电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定矿石中锑

陈丽珠 曹胜

（国土资源部昆明矿产资源监督检测中心，云南 大理671000）

引言

矿石中锑含量的测定方法主要有容量法、原子吸收光谱法、分光光度法、X射线荧光光谱法及原子荧光光谱法等[1-4]。但在实际应用中以上方法均有一定的局限性，不利于开展大批量样品的测定工作，为此，参照有关标准及文献[5]，结合实际工作及近年来ICP-OES法[6-8]的广泛应用，确立了样品经硝酸-氢氟酸-高氯酸溶解，硫酸助溶，在盐酸介质中用ICPOES法直接测定的方法，有效地溶解了试样，控制了试剂引入对测定的影响，防止了水解和挥发损失。经过标准物质比对，方法间比对及实验室间比对，取得了满意的效果，兼具了ICP-OES法分析速度快且动态范围宽，基体影响轻微，灵敏度高等优点，是一种适合于大批量矿石试样中锑含量测定的有效方法。

1 实验部分

1.1 主要试剂

硝酸、氢氟酸、高氯酸均为分析纯，盐酸（1+1）、硫酸（1+1）。

锑标准储备溶液（1 000μg/m L）：准确称取0.100 0 g基准金属锑，加入10 m L硝酸，加盖微热溶解完全，冷却至室温，转移至100 m L容量瓶定容摇匀。

锑标准工作溶液：0.00、0.50、1.00、2.50、5.00、10.00、20.00μg/m L，硫酸（1%）和盐酸（20%）介质。

氩气（ωAr≥99.9%），实验室用水为二次蒸馏水。

1.2 主要仪器

ICAP6300MFC垂直观测等离子体发射光谱仪（美国热电公司）。

1.3 实验方法

将碎至0.096 mm的试样于105℃烘干2 h，取出，冷却至室温，称取0.1～0.5 g（精确至0.000 2 g）试样于聚四氟乙烯坩埚中，少许水润湿，加入10 mL硝酸，3 mL氢氟酸，2 m L高氯酸，1 m L硫酸（1+1）于控温电热板上加热溶解至高氯酸烟冒尽，取下稍冷，加入盐酸（1+1）溶解残渣后，转移至50～250 m L（见表1）容量瓶，控制操作过程盐酸酸度不低于20%，定容、摇匀，随同试料做空白实验。按仪器工作条件测定光谱强度，以锑浓度为横坐标，强度为纵坐标，绘制校准工作曲线。

表1 试样质量与定容体积Table 1 Sample quality and control volume

1.4 分析结果计算

按式（1）计算锑的含量（%）：

式中：m1——从校准曲线上查得的锑量，μg；

mo——从校准曲线上查空白溶液的锑量，μg；

m——试样质量，g；

V——试样溶液总体积，m L；

V1——分取试样溶液体积，m L。

2 结果与讨论

2.1 试样分解体系的选择

锑矿床主要为层状锑矿和脉状锑矿，层状锑矿产于碳酸盐地层中，矿石分解较简单，王水即可有效地分解矿石中的锑；脉状锑矿产于变质板岩、石英砂岩、火山碎屑岩、碳酸盐岩中的层间破碎带，矿石分解较为困难，分解试样时通常使用硫酸、硝酸或者二酸的混合，不溶残渣用碳酸钠或氢氧化钠处理。当试样中的锑含量较低，硅含量较高时，采用氢氟酸和硫酸分解。

锑矿分解时由硝酸蒸发所得到的锑酸容易溶解在含少量硫酸钠的热硫酸溶液中，但硫酸浓度太高时则影响测定的雾化效率；锑的氯化物在盐酸溶液中低温（110℃）即可挥发；锑化合物在酸浓度较低时易水解形成难溶的碱式盐。为此，采用硝酸、氢氟酸、高氯酸分解，硫酸助溶的方法，得到了满意的效果，驱除了试样中的硅、多余的氟，确保了试样充分溶解；同时控制了试剂引入对测定的影响，防止了水解和挥发损失。

2.2 仪器工作参数和谱线的选择

设置仪器参数，使仪器条件处于最佳状态，见表2。

谱线选择通过对试样溶液的光谱扫描，比较图谱信号强度和背景影响，从谱线库中选择背景干扰小，强度大的谱线为Sb 217.5 nm。

2.3 方法的检出限和测定下限

按照本方法实验条件，对试样空白溶液连续测定10次，将测定结果换算为样品中的浓度并按公式MDL=t×S计算其方法的检出限为1.32μg/g，以4倍检出限作为该方法的测定下限为5.28μg/g。

2.4 方法的精密度与准确度

按照本方法实验条件，选取多金属贫矿（GBW07162）、富铅锌矿石（GBW07165）、铜精矿（GBW07166）、铅 精 矿 （GBW07167）、锌 精 矿（GBW07168）、铜 矿 石 （GBW07170）、锑 矿 石（GBW07175、GBW07279、GBW07280）9个标准物质进行12次单独处理并测定，经验证方法的准确度（RE绝对值）、相对标准偏差（RSD）均小于5%，见表3。

表2 ICP-OES仪器工作参数Table 2 Working parameters of the ICP-OESinstrument

表3 方法精密度与准确度Table 3 Accuracy and precision tests of method /%

2.5 分析结果比对

建立的方法对不同锑含量的矿石进行了分析，并和硫酸铈容量法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法测定值进行了多次比对并外送部分试样与外部实验室进行比对，按《地质矿产实验室测试质量管理规范要求》（DZ/T 0130—2006）进行评估，其满足规范要求（见表4）。

表4 分析结果比对Table 4 Comparisonof analytical results of elements in samples /%

续表4

3 结论

电感耦合等离子体发射光谱法具有检测速度快、准确度及精密度高，检测成本低等优点。对试样的分解、检测等过程进行了改进和优化，是现有矿石中高含量、微量、痕量锑检测方法的有效补充。

[1]岩石矿物分析编委会.岩石矿物分析：第三分册[M].第四版.北京：地质出版社，2011：134-151.

[2]国家标准化管理委员会.GB/T 15925—2010锑矿石化学分析方法锑量测定[S].北京：中国标准出版社，2010.

[3]王干珍，王子杰，郭腊梅，等.稀释剂粉末压片-X射线荧光光谱法测定锑矿石中锑及主量组分[J].中国无机分析 化 学 （Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry），2016，6（1）：22-25.

[4]管霞.锑矿石中锑的准确快速测定法[J].云南地质（Yunnan Geology），2015，34（3）：476-479.

[5]方迪.电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法测定铅精矿中的锑[J].中国无机分析化学（Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry），2016，6（3）：50-52.

[5]魏轶，窦向丽，巨力佩，等.四酸溶解-电感耦合等离子体发射光谱法测定金锑矿和锑矿石中的锑[J].岩矿测试（Rock and Mineral Analysis），2013，32（5）：715-718.

[6]杨秀丽，刘磊夫，张连起.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定矿石中的砷锑铋[J].现代科学仪器（Modern Scientific Instruments），2010（2）：150-152.

[7]任志海，牟思名，程功，等.王水密闭溶矿-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锑矿石中的锑[J].中国无机分析化学（Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry），2014，4（1）：53-55.

[8]刘凯，张志刚，何树艳，等.电感耦合等离子发射光谱法测定中低含量的锑[J].新疆有色金属（Xinjiang Nonferrous Metals），2016，39（3）：83-84.