白家源,李純浪,楊紹輝,楊再云,王幫翠,李文有
(云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司,云南 文山 663701)
都龍礦區(qū)銦儲量豐富,約占世界銦儲量的40%,位居中國首位,有著銦之都的美譽(yù)。銦被廣泛應(yīng)用于宇航、無線電和電子工業(yè)、醫(yī)療、國防、高新技術(shù)、能源等領(lǐng)域。銀的用途也極為廣泛,因其具備一些優(yōu)良性能,在許多方面大放異彩,具有不可替代性,因此對礦石中的銦、銀進(jìn)行準(zhǔn)確的分析檢測可以有效的指導(dǎo)銦的采、選、冶工藝流程,對銦、銀的綜合回收利用意義重大[1]。
現(xiàn)目前礦石中銦、銀的測定方法主要采用原子吸收光譜法,原子吸收對單個(gè)元素可以實(shí)現(xiàn)快速測定,但是不能同時(shí)對多元素進(jìn)行測定,多元素必須分開進(jìn)行測定,又由于原子吸收測定銦、銀需采用不同的測定介質(zhì),現(xiàn)目前銀的測定介質(zhì)為鹽酸介質(zhì),銦的測定介質(zhì)為硝酸介質(zhì),如果采用原子吸收進(jìn)行測定,樣品需要預(yù)處理兩次。分析效率低,還需要消耗大量的預(yù)處理藥劑,分析成本高,本文采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀對礦石中銦、銀進(jìn)行同時(shí)測定,對該方法的檢出限、準(zhǔn)確性、加標(biāo)回收率、精密度等進(jìn)行了研究,同時(shí)對儀器條件也進(jìn)行了優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)了電感耦合等離子發(fā)射光譜儀同時(shí)測定礦石中銦、銀含量。分析結(jié)果準(zhǔn)確,為都龍礦區(qū)的探礦、采礦、選礦、冶煉工藝流程提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持,實(shí)現(xiàn)了銦、銀采選冶精細(xì)化管理。實(shí)現(xiàn)了資源的合理化應(yīng)用,減少了資源浪費(fèi)。
電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(Agilent ICP-OES 5110),儀器工作參數(shù)為:RF功率為1.15KW,輔助氣(Ar)流速1.0L/min,霧化器流量為0.70L/min,提升延時(shí)15s,穩(wěn)定時(shí)間為10s,讀數(shù)時(shí)間為10s,高純氬氣(質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于99.999%)。
試劑:分析純鹽酸(HCl),分析純硝酸(HNO3),分析純氫溴酸(HBr),分析純氟化氫銨(NH4HF),去離子水。
標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):鎢礦石(GBW07240)。
銦、銀標(biāo)準(zhǔn)溶液均為100μg/mL,工作曲線經(jīng)逐級稀釋 為 5μg/mL、4μg/mL、3μg/mL、2μg/mL、1μg/mL、0.5μg/mL、0.25μg/mL、0μg/mL。如表1所示。
表1 銦、銀標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(mg/L)
礦石中銦、銀含量極低,因此需要選用波長靈敏度高、無其他元素干擾、信號強(qiáng)度大的分析譜線,同時(shí)利用ICPOES譜線多的特點(diǎn),同時(shí)選取4條~5條不同級次的分析譜線同時(shí)測定,根據(jù)測定數(shù)據(jù),選取信背比大的分析譜線作為分析譜線。本文最終選取的分析波長如表2所示。
表2 銦、銀分析波長及譜線級次
銦230.606 2941.4 II銀328.068 82675.0 Ⅰ
若觀測方式為徑向,要考慮譜線干擾,兩條譜線相差小于0.007nm,需要利用軟件的FACT功能進(jìn)行校正,扣除干擾元素的影響。若觀測方式為軸向,則不需要進(jìn)行校正。因?yàn)殂?、銀含量極低,本文采用的觀測方式為軸向,元素譜線之間無干擾。
準(zhǔn)確稱取1g礦石于200ml玻璃燒杯中,依次加入少許氟化氫銨溶液,加入5mL氫溴酸、15毫升鹽酸、5毫升硝酸。置于100℃的電熱板上低溫煮至清亮,再將溫度調(diào)至250℃,將溶液煮至凈干,用燒杯鉗抬下,加入5mL鹽酸,冷卻至室溫,用洗瓶沖洗燒杯壁三次。將其轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中,定容至刻度線,搖勻用濾紙過濾至50mL小燒杯中待測。
2.1.1 RF功率的優(yōu)化試驗(yàn)
在電感耦合等離子發(fā)射光譜儀測定中,RF功率過高或者過低都不利于獲得高的信背比,需要選取適當(dāng)?shù)腞F功率,才有利于分析測定。在不改變其它條件的情況下,測定濃度為3μg/mL的銦、銀溶液在RF功率為1.0KW、1.05KW、1.10KW、1.15KW、1.20KW、1.25KW下信背比,通過測定1.15KW下的信背比最大,因此本文RF功率為1.15KW。
2.1.2 霧化器流量優(yōu)化試驗(yàn)
霧化器流量越大,樣品提升量越大。霧化效果越好,但是不同的元素對霧化器流量要求并不一樣,因此需要進(jìn)行霧化器流量優(yōu)化。在其它條件不變的情況下,分別測定3μg/mL的銦、銀溶液在霧化器流量為0.50L/min、0.55L/min、0.60L/min、0.65L/min、0.70L/min下的信背比,當(dāng)霧化器流量為0.70L/min時(shí),銦、銀的信背比達(dá)到最大,因此測定銦、銀的霧化器流量選擇0.70L/min。
2.1.3 積分時(shí)間優(yōu)化試驗(yàn)
積分時(shí)間長,有利于獲得穩(wěn)定的信號強(qiáng)度,得到穩(wěn)定的讀數(shù)。改善數(shù)據(jù)的精密度,但是積分時(shí)間太長,樣品測定速度慢,在不改變其它條件的情況下,分別測定積分時(shí)間為3s、5s、8s、10s下的讀數(shù)結(jié)果,數(shù)據(jù)表明4個(gè)測量時(shí)間下的讀數(shù)均一致,為提高樣品分析效率,采用3s的積分時(shí)間作為銦、銀的測定條件。
方法檢出限是該方法能測定元素的最低含量,取12個(gè)200mL燒杯,加入跟實(shí)際樣品預(yù)處理相同的試劑,中間處理過程與實(shí)際樣品一致,最后轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中搖勻待測。點(diǎn)燃等離子體30分鐘后,測量標(biāo)準(zhǔn)曲線,繪制好標(biāo)準(zhǔn)曲線,測定12個(gè)空白樣品,根據(jù)測定結(jié)果依據(jù)公式計(jì)算出檢出限,測定數(shù)據(jù)及檢出限計(jì)算如表3所示。
表3 方法檢出限(g/t)
方法精密度用RSD(%)來衡量,準(zhǔn)確度用相對誤差RE(%)來衡量,國家標(biāo)準(zhǔn)樣品鎢礦石(GBW07240)中銦、銀含量為8.7g/t、8.3g/t。按照試驗(yàn)預(yù)處理方法處理該樣品12次,計(jì)算該標(biāo)準(zhǔn)樣品的精密度RSD(%)和準(zhǔn)確度相對誤差RE(%),結(jié)果如表4所示,用同樣的方法分別分析檢測四個(gè)實(shí)際樣品,計(jì)算精密度與準(zhǔn)確度如表5、表6所示。樣品加標(biāo)回收率如表6所示。
表4 標(biāo)準(zhǔn)樣品精密度和準(zhǔn)確度
表5 選礦車間原礦樣品精密度和準(zhǔn)確度
表6 地質(zhì)勘探樣品精密度和準(zhǔn)確度
表7 加標(biāo)回收率(%)
從以上精密度、準(zhǔn)確度、加標(biāo)回收試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,方法精密度、準(zhǔn)確度、加標(biāo)回收試驗(yàn)均滿足要求。
本文對電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀同時(shí)測定礦石中銦、銀含量進(jìn)行了準(zhǔn)確性、精密度、加標(biāo)回收等試驗(yàn),進(jìn)行了方法確認(rèn),試驗(yàn)結(jié)果表明,該種方法準(zhǔn)確性高、檢出限低,精密度與準(zhǔn)確度均滿意,可以實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的對礦石中銦、銀含量進(jìn)行測定,對都龍礦區(qū)地質(zhì)勘探、采礦、選礦、冶煉提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持,對銦的綜合回收利用意義重大。