电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定俄罗斯某地金精矿中砷的含量

罗海霞

(1 北矿检测技术有限公司，北京 102628；2 金属矿产资源评价与分析检测北京市重点实验室，北京 102628)

前言

砷是火法冶金过程中的有害组分，送到冶炼厂中的精矿对其中砷的含量有严格的限制，所以需要建立精矿中砷的准确测定方法。低含量的砷常用电感耦合等离子体质谱法[1]、原子荧光光谱法[2]、石墨炉原子吸收光谱法和电感耦合等离子体光谱法[3]。如赵艳兵[4]等使用氢化物发生-原子荧光光谱法测定合金中钢及合金中砷；赵彤[5]等使用离子色谱和电感耦合等离子体质谱联用测定大米中无机砷；杨金星[6]等使用石墨炉原子吸收光谱法测定低含量的砷；崔庆雄[7]等利用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定二氯氧锆中痕量和超痕量砷。而ICP-OES法测定金精矿中的砷目前为止还未曾报道。

本文使用HCl-HNO3混和酸溶解金精矿样品，易操作，准确度高，且砷含量能测到30%。本实验通过加标回收和精密度实验，结果令人满意，表明该方法满足金精矿中砷的日常检验。

1 实验部分

1.1 仪器及工作条件

700-ES系列全谱直读等离子体光谱仪(安捷伦科技公司)；ICP ExpertT MII操作软件。操作条件见表1。

表1 仪器测量参数Table 1 Instrument operation parameters

1.2 试剂

除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂，实验用水为超纯水(电阻率大于18MΩ·cm)；砷标准储备溶液(1 000 μg/mL，购于国家钢铁材料测试中心。

1.3 实验方法

1.3.1 样品处理

准确称取0.1 g试样(精确至0.000 1 g)，置于250 mL玻璃烧杯中，加入10 mL HNO3置于电热板上低温加热溶解10 min，取下稍冷，加入15 mL HCl，至样品完全分解后，取下冷却至室温，移入100 mL容量瓶，用水稀释至刻度，混匀，静置澄清，干过滤。按仪器工作条件进行测定。随同试料制备样品空白。

按表2分取滤液于100 mL容量瓶中，补加10 mL HCl后，用水稀释至刻度，混匀。随同试料做空白实验。

表2 分取体积Table 2 Volume separation

1.3.2 标准曲线的绘制

根据表3规定浓度配制砷系列标准溶液。按仪器工作条件测量，根据砷的发射强度和对应元素的浓度绘制标准曲线，标准曲线的相关性系数不小于0.999。采用相同的仪器工作条件测定空白溶液和试料溶液，根据标准曲线确定其中被测元素的浓度。

2 结果与讨论

2.1 溶样方法的选择

对此次金精矿1#～3#样品，采用两种方案进行样品溶解：

表3 标准曲线系列Table 3 Standard curve series

方案1：称取0.100 0 g样品于250 mL玻璃烧杯中，加入10 mL HNO3置于电热板上低温加热溶解10 min，取下稍冷，加入15 mL HCl，低温加热溶解样品。

方案2：称取0.100 0 g样品于250 mL玻璃烧杯中，加入10 mL盐酸、5 mL硝酸、3 mL氢氟酸、3 mL高氯酸，在中低温电热板上加热溶解至冒高氯酸烟浓烟，蒸至湿盐状。实验结果见表4和表5。

表4 不同方案样品的溶解情况Table 4 Dissolution of samples of different schemes

表5 方案1和方案2测定结果比较Table 5 Comparison of test results between scheme 1 and scheme 2

从表5的结果可以看出方案1和方案2所得出的结果基本吻合，使用方案1溶解样品时，溶液中有黑色不溶物，是因为样品中含有一定量的碳，从表5的结果不影响砷的测定结果。方案2流程比较繁琐，所用试剂较多，不但增加成本、污染环境，而且操作起来费时费力，故本实验选择方案1作为最佳溶样方法。

2.2 分析谱线的选择

砷常见测定的谱线波长有188.980、193.696、197.198、228.812 nm，俄罗斯金精矿中除有金外，样品还含有钙、钾、铁、铅和锌、锑和少量的碳、硫，实验结果表明这些元素的谱线基本不干扰砷的测定，选择分析线以“强度大、峰形好、干扰少的谱线”为原则。砷选择的分析波长188.980 nm。

2.3 标准曲线的线性范围和方法的检出限

砷的含量在0～30 μg/mL范围内线性关系良好，工作曲线的线性方程为：y=72.538x+6.3035；相关系数：R2=0.999 9。选取制备空白试液，连续测定11次，以测定结果标准偏差的3倍为测定元素的方法检出限。实验中金精矿砷的检出限为0.018 μg/mL。

2.4 共存元素干扰

俄罗斯金精矿中除含有少量的碳、硫外，还有钙(7%)、钾(6%)、铁(6%)、铅和锌(0.50%)、锑(6%左右)，对样品中砷的测定可能存在干扰的共存元素进行了干扰实验，实验结果表明对于1.00 μg/mL和30.00μg/mL的砷溶液，钙(70 μg/mL)、钾(60 μg/mL)、铁(60 μg/mL)、铅(5 μg/mL)、锌(5 μg/mL)、锑(60 μg/mL)不干扰砷的测定。

2.5 方法的精密度

按实验方法测定俄罗斯金精矿样品，每个样品连续测定11次，计算其相对标准偏差。相对标准偏差(n=11) ，RSD <2%。实验结果见表6。说明方法有很好的稳定性。

表6 精密度实验结果Table 6 The precision of testing(n=11)

2.6 加标回收实验

于同批样品中加入一定量的砷标准溶液按实验方法对金精矿进行加标回收实验，测定其回收率。通过计算得到加标回收率均在98.2%～103%。测定结果见表7。

表7 加标回收实验Table 7 The recovery of testing

由表7可以看出，加标回收率在98.2%～103%，表明方法准确可靠，能满足测定要求。

3 结论

采用盐酸和硝酸的混合酸溶解样品。方法的加标回收率为98.2%～103%，相对标准偏差(n=11)，RSD<2%。此方法精密度、准确度高，且简单易操作，能够满足金精矿日常生产分析检测的需要。