ICP测定多金属矿样品中7种元素的研究

韩晓军

（中国建筑材料工业地质勘查中心青海总队，青海 西宁 810008）

在地质勘查中经常遇到多种金属矿共生，形成多金属矿带，这类矿床中矿石所含的有价矿物种类多，品位高，可进行矿产综合评价和综合利用，多金属矿中多元素测定的传统方法有容量法、分光光度法、原子吸收法等，但这些方法分析周期长，过程复杂，成本高，不能多元素同时测定。近年来，电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)因其灵敏度高，准确性好，测试范围宽，多元素同时测定等优点被广泛应用。

本文采用四酸溶矿分解试样，试剂用量少，过程简单，参考ICP-AES法测定不同矿种及物种中多元素结果情况，选择适当的仪器工作条件，分析谱线，背景扣除建立了同时测定多金属矿中铜、铅、锌、钨、钼、钴、镍等7种元素的方法。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料与设备

溶液采用国家标准溶液。Cu、Pb、Zn、W、Mo、Co、Ni等标准储备液为1mg/mL。消化用试剂均为优级纯，实验用水为高纯水。实验仪器采用美国热电ICAP6300电感耦合等离子发射光谱仪。

1.2 样品处理及仪器工作参数

称取0.1000g样品于30mL聚四氟乙烯烧杯中，加入5mL盐酸和2mL硝酸，置于控温电热板上，于110℃加热1h，加入20mL氢氟酸、1mL高氯酸，于110℃加热2h，升温至130℃高温加热2h，升温至160～180℃赶尽高氯酸，取下冷却，加入5mL王水和水少许，再加热至完全溶解后，冷却，过滤于100mL容量瓶中，用水稀释到刻度，摇匀待测。

按同样条件配制试剂空白。在相同实验条件下，处理加标溶液，以备测定回收率用。仪器工作参数见表1。

表1 电感耦合等离子发射光谱仪工作参数

2 实验结果与分析

2.1 试样测试结果

仪器提供的每种元素的分析谱线有几十条，采用不同的谱线，所测定的结果相差甚远，因为谱线间存在很大的干扰，不仅同一元素的不同谱线间存在干扰，而且不同元素的谱线间也存在严重的干扰，不同谱线的强度也不同。

本文通过对谱图形状的观察(分析有无谱线干扰)、谱线强度数据对比、背景强度数据比较之后，再考察各个谱线的信噪比值情况加以综合考虑，实验选择了最佳波长。元素的分析谱线分别为Cu：324.754nm、Pb：220.353nm、Zn：206.200nm、W：239.709nm、Mo：202.030nm、Co：228.616nm、Ni：231.604nm。优化后的实验条件下，多金属矿标准样品共有4个，分别进行分析，测定结果见表2。

表2 标准样品测定结果(%)

2.2 回收实验

随机抽取3个多金属样品 ，本次试验中抽取的是GBW07296，GBW07295，GBW07249。对其中的任一样品称取2份。1份定量加入标准溶液，另1份不加标准溶液，在相同的条件下处理，然后测定各元素的含量，并计算其回收率(见表3)。研究发现，所选择各元素的谱线可以作分析谱线，可以避免元素间的光谱干扰。

物理干扰、化学干扰、离子干扰和光谱干扰等的消除：由于等离子体的高温，多金属矿的ICP分析中，化学干扰较少。因表面张力、粘度、密度和盐分等造成雾化器提升效率的差异而引起的物理干扰，我们利用基体匹配来消除。至于光谱干扰，通过改变波长选择、对样品浓度做适当的稀释来克服。

表3 加入标准溶液的回收率

背景的扣除：由于杂散光、谱带展宽、低强度的分子连续发射等产生的背景，考虑较高浓度元素对测定的影响，通过选择最合适的测定波长、优化仪器参数来寻求方法的最优化设置。利用计算机操作软件，选择Fitted背景矫正，仪器会自动进行背景扣除。

2.3 检出限和精密度

采用空白溶液和3个混合标准溶液绘制校准曲线，连续测定11份加入基体的空白溶液，以3倍标准偏差计算方法检出限，见表4。对于同一多金属矿标准样品连续测定7次，计算相对偏差，分析其精密度，结果见表5。

3 结论

建立的电感耦合等离子发射光谱测定多金属矿中7元素的方法，方法试剂用量少，试样分解完全，操作简单，准确度高，线性范围宽，可以适用于测定多金属矿中7种元素。

表4 各元素检出限

表5 各元素测定方法的精密度

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