔操作繁瑣、費(fèi)時(shí)，且引入大量鹽份，容易造成霧化器堵塞。不利于大批量樣品的測(cè)定。本文采用HClO4-HNO3-HF消解樣品，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)條件，采用多種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，制備成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪制成標(biāo)準(zhǔn)曲線，建立了ICP-OES法測(cè)定化探樣品中十種元素的方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作參數(shù)

Thermo6300電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀：美國(guó)熱電公司。儀器操作參數(shù)見表1。

表1 儀器工作條件Table 1 Working parameters for ICP-OES

1.2 試劑及材料

HCI、HNO3、HF、HCI04為優(yōu)級(jí)純；超純水（電阻率≥18 MΩ·cm）；高純液氬（質(zhì)量分?jǐn)?shù)W ＞99.999%）。

1.3 樣品分解

準(zhǔn)確稱取0.250 0 g樣品，放入聚乙烯坩堝中，加少量水潤(rùn)濕，再依次分別加入2 mL HClO4、5 mL HNO3、8 mL HF；蓋上坩堝蓋，置于控溫電熱板上，放置過夜。次日，升溫至110 ℃，保持1.5～2 h。取下坩堝蓋，升溫至240 ℃，直至HClO4白煙冒盡，再加入5 mL王水，0.5 h后取下、冷卻，轉(zhuǎn)移至25 mL比色管中，用超純水稀釋至刻度，搖勻，靜置后待測(cè)。

1.4 工作曲線

本文選擇國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07301a、GBW07305a和GBW07358，按照樣品的處理步驟制備成溶液后，同樣品空白一起制作工作曲線，用于實(shí)際樣品的定量分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器工作參數(shù)的選擇

2.1.1 RF功率的選擇

通常，采用高功率是為了測(cè)定難激發(fā)的元素，但也不是功率越大越好，功率過大也會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)效應(yīng)，例如背景輻射增強(qiáng)，信背比變差等。為了兼顧所有元素特性，綜合衡量后決定RF為功率1 150 W。

2.1.2 觀測(cè)高度的選擇

由于觀測(cè)高度會(huì)對(duì)譜線的峰值產(chǎn)生影響，因此，本文對(duì)觀測(cè)高度進(jìn)行了研究。固定其他儀器條件，從12～18 mm逐漸改變觀測(cè)高度，分析對(duì)比元素信背比強(qiáng)度隨觀測(cè)高度變化狀況，最終選擇觀測(cè)高度為15 mm。

2.1.3 載氣壓強(qiáng)的選擇

載氣壓強(qiáng)大小對(duì)測(cè)定結(jié)果影響很大，其原因主要是能夠?qū)F化器的霧化效率、霧滴粒徑、電子密度等產(chǎn)生直接影響［6］。為了得到最佳選擇，其它條件不變，試驗(yàn)了不同載氣壓強(qiáng)對(duì)測(cè)定結(jié)果造成的影響，范圍（0.1～0.3 MPa）。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同元素受到的影響不盡相同，為了滿足待測(cè)元素具有較好的信背比，本文選擇載氣壓強(qiáng)為0.24 MPa。

2.2 溶樣體系的選擇

本文考察了不同溶樣體系對(duì)測(cè)定結(jié)果造成的影響，見表2。

表2 不同溶樣體系測(cè)定結(jié)果對(duì)比Table 2 Comparison of analytical results of elements by using different solvent systems

從表2中可以看出，HF-HNO3、HF-HCl、HF-H2SO4均偏低，原因是在酸溶法中，用HF-HNO3、HF-HCl、HF-H2SO4分解試樣時(shí)，存在HF不易除盡、樣液容易濺跳等缺點(diǎn)，且Ba、Sr等元素易與SO4

2-生成難溶化合物，降低了霧化效率，造成測(cè)定結(jié)果的系統(tǒng)偏低。而本方法采用HClO4-HNO3-HF消解樣品，由于混合酸熔點(diǎn)較低，克服樣液濺跳的弊端，且鹽類殘?jiān)兹芙?、HF易除盡，消解效果更好。因此，本文選擇HClO4-HNO3-HF為溶樣體系。

2.3 浸取液用量對(duì)測(cè)定的影響

本文考察了王水的用量對(duì)測(cè)定造成的影響。以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07309中鋅元素為例，試樣經(jīng)過混酸消解后，采用王水浸取。當(dāng)加入王水分別為2、3、5、8、10 mL，結(jié)果如表3所示，王水加入量過少，則不利于試樣的浸取，造成結(jié)果偏低；當(dāng)加入量超過8 mL后，結(jié)果逐漸偏低，原因是酸度過高會(huì)出現(xiàn)酸基體抑制現(xiàn)象，且浸取已完全，為了避免腐蝕儀器和浪費(fèi)試劑，本實(shí)驗(yàn)選擇加入5 mL王水浸取試樣。

表3 王水的用量Table 3 Proportion of aqua regia

2.4 分析譜線的選擇

把國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07309按照樣品處理方法制備成溶液，通過對(duì)其進(jìn)行圖譜分析，根據(jù)相互干擾小、靈敏度高的原則，選擇出最佳分析譜線。具體結(jié)果見表4。

表4 元素的分析譜線和背景校正Table 4 The analytical spectral line and background correction of elements

2.5 方法的檢出限

在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，重復(fù)測(cè)定樣品空白12次，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差， 3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差即為檢出限，結(jié)果見表5，各元素的檢出限均低于地球化學(xué)調(diào)查中規(guī)定的分析方法檢出限的要求。

2.6 法準(zhǔn)確度與精密度

選取國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07305（GSD-5a）和GBW07309（GSD-9）同時(shí)進(jìn)行12次平行測(cè)定，檢查方法精密度和準(zhǔn)確度，測(cè)定結(jié)果見表6。由表6可以看出，本方法的測(cè)定值與準(zhǔn)確值基本一致，平均值與標(biāo)準(zhǔn)值的對(duì)數(shù)誤差的絕對(duì)值（△lgC）均在0.1以內(nèi)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均小于5%。

表5 方法檢出限Table 5 The detection limit of method

表6 方法準(zhǔn)確度與精密度Table 6 Accuracy and precision tests of the method

2.7 方法比對(duì)

用本方法與X射線熒光光譜法（XRF）對(duì)同一份樣品進(jìn)行測(cè)定， 表7表明本法測(cè)定值與X射線熒光光譜法的結(jié)果比較，無顯著差異，從而確定了本方法的測(cè)定結(jié)果可靠。

表7 本方法與X射線熒光光譜法（XRF）檢測(cè)結(jié)果Table 7 The analytical result of this method and XRF

3 結(jié) 語(yǔ)

本文通過采用HClO4-HNO3-HF消解樣品，ICP-OES同時(shí)測(cè)定化探樣品中十種元素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本方法檢出限低、準(zhǔn)確度高、精密度好、可多元素同時(shí)測(cè)定分析，便于大批量樣品分析。

參考文獻(xiàn)：

［1］溫宏利，等.王水溶樣-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時(shí)測(cè)定鐵銅鉛鋅硫化物礦石中8個(gè)元素［J］.巖礦測(cè)試，2011，30（5）：566-571.

［2］寧軍.ICP-AES測(cè)定地質(zhì)樣品中的多種稀土元素［J］.光譜實(shí)驗(yàn)室，2013，30（2）：947-949.

［3］崔德松.ICP-AES測(cè)定綠柱石中10中元素［J］.光譜實(shí)驗(yàn)室，2011，28 （5）：2431-2434.

［4］王小強(qiáng)，等.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時(shí)測(cè)定鉛鋅礦中銀銅鉛鋅［J］.巖礦測(cè)試，2011，21（5）：476-480.

［5］王龍山，等.偏硼酸鋰熔礦-超聲提取-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定巖石水系沉積物土壤樣品中硅鋁鐵等10種元素［J］.巖礦測(cè)試，2008，27（4）：287-290.

［6淸］李彩，趙慶令，孫寧，等. 電感耦合等離子體發(fā)射光譜測(cè)定區(qū)域地球化學(xué)樣品中Cu、Mo、Pb、Sn、W、Zn元素［J］.分析試驗(yàn)室，2008，27（4）：317-319.

Simultaneous Determination of 10 Components in Geochemical Samples by Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry

LONG Jun-qiao， TANG Kai， YANG Xiu-jiu， LIU Wei-hong
（No.9 Geological Part of CAPF，Hainan Haikou 571127， China）

Abstract:A method for determination of 10 elements including Co， Cu， Fe， La， Mn， Ni， Pb， Sr， Ti and Zn in geochemical samples by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry （ICP-OES） was developed. Sample was decomposed with HClO4-HNO3-HF.Through the experiments， the suitable digestion method and instrument parameters were selected. The method has been applied to determine elements in national standard reference materials，and the limit of detection is low， the precision and accuracy are good.The method is accurate， simple， sensitive， rapid and can be used in simultaneous determination of multielements in geology samples..

Key words:ICP-OES；Components；Geochemical samples

中圖分類號(hào)：O 657

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-0460（2016）02-0438-03

收稿日期：2015-08-04

作者簡(jiǎn)介：龍軍橋（1990-），男，廣西百色人，工程師，研究方向：化學(xué)分析。E-mail:303820842@qq.com。

通訊作者：劉偉洪（1986-），男，廣西玉林人，工程師，研究方向：化學(xué)分析。E-mail:liuweihong16@163.com。