張世濤

（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，遼寧 沈陽 110032）

技術(shù)交流

電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定鉛鋅礦中鎵銦鍺鉈

張世濤

（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，遼寧 沈陽 110032）

稀散元素是鉛鋅礦石中重要的伴生元素，為了綜合利用鉛鋅礦資源,在地質(zhì)、選礦上經(jīng)常要考查稀散元素鎵、鍺、銦、鉈的含量。研究了利用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定鉛鋅礦中鎵、銦、鍺、鉈4種稀散元素，選取了最佳儀器分析條件，通過在線加入內(nèi)標(biāo)校正基體效應(yīng)和接口效應(yīng)，檢出限分別為0.02μg·g-1、0.01μg·g-1、0.03μg·g-1和0.05μg·g-1，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.85%～2.84%，回收率在93.3%～102.3%之間，明顯優(yōu)于其他分析方法。該方法樣品前處理簡便、快捷，測定結(jié)果準(zhǔn)確，令人滿意。

電感耦合等離子體質(zhì)譜法；鉛鋅礦；鎵；銦；鍺；鉈

前言

鉛鋅礦，是富含金屬元素鉛和鋅的礦產(chǎn)，用途廣泛。稀散元素是鉛鋅礦石中重要的伴生元素，為了綜合利用鉛鋅礦資源,在地質(zhì)、選礦上經(jīng)常要考查稀散元素鎵、鍺、銦、鉈的含量[1]。這些元素主要以分散狀態(tài)存在于有關(guān)礦物質(zhì)中，含量一般都較低。目前常見的測定方法有分光光度法、原子熒光光譜法、原子吸收光譜法等[2～7]，但因稀散元素含量非常低，所以采用這些方法時需要分離富集、萃取等手段，使分析過程繁瑣，工作效率低。近年來,電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）的應(yīng)用日益廣泛，涉及地質(zhì)、環(huán)境、衛(wèi)生、冶金等多個領(lǐng)域，具有靈敏度高、準(zhǔn)確度好、檢出限低、線性動態(tài)范圍寬、可快速多元素同時測定等特點[8～10]。本文采用硝酸-氫氟酸-高氯酸分解樣品，ICP-MS法同時測定鉛鋅礦中Ga、 In、Ge、Tl的含量。該方法樣品前處理簡便、快捷，測定結(jié)果準(zhǔn)確，結(jié)果令人滿意。

1 實驗部分

1.1 儀器及工作條件

X-Seriers II型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國ThermoFisher公司）。儀器工作參數(shù)見表1。

表1 等離子體質(zhì)譜儀工作參數(shù)Table 1 The operating parameters for ICP－MS

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液和主要試劑

ρ（Ga）=1μg/mL，ρ（In）=1μg/mL，ρ（Ge）=1μg/mL，ρ（Tl）=1μg/mL；內(nèi)標(biāo)溶液：ρ（187Re）=25ng/mL；調(diào)諧液ρ（7Li、59Co、115In、238U）=10ng/mL。硝酸，氫氟酸，高氯酸，王水均為分析純；實驗用水為石英亞沸蒸餾高純水。

1.3 樣品前處理與測試

稱取0.2500g（精確至0.0002g）試樣，置于50mL聚四氟乙烯燒杯中,加少量水潤濕,依次加入10mL HNO3、5mL HF、1mL HClO4，置于電熱板上加熱至HClO4冒白煙，用少量水吹洗杯壁，再依次加入10mLHNO3、5mLHF、1mLHClO4后，于電熱板上加熱至HClO4白煙冒盡,趁熱加入8mL新配制的王水，低溫加熱至溶液剩約2mL，加入10mL水，低溫加熱數(shù)分鐘，取下冷卻后轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中,并用水稀釋至刻度，搖勻，澄清。分取5mL溶液于50mL容量瓶中，用0.32 mol/L HNO3稀釋至50mL，搖勻，待測。用標(biāo)準(zhǔn)溶液分別配制Ga、In、Ge、Tl標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，在優(yōu)選的儀器工作條件下，對儀器進(jìn)行最佳化調(diào)試，以187Re作為內(nèi)標(biāo)，分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)溶液系列、空白溶液以及待測樣品的測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 內(nèi)標(biāo)元素及測量同位素的選擇

內(nèi)標(biāo)元素選擇的原則是被測定的溶液中不含所選擇的內(nèi)標(biāo)元素、內(nèi)標(biāo)元素受到的干擾因素盡可能少、質(zhì)譜行為盡可能與被測元素一致等，本法選擇187Re作為內(nèi)標(biāo)元素。測量元素的同位素選擇，以選擇測定同位素最大豐度值為原則，避免選用多原子干擾和同量異位素的重疊，利用在線加入內(nèi)標(biāo)的方式，消除基體效應(yīng)和接口效應(yīng)。內(nèi)標(biāo)元素及測量同位素的選擇見表2。

表2 內(nèi)標(biāo)元素及測量同位素的選擇Table 2 The selection of the internal standard elements and isotopes for measurement

2.2 方法檢出限

按1.3樣品處理制備空白溶液，儀器檢出限通常定義為空白溶液所產(chǎn)生的信號的12次測定值的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差所對應(yīng)的分析物的濃度值，各元素的檢出限見表3。

表3 元素的檢出限Table 3 The detection limits of elements

2.3 方法精密度與準(zhǔn)確度

選用國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) GBW07831和GBW07833，按照樣品處理步驟制備樣品溶液進(jìn)行12次測定，計算方法的精密度，結(jié)果表明，方法精密度RSD為0.85%～2.84%；以多次測量的平均值作為測定值，與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，結(jié)果表明，所測定元素的準(zhǔn)確度良好。

表4 方法的準(zhǔn)確度與精密度Table 4 The accuracy and precision of method

2.4 回收率試驗

取上述標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)樣品GBW07831，分別加入一定量對應(yīng)元素的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行回收實驗，回收率結(jié)果見表5。

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

3 結(jié) 語

建立了電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定鉛鋅礦石中Ga、In、Ge、Tl元素的方法。該法各元素線性關(guān)系好，具有較好的靈敏度和精密度，大大縮減了分析周期，降低了勞動強(qiáng)度，適合在測試行業(yè)中推廣應(yīng)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

張世濤（1981-），男，遼寧鞍山人，高級工程師，主要從事水質(zhì)檢測及巖石礦物分析。