微波消解—ICP—AES法快速測定礦石中的錫

江文兵

[摘要]為快速檢測錫礦石中的錫含量，采用王水+氫氟酸混酸為介質(zhì)、微波溶解礦石樣品，建立了ICP-AES快速測定礦石中錫的方法。用微波酸溶對錫礦石進(jìn)行溶解處理較之傳統(tǒng)堿熔方法操作更為簡便、快速，而且可避免高鹽份對測定結(jié)果及儀器的影響。用該方法對GBW07240、GBW07281、GBW07282錫礦石標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中錫進(jìn)行測定，測定值與標(biāo)準(zhǔn)值相符。

[關(guān)鍵詞]微波消解 ICP-AES 錫礦石 錫

[中圖分類號] P57 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-209-1

錫的測定方法主要有容量法（其中碘量法為國家標(biāo)準(zhǔn)方法）、分光光度法、原子吸收光譜法、極譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）等。隨著儀器分析的日趨普及，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP-AES）的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，目前ICP-AES已成為測定礦石中錫含量的最常用方法這一[1]。由于大部份錫礦石都難溶于普通酸，因此人們采用ICP-AES對錫礦石進(jìn)行測定時(shí)基本都采用堿熔融法進(jìn)行前處理，然而堿熔法操作手續(xù)較為繁瑣、耗時(shí)較長，且其產(chǎn)生的高鹽份對后續(xù)分析有一定影響并容易堵塞進(jìn)樣系統(tǒng)[2-4]。本文對錫礦石的溶解技術(shù)進(jìn)行研究，采用混合酸介質(zhì)及微波溶解技術(shù)對錫礦石進(jìn)行快速溶解，溶解效果良好、基質(zhì)低，用耐氫氟酸進(jìn)樣系統(tǒng)的ICP-AES儀直接測定，不單簡化操作手續(xù)，節(jié)省時(shí)間，也提高了儀器的穩(wěn)定性及分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1試驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑

美國熱電公司ICAP6000電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP-AES）。

美國CEM公司MARS 6型微波消解儀。

錫標(biāo)準(zhǔn)溶液母液1000 mg·L-1，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心購買。

試劑均為優(yōu)級純，試驗(yàn)用水為二級去離子水。

所使用的玻璃儀器均用洗滌劑于超聲波清洗儀洗凈，水沖洗干凈晾干，再浸泡于硝酸（1+2）當(dāng)溶液中24 h以上，水沖洗數(shù)遍，晾干，備用。

1.2儀器工作條件

RF功率，1150 W；氬氣（純度99.99%）流量，冷卻氣17 L/min，載氣0.5 L/min；溶液提升量，2.8 L/min；積分時(shí)間6 s；波長189.927 nm。

1.3樣品消解

稱取0.1000 g試樣，置于變性特氟隆消解罐內(nèi)，加6 mL王水（鹽酸—硝酸3+1）和1 mL氫氟酸混合酸，密閉。15 min階梯升溫至180 ℃并保持5 min，10min階梯升溫至205 ℃并保持15min，冷卻時(shí)間15 min。待消解罐溫度降至近室溫時(shí)，取出消解罐，轉(zhuǎn)移定溶至100 mL朔料容量瓶中，用水定容，消解溶液澄清、透明，備用。同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)。

1.4上ICP-AES測定

取錫標(biāo)準(zhǔn)溶液母液，以5 %（V/V）王水為稀釋液，逐級稀釋、配制工作標(biāo)準(zhǔn)曲線0，1，5，10，15，20 mg/L，按設(shè)定好的儀器條件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制和樣品測定；樣品超出曲線時(shí)， 以5 %（V/V）王水適當(dāng)稀釋樣品溶液后，再進(jìn)行測定。

2結(jié)果與討論

2.1消解方法與消解體系的選擇

試驗(yàn)優(yōu)化了王水混合酸、王水和氫氟酸混合酸的酸體系，以及微波消解儀的功率、溫度、時(shí)間等條件，確定以下最佳條件為本實(shí)驗(yàn)方案：稱取0.1000 g試樣，置于變性特氟隆消解罐內(nèi)，加6 mL王水（鹽酸—硝酸3+1）和1 mL氫氟酸的混合酸，密閉。15 min階梯升溫至180 ℃并保持5 min，10 min階梯升溫至205 ℃并保持15 min，冷卻時(shí)間15 min，消解液清澈，樣品消解完全。該消解方法有污染少、損失少、基質(zhì)低，效率高（全過程僅60 min），消解完全等優(yōu)點(diǎn)，可極大提高工作效率。

2.2試驗(yàn)條件的選擇

為了進(jìn)一步提高工作效率，節(jié)省趕氫氟酸的時(shí)間和勞動力，采用塑料容量瓶作容器，以及耐氫氟酸進(jìn)樣系統(tǒng)，用ICP-AES儀直接測定樣品；經(jīng)試驗(yàn)以5 %（V/V）王水為稀釋液時(shí)，對工作標(biāo)準(zhǔn)溶液的酸度匹配效果較好；及試驗(yàn)優(yōu)化儀器各種條件上機(jī)后，樣品測試結(jié)果良好。

2.3方法檢出限

用11個(gè)樣品空白溶液進(jìn)行測試，取響應(yīng)值的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差所對應(yīng)的濃度為方法檢出限，方法檢出限為0.012 mg/L。

2.4樣品分析結(jié)果與精密度

采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法對標(biāo)準(zhǔn)錫礦石GBW07240、GBW07281、GBW07282中的錫進(jìn)行測定，分析結(jié)果和精密度見下表，結(jié)果與認(rèn)定值吻合，方法準(zhǔn)確，精密度良好。

3結(jié)論

本工作采用王水加氫氟酸的混合酸和微波消解方法溶解樣品，用耐氫氟酸進(jìn)樣系統(tǒng)的ICP-AES儀直接測定錫，建立了快速的ICP-AES測定礦石中錫的方法，該方法有較好的實(shí)用性，且簡便、快速、準(zhǔn)確，能滿足實(shí)際樣品分析的要求，極大提高工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1]辛仁軒.電感耦合等離子體光源、原理、裝置和應(yīng)用[M].北京：化工出版社，2005.

[2]肖立青，譚麗娟，蘇衛(wèi)漢等.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定地質(zhì)樣品中的鎢、鉬、錫[J]， 中國無機(jī)分析化學(xué)，2013，3（2）：35～38.

[3]楊惠玲，夏輝，杜天軍等. 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時(shí)測定錫礦石中錫鎢鉬銅鉛鋅[J]， 巖礦測試，2013，32（6）： 887～892.

[4]王志國.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定巖石礦物中錫的方法[J]， 廣東化工， 2014，41（15） ：246.