电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铬矿中铁、铝、硅、镁、钙

姚凌峰，李忠号，朱敏，王富强，戚美静

（通标标准技术服务（天津）有限公司，天津300457）

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铬矿中铁、铝、硅、镁、钙

姚凌峰，李忠号，朱敏，王富强，戚美静

（通标标准技术服务（天津）有限公司，天津300457）

提出了使用电感耦合等离子体发射光谱法测定铬矿中铁、铝、硅、镁、钙的分析方法。通过试验确定了熔样方法，仪器的最佳工作参数，分析谱线等。为了防止产生胶体，在测定时选用硝酸作为介质。使用铬矿国家标准样品（BGBW 07201、GSBD33001.3）与待测样品同时操作后制作标准曲线。方法的回收率在99.1%～101.5%之间。用本法分析了铬矿标样（GSBD33001.2、Cr-2、72-Cr-01）。测定值与证书值基本一致，相对标准偏差（n=6）小于1%。

电感耦合等离子体发射光谱法；铬矿；铁；铝；硅；镁；钙

本文提出使用碳酸钠-碳酸钾-硼砂混合熔剂碱熔融分解铬矿试样，采用与样品成分相近的国家标准样品绘制工作曲线，并且通过试验确定了仪器的最佳工作参数，分析谱线，建立了电应ICP-AES测定铬矿中铁、铝、硅、镁、钙的分析方法。经大量进口铬矿的商检分析考核与现行标准方法进行对比，ICP-AES法具有简便快速、结果准确、可靠的特点。

1　试验部分

1.1仪器与试剂

iCAP 6300型全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪配CID（电荷注入式）检测器，Meinhard C型高盐雾化器，旋流雾室。

实验用酸、试剂均为优级纯，试验用水为去离子水（电阻率 1 8 MΩ·cm），

实验用气为高纯氩气（质量分数w＞99.999%）。

1.2仪器工作条件

高频功率1150W，载气压力0.21MPa，辅助氩气流量0.5L/min，泵转速50r/min，积分时间30s，垂直观测高度12mm。

启动ICP-AES光谱仪并让其在测量前至少运转30min，使仪器稳定。

1.3试验方法

称取（200目以上）样品0.2000g于铂金坩埚中加入Na2CO3-K2CO3-Na2B4O7混合熔剂（质量比2 2

1）3.0g，用细棒混匀。置于马弗炉中1160℃碱熔融20min。取出冷却，置于预先加入80mL水，15mL硝酸的250mL烧杯中。温热浸取，冷却定容于200mL容量瓶中。分取25mL此溶液，于100mL容量瓶用水稀释至刻度，摇匀。于选定的工作条件条件下进行测试。

2　结果与讨论

2.1样品的前处理

2.1.1样品分解条件的选择

由于铬矿较难分解，所以使用混合酸不能将样品完全分解。对于使用微波熔样的方法以往也有报道［2］，但由于微波设备相对较为昂贵，所以不易推广。试验考察了使用Na2CO3-K2CO3-H3BO3混合熔剂于铂金坩埚1160℃碱熔融分解样品及使用Na2O2于镍坩埚中800℃熔融分解样品。由于Na2O2于镍坩埚中800℃熔融分解时产生大量的镍离子对光谱分析影响较大。而使用Na2CO3-K2CO3-Na2B4O7混合熔剂分解效果好且无新的基体元素产生，所以试验选择Na2CO3-K2CO3-Na2B4O7混合熔剂分解试样。

2.1.2样品溶液酸性介质的选择

在选择ICP-AES测定溶液的酸性介质时，试验选择盐酸介质或者硝酸介质，而不选择硫酸介质或者磷酸介质，这是因为硫酸和磷酸的黏度较大影响测定的灵敏度。所以将铂金坩埚从马弗炉取出冷却后，首先使用80mL水，15mL盐酸浸取样品，但是在盐酸介质条件下出现了铁、铝、硅、镁、钙曝光的结果依次降低的现象。

表1　HCl介质（n=4）

究其原因是由于当铝元素大量存在于盐酸介质中易形成网状结构的氯化物大分子团——胶体，造成仪器雾化器喷口形状改变，虽然可以靠蠕动泵强行进样。但是随着胶体在雾化器喷口的积累，样品的提升量也随之减少，使得测定结果逐渐降低。

在盐酸介质下，如果每次测定一份溶液后使用50～60℃硝酸（5+95）溶液喷洗一下。可以提高样品测量的重现性，但无法根本解决由胶体造成的雾化器喷口形状改变的问题。

改换使用80mL水，15mL硝酸浸取样品，在硝酸介质条件下无胶体产生，在测定时上述现象完全消除，并得到很好的准确度和精密度，相对标准偏差（RSD%）在0.30%～0.44%。为本法所采用。

2.2分析线的选择

在选择分析线时以谱线相对强度高，不受或少受光谱干扰为原则。测定低含量元素时应选择灵敏线，如测定CaO时选择了Ca393.37nm这条钙的最灵敏线；测定元素含量高灵敏度低的非金属元素也应选择灵敏线，如测定SiO2时选择了Si251.61nm最灵敏线；测定元素含量高灵敏度也高的金属元素应选择次灵敏线，否则容易曝光过饱和，造成检测器单个像素的溢出现象，进而影响测定。如测定铁时没有选择Fe259.94nm最灵敏线，也没有选择Fe238.20nm次灵敏线，因为有Cr238.15nm的干扰，而是选择了Fe271.44nm线，测定Al2O3和MgO时分别选择了次灵敏线Al396.15nm和Mg279.55nm。

2.3标准曲线、线性范围、检出限

按试验方法对铬矿标样BGBW07201和GSBD33001.3分解后测定，制作标准曲线。在测量范围内具有良好的线性。由于曲线和待测样品的空白一致，基体铬的含量和固体盐分含量相似，同时又解决了基体匹配和盐效应两大以测定11次样品空白溶液的标准偏差的三倍所对应浓度值为各元素的检出限，见表2。

ICP-AES法测定时的难题。

表2　标准曲线（n=11）

2.4方法的精密度及回收率试验

按试验方法对Cr-2铬矿标样进行测定，平行测定6次。同时进行各个元素的回收率和精密度实验，相对标准偏差（RSD）均小于1%。结果见表3。

2.5样品分析

按试验方法，在测定条件下对铬矿标样GSBD33001.2、Cr-2、72-Cr-01进行测定，与标准值进行比对，结果基本一致。见表4。

表3　回收率试验（n=6）

表4　准确度试验（n=3）

3　结语

本文通过试验建立了一个使用电感耦合等离子体发射光谱法测定铬矿中铁、铝、硅、镁、钙的方法。此方法精密度达到目前所使用标准的要求，结果满意，具有简捷、可靠、准确等优点。

Determ ination ofiron，alum inum，silicon，magnesium and calcium in chromium oresby inductively coupled plasma atom ic em ission spectrom etry

YAO Ling-feng，LIZhong-hao，ZHUM in，WANG fu-qiang，QIM ei-jing
（SGS-CSTCStandards Technical Services（Tianjin）Co.，Ltd.300457 Tianjin）

The simultaneous determination of iron，aluminum，silicon，magnesium and calcium in chromium ores by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry was developed.The samplemeltingmethod，the optimalworking parameters ofinstrumentand spectral linesforanalysiswere confirmed through experiments.HNO3 was used as medium to prevent engendering of colloid.The calibration curve was prepared by simultaneous treatment of the national standard chromium ore samples（BGBW07201、GSBD33001.3）and the testing samples with recoveries of 99.1%～101.5%.The above method was applied to the determination of standard samples （GSBD33001.2、Cr-2、72-Cr-01）.Themeasured resultswere in consistency with the standard values and RSD（n= 6）wasbelow 1%.

inductively coupled plasmaatomic emission spectrometry；chromium ores；iron；aluminum；silicon；magnesium；calcium

·环境与保护·

10.3969/j.issn.1008-1267.2015.05.020

O657.31

A

1008-1267（2015）05-0057-03

2015-05-12