电感耦合等离子体质谱法测定铅锌矿中镓铟锗铊

张世涛

（辽宁省地质矿产研究院，辽宁 沈阳 110032）

技术交流

电感耦合等离子体质谱法测定铅锌矿中镓铟锗铊

张世涛

（辽宁省地质矿产研究院，辽宁 沈阳 110032）

稀散元素是铅锌矿石中重要的伴生元素，为了综合利用铅锌矿资源,在地质、选矿上经常要考查稀散元素镓、锗、铟、铊的含量。研究了利用电感耦合等离子体质谱法测定铅锌矿中镓、铟、锗、铊4种稀散元素，选取了最佳仪器分析条件，通过在线加入内标校正基体效应和接口效应，检出限分别为0.02μg·g-1、0.01μg·g-1、0.03μg·g-1和0.05μg·g-1，相对标准偏差（RSD）为0.85%～2.84%，回收率在93.3%～102.3%之间，明显优于其他分析方法。该方法样品前处理简便、快捷，测定结果准确，令人满意。

电感耦合等离子体质谱法；铅锌矿；镓；铟；锗；铊

前言

铅锌矿，是富含金属元素铅和锌的矿产，用途广泛。稀散元素是铅锌矿石中重要的伴生元素，为了综合利用铅锌矿资源,在地质、选矿上经常要考查稀散元素镓、锗、铟、铊的含量[1]。这些元素主要以分散状态存在于有关矿物质中，含量一般都较低。目前常见的测定方法有分光光度法、原子荧光光谱法、原子吸收光谱法等[2～7]，但因稀散元素含量非常低，所以采用这些方法时需要分离富集、萃取等手段，使分析过程繁琐，工作效率低。近年来,电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）的应用日益广泛，涉及地质、环境、卫生、冶金等多个领域，具有灵敏度高、准确度好、检出限低、线性动态范围宽、可快速多元素同时测定等特点[8～10]。本文采用硝酸-氢氟酸-高氯酸分解样品，ICP-MS法同时测定铅锌矿中Ga、 In、Ge、Tl的含量。该方法样品前处理简便、快捷，测定结果准确，结果令人满意。

1 实验部分

1.1 仪器及工作条件

X-Seriers II型电感耦合等离子体质谱仪（美国ThermoFisher公司）。仪器工作参数见表1。

表1 等离子体质谱仪工作参数Table 1 The operating parameters for ICP－MS

1.2 标准溶液和主要试剂

ρ（Ga）=1μg/mL，ρ（In）=1μg/mL，ρ（Ge）=1μg/mL，ρ（Tl）=1μg/mL；内标溶液：ρ（187Re）=25ng/mL；调谐液ρ（7Li、59Co、115In、238U）=10ng/mL。硝酸，氢氟酸，高氯酸，王水均为分析纯；实验用水为石英亚沸蒸馏高纯水。

1.3 样品前处理与测试

称取0.2500g（精确至0.0002g）试样，置于50mL聚四氟乙烯烧杯中,加少量水润湿,依次加入10mL HNO3、5mL HF、1mL HClO4，置于电热板上加热至HClO4冒白烟，用少量水吹洗杯壁，再依次加入10mLHNO3、5mLHF、1mLHClO4后，于电热板上加热至HClO4白烟冒尽,趁热加入8mL新配制的王水，低温加热至溶液剩约2mL，加入10mL水，低温加热数分钟，取下冷却后转移至25mL容量瓶中,并用水稀释至刻度，摇匀，澄清。分取5mL溶液于50mL容量瓶中，用0.32 mol/L HNO3稀释至50mL，摇匀，待测。用标准溶液分别配制Ga、In、Ge、Tl标准溶液系列，在优选的仪器工作条件下，对仪器进行最佳化调试，以187Re作为内标，分别进行标准溶液系列、空白溶液以及待测样品的测定。

2 结果与讨论

2.1 内标元素及测量同位素的选择

内标元素选择的原则是被测定的溶液中不含所选择的内标元素、内标元素受到的干扰因素尽可能少、质谱行为尽可能与被测元素一致等，本法选择187Re作为内标元素。测量元素的同位素选择，以选择测定同位素最大丰度值为原则，避免选用多原子干扰和同量异位素的重叠，利用在线加入内标的方式，消除基体效应和接口效应。内标元素及测量同位素的选择见表2。

表2 内标元素及测量同位素的选择Table 2 The selection of the internal standard elements and isotopes for measurement

2.2 方法检出限

按1.3样品处理制备空白溶液，仪器检出限通常定义为空白溶液所产生的信号的12次测定值的3倍标准偏差所对应的分析物的浓度值，各元素的检出限见表3。

表3 元素的检出限Table 3 The detection limits of elements

2.3 方法精密度与准确度

选用国家一级标准物质 GBW07831和GBW07833，按照样品处理步骤制备样品溶液进行12次测定，计算方法的精密度，结果表明，方法精密度RSD为0.85%～2.84%；以多次测量的平均值作为测定值，与标准物质的标准值进行比较，结果表明，所测定元素的准确度良好。

表4 方法的准确度与精密度Table 4 The accuracy and precision of method

2.4 回收率试验

取上述标准物质样品GBW07831，分别加入一定量对应元素的标准进行回收实验，回收率结果见表5。

表5 方法回收率Table 5 The recovery rate of method

3 结 语

建立了电感耦合等离子体质谱法测定铅锌矿石中Ga、In、Ge、Tl元素的方法。该法各元素线性关系好，具有较好的灵敏度和精密度，大大缩减了分析周期，降低了劳动强度，适合在测试行业中推广应用。

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Determination of Ga,In,Ge and Tl in Lead-Zinc Ore by ICP-MS

ZHANG Shi－tao
（Liaoning Institute of Geology and Mineral Resources,Shenyang 110032,China）

The dispersed elements are important associated elements of the lead－zinc ore.In order to get a comprehensive utilization of the leadzinc ore,the contents of the Ga,In,Ge,and Tl are usually investigated in the ore dressing.An ICP－MS method for the determination of Ga，In,Ge and Tl in lead－zinc ore was used.The working parameters were optimized.According to the online addition of the internal standard correction of matrix and interface effects,the detection limits were 0.02μg·g－1,0.01μg·g－1,0.03μg·g－1and 0.05μg·g－1respectively.The RSD was in the range of 0.85%～2.84%and the recovery rate was in the range of 93.3%～102.3%which were obviously superior to other methods’.This method had many advantages,such as simple pretreatment of sample and quick detection,and the result was accurate and satisfactory.

ICP－MS;lead－zinc ore;Ga;In;Ge;Tl

TG1115.33

B

1001-0017（2014）06-0460-03

2014-08-27

张世涛（1981-），男，辽宁鞍山人，高级工程师，主要从事水质检测及岩石矿物分析。