劉 琴
(貴州有色地質(zhì)工程勘察公司,貴州 貴陽 550005)
貴州省是我國的產(chǎn)煤大省之一。本文擬定對貴州省畢節(jié)地區(qū)煤田區(qū)煤中釩的含量進(jìn)行分析測定。采用ICP-AES法連續(xù)測定7個代表性煤田區(qū)7個原煤樣中釩,同時(shí)在相同環(huán)境條件下做了精確度試驗(yàn)和準(zhǔn)確度試驗(yàn),得到較滿意的結(jié)果;ICP-AES法分析速度快,譜線干擾小,測值準(zhǔn)確。
儀器:津島ICPS-1000Ⅱ型順序式掃描電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀
試劑:二次去離子水(電阻率18MΩ·cm);硝酸(HNO3);高氯酸(HClO4);氫氟酸(HF);優(yōu)級純鹽酸(HCl);硫酸溶液(H2SO4);
釩標(biāo)準(zhǔn)儲備液(1.0mg/mL)制備:于燒杯中加入10mL 4.5mol/LH2SO4溶液,準(zhǔn)確稱取0.2297g NH4VO3(GR)溶于硫酸溶液中,用二次去離子水移入100mL容量瓶稀釋定容至刻度,備用。
實(shí)驗(yàn)器皿均用鉻酸洗液浸泡24h后,用清水洗凈,再用二次去離子水沖洗3~4次后烘干使用。
通過查閱譜線表,考慮煤中其他元素的干擾,選擇干擾小、背景低、信噪比高的譜線作為分析譜線。用標(biāo)準(zhǔn)溶液分別試驗(yàn)各參數(shù)對普線強(qiáng)度的影響,選定儀器參數(shù)及譜線如下:
①選定譜線(V)310.230 nm,級數(shù)84;②入射功率1150W;③氬冷卻氣流12 L/min;④氬輔助氣流量0.6 L/min;⑤氬載氣流量1.0 L/min;⑥試液提升量1.5 mL/min;⑦光譜觀察高度12 mm;⑧積分時(shí)間10 s。
1.3.1 原煤樣采集與前處理
采集畢節(jié)地區(qū)具有代表性的煤田區(qū)煤樣,分別是①納雍恒旺;②織金青山;③大方普底;④大方鳳山;⑤普宜;⑥七星關(guān)對坡良井;⑦撒拉溪7個煤礦點(diǎn)的原煤樣。
前處理:將原煤樣在常溫下自然風(fēng)干后,按照:混勻→縮分(取樣的總量)→粉碎→過篩→混勻→縮分程序依次處理原煤樣,然后取0.2 mm篩下煤粒5.00 g,在恒溫箱中干燥、恒重至前后兩次稱量之差不大于 0.0002 g[1]。
1.3.2 原煤試樣灰化、消解
準(zhǔn)確稱粒度<0.2 mm的煤樣1 g(精確到0.0002 g)平鋪于瓷舟中,于馬弗爐內(nèi),半開馬弗爐爐門30 min,逐漸升溫到550℃(從室溫慢慢升溫),恒溫2 h,再升溫到625℃,恒溫灰化2 h以上,至無黑色煤粒為止。將煤灰樣轉(zhuǎn)移入聚四氟乙烯坩堝中,用少量水潤濕,加入10 mL混酸(HF和HNO5體積比1∶1)、2 mL HClO4,在溫度 <300℃的電熱板上加熱至白煙基本散盡,繼續(xù)蒸發(fā)至干涸狀。取下后,加入6/mol·L HCl10 mL、水10 mL,再放于電熱板上加熱至近沸,保溫20 min使樣品中鹽類溶解。用熱水將樣品洗入50 mL容量瓶中,待冷卻至室溫后加水稀釋定容搖勻,待測。
同樣的方法分別制備7個不同原煤試樣,并且分別標(biāo)號①②③④⑤⑥⑦,以備測定。
分別吸取上述釩標(biāo)準(zhǔn)儲備液0.00mL,1.00 mL,2.00 mL,4.00 mL,5.00 mL,6.00mL于100 mL容量瓶中,分別加入5 mL鹽酸(20%HCl),稀釋至刻度,搖勻。此標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中V的質(zhì)量濃度依次為0.0,10,20,40,50,60μg/mL。
在選定的試驗(yàn)條件下,以V的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),發(fā)射強(qiáng)度為縱坐標(biāo),繪制工作曲線。
對標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中的空白溶液連續(xù)測定10次,按下式計(jì)算檢出限,結(jié)果列出于表2。
式中:CL為檢出限;S為方法的靈敏度;Sb為空白測量標(biāo)準(zhǔn)偏差;K為根據(jù)對最小測得值置信度的要求所選取的參數(shù),化學(xué)聯(lián)合會提倡K取3。
表2 工作曲線的線性范圍、相關(guān)系數(shù)、檢出限
在相同工作條件及工作背景下,測定原煤樣中V,進(jìn)行精密度試驗(yàn),結(jié)果列出于表3。
表3 原煤樣中V含量測定結(jié)果
表3(續(xù))
同樣的方法制備7個原煤樣品,加入20μg·g-1V做加標(biāo)回收試驗(yàn),測定加標(biāo)回收率,結(jié)果列出于表4。
表4 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)
由表3測定結(jié)果知,各原煤中V質(zhì)量分?jǐn)?shù)均小于100μg·g-1。結(jié)果表明所采集煤田區(qū)原煤中的V元素屬于痕量元素[2]。用ICP-AES法測定煤中的V含量,精密度在2%以內(nèi),回收率在96.6%~100.6%,方法準(zhǔn)確、可靠,分析周期短,化學(xué)試劑污染小,分析快速、簡便。