碱熔-电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定锡矿石中锡

肖柳婧 汤 行 吴玉华 戴长文

(湖南省地质测试研究院，长沙 410007)

前言

锡矿物是一种十分重要的矿产资源，在国民经济中有着广泛的用途。而一般锡矿物中锡的主要存在形式为锡石，即SnO2。锡石的化学性质十分稳定，不溶于一般的无机酸，因此，一般含锡矿物中元素的测定分析均需采用碱熔法。目前各类样品中锡含量的测定主要有X-射线荧光光谱法[1]、原子吸收光谱法[2-3]、电感耦合等离子体原子发射光谱法[4-5]、交流电弧发射光谱法[6-7]、原子荧光光谱法[8]、分光光度法[9]、电感耦合等离子体质谱法[10]、滴定法[11-12]、极谱法[13]等。电感耦合等离子体原子发射光谱法由于具有线性范围宽、精密度高以及相对较好的耐盐性，成为很多矿物分析的首选。本文采用过氧化钠作为熔剂，在高温条件下消解样品，多余的碱用盐酸中和后，用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定了锡矿石中的锡。

1 实验部分

1.1 仪器参数及主要工作条件

ICAP6300电感耦合等离子体发射光谱仪(美国热电公司，配置耐高盐雾化器)、高纯氩气(纯度≥99.99%)。仪器主要工作参数见表1。

表1 仪器工作参数

1.2 标准溶液及主要试剂

锡元素标准储备溶液(1 mg/mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心)。

标准工作溶液：浓度梯度为 0.00、0.20、1.00、4.00、10.00 mg/L。标准系列由全程样品空白做稀释液逐级稀释标准储备溶液配制而成，以此保持标准溶液与试样溶液的背景浓度一致。

实验所用的过氧化钠、盐酸均为分析纯，所用的水为去离子水。

1.3 样品处理方法

准确称取0.2 g(精确至0.000 1 g)样品于30 mL高铝坩埚中，加入1.5 g 过氧化钠，用玻璃棒充分搅匀，再加入0.5 g过氧化钠覆盖在样品表面。将坩埚置于耐火盘上，放入已升温至700 ℃的马弗炉内，熔融15 min，取出坩埚。稍冷后将坩埚置于事先放入100 mL沸水的250 mL聚四氟乙烯烧杯中，并迅速加入30 mL盐酸，盖上表面皿，待剧烈反应停止后用去离子水将坩埚洗净，并将烧杯中溶液充分搅拌均匀后转移到250 mL的聚四氟乙烯容量瓶中，待溶液冷却完全后用盐酸(10%)定容至刻度，摇匀，澄清。准确分取上述溶液10 mL，再用盐酸(10%)定容至50 mL聚四氟乙烯容量瓶中，摇匀，放置澄清后用于ICP-AES测定。样品空白同上处理。

2 结果与讨论

2.1 分析谱线的选择

锡分析谱线共有6条，按信号强度从小到大排列为189.989、283.999、242.949、226.891、235.484和270.651 nm。一般情况下选择最灵敏线作为分析谱线，即采用波长为189.989 nm的谱线作为分析谱线。但是由于此分析线在紫外区，因此在测试前需用氩气吹扫光路系统4 h以上，以避免空气中的氧气对紫外的吸收而导致测试结果偏低。

2.2 过氧化钠用量的选择

在高温条件下，采用过氧化钠作熔剂消解样品，具有操作便捷、快速简单的优点。但其用量的多少对测定结果往往有较大的影响。若加入量太少，样品消解不充分，结果往往偏低；若加入量过多，则会导致测试溶液盐度加大，对仪器伤害较大。本研究选择两个标准物质GBW07281(Sn含量为4.47%)、GBW07282(Sn含量为1.27%)考察了不同用量的熔剂对测定结果的影响。从表2可以看出，当加入过氧化钠的用量在1.5 g以下时，测定结果明显偏低，表明尚有样品消解不完全，当过氧化钠的用量在2 g及以上时，锡元素测定结果变化不大，所以0.2 g样品加入2 g过氧化钠作熔剂比较合适。

表2 过氧化钠用量对锡测定的影响

2.3 样品提取后稳定性测试

为了使样品提取完全，本实验采用的提取剂为浓盐酸，用量为30 mL。而后续稀释定容时采用10%的盐酸，因此整个溶液酸浓度较大。而锡在酸性介质中易发生水解，因此有必要对溶液中锡的稳定性进行实验。本实验采用四个锡含量为0.35%～7.42%的样品进行稳定性实验。表3的数据说明，在提取完全后，若放置时间超过24 h，将导致锡的测定结果偏低，尤以高含量变化更为显著，因此在样品放置澄清后应尽快上机测定。

表3 放置时间对锡测定结果的影响

2.4 精密度与检出限

选取三个样品按实验方法平行制备12份，上机测定，计算其精密度(RSD)。同时随样品制备12份空白样品，以3倍标准偏差乘以样品的稀释倍数计算各元素的检出限。其精密度及检出限的结果见表4。由表4可以看出，多次测定的精密度均小于5%，检出限为38.4 mg/kg，结果令人满意。

表4 精密度与检出限

2.5 方法的准确度

对锡矿石国家一级标准物质GBW07281、GBW07282进行了6次平行测定，以平均值与标准值的相对误差计算方法的准确度，实验结果见表5，可以看出两个标准物质测定的相对误差的绝对值均小于3%。

表5 标准物质分析结果

3 结论

本实验采用过氧化钠熔解矿石，盐酸提取，电感耦合等离子体原子发射光谱法测定了锡矿石中的锡，本方法简便快速，方法检出限、精密度和准确度结果均令人满意，能够满足日常锡矿石中锡的快速测定要求。