電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP－AES)測定鉛精礦中的銅、鉍、鋅、砷、鋁、鎂和銻量

丁愛梅，李艷群，彭旭飛

(株洲冶煉集團股份有限公司，湖南株洲 412004)

鉛精礦是鉛鋅冶煉行業(yè)不可或缺的原料，主要用于生產(chǎn)金屬鉛、鉛合金、及鉛化合物等。鉛精礦的等級是根據(jù)元素成分的含量高低來劃分的，等級的高低決定其價格的高低，因此，鉛精礦中的鉛、鋅、銅、鉍、砷、鎂、鋁等元素分析結(jié)果直接影響其價格。目前，化驗室常采用原子吸收光譜法測定銅、鉍、鎂、鋁［1，2］，采用X 熒光光譜法測定砷;采用原子吸收光譜法或滴定法測定鋅等，因?qū)Y(jié)果準確性要求較高，常常需要根據(jù)樣品含量選擇分析方法，過程往往復雜又耗時間。而采用電感耦合等離子體法測定鉛精礦中的雜質(zhì)元素已有較多文獻［3～5］報道，試驗采用電感耦合等離子體法快速測定鉛精礦中的銅、鉍、鋅、砷、鋁、鎂和銻，王水溶樣，在硝酸酒石酸介質(zhì)中，防止高含量鉍、銻水解，方法準確、快速、易于操作。

1 試驗部分

1.1 儀器及工作條件

安捷倫720 ICP－OES電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(美國安捷倫科技公司生產(chǎn));ICPExpert II操作軟件;AL104電子天平(梅特勒－托利多公司生產(chǎn))。

720 ICP－OES的工作參數(shù):觀測模式為水平;高頻發(fā)生器功率1.2 kW;峰處理方法為峰面積積分;等離子器流量為15.0 L/min;輔助器流量為2.25 L/min;霧化器壓力為200 kPa;蠕動泵泵速為15 r/min。

1.2 試劑

硝酸、鹽酸、酒石酸均為優(yōu)級純，實驗室用水為二次去離子水。試驗所用器皿均用稀硝酸(1+5)浸泡后，用二次去離子水清洗干凈備用。

銅標準儲備溶液(1.0 mg/mL):稱取1.000 0 g金屬銅(99.99%以上)置于200 mL燒杯中，加入15 mL硝酸(1+3)，低溫加熱溶解完全，煮沸驅(qū)除氮的氧化物，取下冷卻，移入1 000 mL容量瓶中，以硝酸(5+95)稀釋至刻度，混勻。

鉍標準儲備溶液(1.0 mg/mL):稱取1.000 0 g金屬鉍(99.99%以上)置于300 mL燒杯中，加入20 mL硝酸加熱至完全溶解，取下冷卻，移入1 000 mL容量瓶中，以硝酸(5+95)稀釋至刻度，混勻。

鋅標準儲備溶液(1.0 mg/mL):稱取1.000 0 g金屬鋅(99.99%以上)置于250 mL燒杯中，加入20 mL硝酸(1+1)，低溫加熱溶解完全，煮沸驅(qū)除氮的氧化物，取下冷卻，移入1 000 mL容量瓶中，以硝酸(5+95)稀釋至刻度，混勻。

砷標準儲備溶液(1.0 mg/mL):稱取1.320 3 g三氧化二砷(As2O3)基準物(預先在105～110℃烘干2 h，置于干燥器中冷至室溫)置于200 mL燒杯中，加20 mL 10%的氫氧化鈉溶液于低溫處加熱至完全溶解，取下冷卻，移入1 000 mL容量瓶中，加水至200 mL，加2滴0.1%酚酞指示劑，用鹽酸(1+1)中和至中性并過量五滴，用水稀釋至刻度，混勻。

鋁標準儲備溶液(1.0 mg/mL):取部分金屬鋁片(99.99%以上)于300 mL燒杯中，加入50 mL乙酸溶液(1+4)，加熱2～3 min，棄去溶液，再用蒸餾水去除至無酸味，以無水乙醇洗滌兩次，取出置于105～110℃烘箱中干燥2～3 min，取出置于干燥器中冷卻備用。稱取以上備用的金屬鋁片1.000 0 g，置于300 mL燒杯中，緩慢加入20 mL鹽酸(1+1)，低溫加熱溶解完全，補加20 mL鹽酸(1+1)，冷卻，移入1 000 mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻。

鎂標準儲備溶液(1.0 mg/mL):稱取1.658 3 g優(yōu)級純氧化鎂(MgO)(預先于800℃灼燒至恒重，置于干燥器中冷至室溫)于300 mL燒杯中，加入30 mL鹽酸(1+5)低溫加熱溶解完全，取下冷卻，移入1 000 mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻。

銻標準儲備溶液(1.0 mg/mL):稱取1.000 0 g金屬銻(99.99%以上)置于250 mL燒杯中，加入25 mL硫酸加蓋于電爐上強熱溶解，取下冷卻，小心加入80 mL水，攪勻，冷至室溫，移入1 000 mL容量瓶中，以硫酸(1+8)稀釋至刻度，混勻。使用時根據(jù)需要進行逐級稀釋。

1.3 試樣溶解及處理

準確稱取0.1 g試樣(精確至0.000 1 g)，置于100 mL燒杯中，吹少許水，加入10 mL鹽酸，于電熱板低溫處溶解試樣4～5 min，加3 mL硝酸繼續(xù)溶解，余少許酸時，加入5 mL硝酸和5 mL 10%的酒石酸，加熱使鹽類溶解。冷卻，定容到100 mL，待測。同法制備樣品空白。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析譜線的選擇

根據(jù)儀器推薦的分析譜線和樣品中被測元素含量及其光譜干擾情況，對被測元素的純標準溶液、共存元素的混合標準溶液進行測定，比較信倍比、譜線干擾情況、強度及其各譜線穩(wěn)定性，確定了銅、鉍、鋅、砷、鋁、鎂和銻的分析譜線(波長見表1)。

2.2 標準工作溶液的配制

標準工作溶液采用各單元素標準儲備溶液按樣品中各元素的含量范圍進行配制。移取一定量的銅、鉍、鋅、砷、鋁、鎂和銻的標準儲備溶液，定量加入鉛基體(以鉛礦中鉛含量60%計算)，在選定的最佳儀器參數(shù)下測量，標準工作溶液各元素濃度(見表1)。

表1 銅、鉍、鋅、砷、鋁、鎂和銻的標準溶液濃度及波長

試驗結(jié)果表明，各元素的工作曲線線性良好，相關(guān)系數(shù)大于0.999。

2.3 方法檢出限

對空白標準溶液的銅、鉍、鋅、砷、鋁、鎂和銻在同一條件下連續(xù)測定11次，取3倍的空白標準偏差所對應的濃度即為各元素的檢出限，結(jié)果見表2。

表2 各元素檢出限 μg/mL

2.4 精密度試驗

在選定的最佳工作條件下，隨機對鉛精礦樣品J1444、J1123重復測定10次，計算其精密度。結(jié)果見表3。

表3 鉛精礦J1444、J1123中7種元素精密度結(jié)果%

從表3可見，各元素測定結(jié)果的相對標準偏差在0.441%～8.35%之間。

2.5 加標回收試驗

隨機選取四個鉛精礦樣品，分別平行稱取兩份，一份按照Al 2%、As 1%、Bi 1%、Cu 2%、Mg 1%、Sb 1%、Zn 4%加入上述標準溶液，一份不加，分別測定其含量，計算回收率。結(jié)果見表4。

表4 回收率測定結(jié)果 %

從表4可知，通過對4個鉛精礦樣品的回收率計算結(jié)果，各元素回收率在94.8% ～107.9%之間。

2.6 方法對比試驗

為了驗證方法的可靠性與準確性，按試驗方法隨機選取四個鉛精礦 J1759、J187、J1444、J1123樣品，采用原子吸收光譜法測定(參考值)其結(jié)果與ICP測定結(jié)果進行比對，結(jié)果見表5。

表5 鉛精礦中各元素的比對結(jié)果 %

從表5可見，以上四批鉛精礦ICP－AES測定結(jié)果與化學分析參考結(jié)果對比，基本吻合。

3 結(jié)語

通過以上精密度測試實驗、回收率試驗以及結(jié)果比對數(shù)據(jù)可以看出，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法可以測定鉛精礦中的銅、鉍、鋅、鎂、鋁、砷、銻元素，能滿足日常分析要求。如果能順利用于生產(chǎn)分析，會減少大量的化學分析工作量。

［1］ 袁麗麗.火焰原子吸收光譜法測定鉛精礦中的氧化鎂［J］.理化檢驗－化學分冊，2006，42(2):135－135.

［2］ GB/T8152.1－9－2006，鉛精礦化學分析方法，鉛、鋅、銅、砷、鋁和鎂等元素含量的測定［S］.

［3］ 李良軍，姚永生，王秋蓮.電感耦合等離子體法測定鉛精礦中6種元素［J］. 冶金分析，2010，30(3):57－59.

［4］ 李巖.ICP－AES法測定鉛精礦中的雜質(zhì)元素［J］.光譜實驗室，2001，18(1):761 －763.

［5］ 王琳琳，呂新明，賀國慶.ICP—OES法測鉛礦中砷、鎘、銅、鎳、鋅含量［J］. 分析儀器，2011，(6):41－43.