劉 欣，臧旭芳，時(shí)燕華

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局測(cè)試研究中心， 江西南昌 330002）

采用等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）具有范圍大、效率高等優(yōu)點(diǎn)，兼顧了激光（紫外）熒光法和釩酸銨滴定法的測(cè)定量程，通過(guò)譜線分析可以清楚的區(qū)別α和γ能譜法和X射線熒光法所不能判別的各種干擾元素，提高了方法的準(zhǔn)確度，且前處理過(guò)程操作簡(jiǎn)單，適合大批量樣品操作［1-3］。該方法至今并未廣泛推廣，主要原因是光譜干擾會(huì)造成一定的測(cè)量誤差。本文對(duì)ICP-OES測(cè)量過(guò)程中的譜線干擾進(jìn)行探討，通過(guò)對(duì)不同波長(zhǎng)條件下測(cè)鈾的干擾元素進(jìn)行分析，選擇合適的測(cè)量譜線，規(guī)避干擾對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的影響，提高方法的準(zhǔn)確度，擴(kuò)大方法的適用范圍。

1 實(shí)驗(yàn)方法及器材

1.1 儀器與試劑

實(shí)驗(yàn)用水：經(jīng)離子交換和二次蒸餾的純水，電導(dǎo)率小于1.2×10-4S·m-1，用于樣品及標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備。

鈾標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備：將900℃下干燥恒重2小時(shí)的八氧化三鈾（U3O8）基準(zhǔn)物質(zhì)，純度高于99.99%以上，準(zhǔn)確稱取1.1794g后溶解轉(zhuǎn)入1000mL試劑瓶中，加水稀釋后定容搖勻。儲(chǔ)備液中鈾含量為1mg/mL。使用時(shí)將標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋分別配制成1、5、10mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

測(cè)量?jī)x器：美國(guó)Pekin Elmer公司生產(chǎn)的Optima 5300 DV型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀。其它實(shí)驗(yàn)所用試劑皆為分析純。

1.2 樣品處理

（1）稱取0.1g左右的樣品于聚四氟乙烯坩堝中，加少量水潤(rùn)濕樣品，加入硝酸1mL、高氯酸2mL以及氫氟酸10mL，先置于電熱板上低溫加熱。

（2）待樣品冒大量高氯酸白煙時(shí)提高電熱板溫度，使高氯酸充分消解巖礦樣品中的有機(jī)物雜質(zhì)，直至再無(wú)高氯酸白煙揮發(fā)為止；若樣品顏色較深，應(yīng)反復(fù)加高氯酸分解有機(jī)物。

（3）將坩堝取下加入1mL硝酸及少量水吹洗坩堝壁，再置于電熱板上低溫加熱，以溶解樣品。若不溶，可加入2-4滴鹽酸繼續(xù)加熱，直至濕鹽狀取下。加入4mL硝酸、10mL～15mL水，提取樣品至清亮，若有不溶物可加入2～4滴鹽酸繼續(xù)加熱，直至清亮，轉(zhuǎn)移定容至100mL。

（4）配置相應(yīng)干擾元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液。為確認(rèn)各種干擾元素對(duì)鈾測(cè)量的影響，分別配制鐵、釷、鈮、鋯、錳五種元素干擾溶液，同種元素標(biāo)準(zhǔn)溶液低含量與高含量分別編號(hào)1和2（下同），見(jiàn)表1。

表1 五種干擾元素標(biāo)準(zhǔn)溶液表

2 測(cè)鈾波長(zhǎng)的選取

為了較好的測(cè)定鈾元素，本實(shí)驗(yàn)從儀器響應(yīng)強(qiáng)度、測(cè)量范圍和干擾、目標(biāo)元素信號(hào)的信噪比幾方面進(jìn)行綜合比較選擇，最終選定367nm、409nm、424nm三個(gè)合適的波長(zhǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并分析。配置曲線為1mg/L、6mg/L、10mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，曲線相關(guān)線性較好。測(cè)定峰面積數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，三個(gè)測(cè)量波長(zhǎng)譜圖見(jiàn)圖1。

3 干擾分析

3.1 367nm波長(zhǎng)測(cè)定鈾干擾分析

根據(jù)鈾元素367nm波長(zhǎng)干擾元素測(cè)定結(jié)果表3可知，Th和鐵兩個(gè)元素都對(duì)鈾有正干擾，其中釷濃度在10mg/L時(shí)，干擾使鈾濃度響應(yīng)為8.69mg/L，可見(jiàn)釷對(duì)鈾的干擾較為明顯。鐵濃度在100mg/L時(shí)，干擾使鈾濃度響應(yīng)為0.241mg/L，表明在此波長(zhǎng)下鐵對(duì)鈾的干擾較小。但也應(yīng)根據(jù)鐵和鈾的含量，權(quán)衡判斷是否應(yīng)該選用此波長(zhǎng)測(cè)定。

表2 鈾標(biāo)準(zhǔn)溶液在不同波長(zhǎng)下實(shí)測(cè)峰面積表

圖1 不同波長(zhǎng)鈾元素譜圖

表3 367nm波長(zhǎng)釷、鐵元素干擾測(cè)定結(jié)果

3.2 409nm波長(zhǎng)測(cè)定鈾干擾分析

根據(jù)鈾元素在409nm處的波長(zhǎng)干擾元素測(cè)定結(jié)果表4可知，鈮和鐵兩個(gè)元素都對(duì)鈾有正干擾，其中鈮濃度在10mg/L時(shí)，干擾使鈾濃度響應(yīng)為0.046mg/L，可見(jiàn)在此波長(zhǎng)下鈮對(duì)鈾的干擾較為明顯。鐵濃度在100mg/L時(shí)，干擾使鈾濃度響應(yīng)為0.018mg/L，表明在此波長(zhǎng)下鐵對(duì)鈾的干擾較小。此波長(zhǎng)相對(duì)干擾較小，除特殊鈮鐵礦影響較大外，其他樣品較為實(shí)用，適用范圍較廣。

表4 409nm波長(zhǎng)鐵、鈮元素干擾測(cè)定結(jié)果

3.3 424nm波長(zhǎng)測(cè)定鈾干擾分析

根據(jù)鈾元素在424nm波長(zhǎng)下干擾元素測(cè)定結(jié)果表4可知，錳、鐵和鋯兩個(gè)元素都對(duì)鈾有正干擾，其中錳濃度在10mg/L時(shí)，干擾使鈾濃度響應(yīng)為2.61mg/L，可見(jiàn)在此波長(zhǎng)下錳對(duì)鈾的干擾較為明顯。鐵濃度在100mg/L時(shí)，干擾使鈾濃度響應(yīng)為0.036mg/L，說(shuō)明在此波長(zhǎng)下鐵對(duì)鈾的干擾較小。鋯濃度在10mg/L時(shí)，干擾使鈾濃度響應(yīng)為3.11mg/L，可看出鋯對(duì)鈾的干擾較為明顯。鋯與鈾的譜峰幾乎重合，故選用此條譜線測(cè)定鈾時(shí)須同時(shí)測(cè)定鋯的含量，用于驗(yàn)證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

表5 424nm波長(zhǎng)錳、鐵、鋯元素干擾測(cè)定結(jié)果

4 結(jié)論

在367nm波長(zhǎng)條件下釷和鐵兩個(gè)元素都對(duì)鈾有正干擾，其中釷對(duì)鈾的干擾占的比重較大，選擇此波長(zhǎng)作為測(cè)鈾譜線時(shí)，應(yīng)根據(jù)鐵和鈾的含量，權(quán)衡判斷是否應(yīng)該選用此波長(zhǎng)測(cè)定；鈾元素在409nm波長(zhǎng)下干擾元素主要為鈮，此波長(zhǎng)相對(duì)干擾較小，除特殊鈮鐵礦影響較大外，其他樣品較為實(shí)用，適用范圍較廣；鈾元素在424nm波長(zhǎng)下錳和鋯均對(duì)鈾造成干擾，且鋯和鈾的譜峰幾乎重合，故選用此條譜線測(cè)定鈾時(shí)需提前對(duì)鋯含量進(jìn)行預(yù)估，降低測(cè)量誤差。綜上所述，測(cè)定巖礦樣品中鈾的過(guò)程中應(yīng)根據(jù)待測(cè)樣品的成分組成進(jìn)行小范圍測(cè)試，靈活選擇測(cè)定波長(zhǎng)，便于實(shí)測(cè)過(guò)程中得到更準(zhǔn)確的結(jié)果。