肖宇 魏俊 李永麗 康衛(wèi)

（1.綿陽海關(guān)綜合實(shí)驗(yàn)室 四川綿陽 621000；2.四川精標(biāo)檢測(cè)技術(shù)有限公司；3.南充海關(guān)綜合實(shí)驗(yàn)室）

1 前言

鉻是重要的戰(zhàn)略物資之一，具有質(zhì)硬、耐磨、耐高溫、抗腐蝕等特性，在冶金工業(yè)、耐火材料和化學(xué)工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用[1]。 鉻鐵礦是我國(guó)的短缺礦種，儲(chǔ)量少、產(chǎn)量低，每年消費(fèi)量的80%以上依靠進(jìn)口，全國(guó)每年進(jìn)口鉻鐵礦約1.0×107t，鉻鐵礦的全分析檢測(cè)頻次非常高，涉及國(guó)際貿(mào)易和結(jié)算金額較大。 我國(guó)現(xiàn)行鉻鐵礦國(guó)標(biāo)分析方法采用多種方法分解樣品[2-6]，幾種方法耗用的時(shí)間均較長(zhǎng)，且使用的方法不同，導(dǎo)致鉻鐵礦分析所需周期長(zhǎng)、工作量大、對(duì)環(huán)境污染較大。因此，開發(fā)一種簡(jiǎn)便、快速、高效的鉻鐵礦檢測(cè)方法體系具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本方法檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，試劑品種及用量少、熔解溫度較低，縮短了鉻鐵礦檢測(cè)周期，具有較高的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 試劑及標(biāo)準(zhǔn)溶液

過氧化鈉（Na2O2）、氫氧化鈉（NaOH）、鹽酸（HCl）、硝酸（HNO3）為分析純；鈣（Ca）標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液、鎂（Mg）標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液、鐵（Fe）標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液、鋁（Al）標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液、硅（Si）標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液、鉻（Cr）標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（100 μg/mL，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）；鉻鐵礦成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW（E）070132；分析用水均為去離子水。

2.2 儀器及工作條件

高溫爐、控溫電熱板、鉑金坩堝、聚四氟乙烯容量瓶、聚四氟乙烯燒杯、電磁式制樣粉碎機(jī)（DF-4）；電感耦合等離子光譜儀（Prodigy XP），配有同心霧化器、蠕動(dòng)泵進(jìn)樣，入射功率1.1 kW，輔助氣流量0.2 L/min，霧化氣壓力28 PSI，樣品提升量1.4 mL/min。

2.3 預(yù)試樣制備

取鉻鐵礦樣品500g 左右，粉碎后過孔徑為75μm篩網(wǎng)（200 目篩），混合均勻后105℃烘約2 h，置于干燥器中冷卻至室溫，備用。

2.4 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

以混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制成0 μg/mL、0.10 μg/mL、0.20 μg/mL、0.40 μg/mL、0.80 μg/mL 系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶劑為5% HNO3溶液。

3 結(jié)果與討論

3.1 堿熔體系及堿試劑用量的選擇

我國(guó)現(xiàn)行鉻鐵礦國(guó)標(biāo)分析方法測(cè)Al、Ca、Mg、Fe含量時(shí)用濃的高氯酸、硝酸、鹽酸進(jìn)行加熱溶解，然后用Na2O2經(jīng)800～1 000℃高溫熔融；測(cè)定硅含量時(shí)用混合熔劑（無水碳酸鈉、四硼酸鈉、硝酸鉀）于1 000～1 100℃制備測(cè)試樣；測(cè)定Cr 含量時(shí)用Na2O2于800～850℃熔融后制備試樣，耗時(shí)較長(zhǎng)，能耗較大且污染嚴(yán)重。本方法使用Na2O2、NaOH 混合熔劑體系，525℃，結(jié)合電感耦合等離子光譜法（ICP-AES），可快速、高效、準(zhǔn)確對(duì)鉻鐵礦中Ca、Mg、Fe、Al、Si、總Cr 含量進(jìn)行分析，結(jié)果均較滿意。

稱取0.5 g 預(yù)試樣，加入1 g Na2O2、1 g NaOH，混合均勻，用鉑絲混勻，在525℃的高溫爐中熔融，熱水浸取，HCl 中和，稀釋定容至100 mL。 使用ICP 對(duì)試液中Ca、Mg、Fe、Al、Si、Cr 含量進(jìn)行分析，檢測(cè)周期3～4 h，方法簡(jiǎn)單快速、結(jié)果準(zhǔn)確、使用試劑少，可大大減少環(huán)境負(fù)擔(dān)。 不同配比體系下堿熔效果詳見表1。

表1 不同配比體系下堿熔效果

經(jīng)過不同堿試劑用量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在0.5 g 樣品情況下， 加入1 g Na2O2和1 g NaOH 與樣品充分混合后525℃加熱1 h，樣品熔融完全且引入的污染較小。

3.2 儀器分析譜線的選擇

礦石樣品光譜干擾較多，采用ICP-AES 時(shí)選用干擾較小的譜線， 分析線分別為Ca 315.887 nm，Mg 279.553 nm，F(xiàn)e 240.489 nm，Al 394.401 nm，Si 251.611 nm，Cr 267.716 nm。

3.3 精密度實(shí)驗(yàn)

精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳見表2。

3.4 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

稱取鉻鐵礦樣品， 加入標(biāo)準(zhǔn)溶液后按上述方法熔樣后測(cè)定，按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算回收率，詳見表3。

表2 精密度實(shí)驗(yàn)

3.5 檢出限

表3 回收率實(shí)驗(yàn)

在最佳測(cè)試條件下， 對(duì)空白連續(xù)測(cè)定20 次，以3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法的檢出限，結(jié)果詳見表4。

表4 空白實(shí)驗(yàn)

4 結(jié)語

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)鉻鐵礦樣品的稱樣量、堿熔體系的配比及用量、熔樣溫度及時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)化，確定試樣0.5 g、1 g Na2O2與1 g NaOH，525℃，60 min熔融鉻鐵礦結(jié)合電感耦合等離子發(fā)射光譜法， 可快速、準(zhǔn)確地對(duì)樣品中中Ca、Mg、Fe、Al、Si、總Cr 含量進(jìn)行測(cè)定。 根據(jù)精密度、準(zhǔn)確度及空白實(shí)驗(yàn)可知，本方法能夠滿足鉻鐵礦的分析要求。