堿熔-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)法測定錫礦石中錫

肖柳婧 湯 行 吳玉華 戴長文

(湖南省地質(zhì)測試研究院，長沙 410007)

前言

錫礦物是一種十分重要的礦產(chǎn)資源，在國民經(jīng)濟(jì)中有著廣泛的用途。而一般錫礦物中錫的主要存在形式為錫石，即SnO2。錫石的化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，不溶于一般的無機(jī)酸，因此，一般含錫礦物中元素的測定分析均需采用堿熔法。目前各類樣品中錫含量的測定主要有X-射線熒光光譜法[1]、原子吸收光譜法[2-3]、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法[4-5]、交流電弧發(fā)射光譜法[6-7]、原子熒光光譜法[8]、分光光度法[9]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法[10]、滴定法[11-12]、極譜法[13]等。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法由于具有線性范圍寬、精密度高以及相對較好的耐鹽性，成為很多礦物分析的首選。本文采用過氧化鈉作為熔劑，在高溫條件下消解樣品，多余的堿用鹽酸中和后，用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定了錫礦石中的錫。

1 實驗部分

1.1 儀器參數(shù)及主要工作條件

ICAP6300電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(美國熱電公司，配置耐高鹽霧化器)、高純氬氣(純度≥99.99%)。儀器主要工作參數(shù)見表1。

表1 儀器工作參數(shù)

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液及主要試劑

錫元素標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液(1 mg/mL，國家有色金屬及電子材料分析測試中心)。

標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：濃度梯度為 0.00、0.20、1.00、4.00、10.00 mg/L。標(biāo)準(zhǔn)系列由全程樣品空白做稀釋液逐級稀釋標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液配制而成，以此保持標(biāo)準(zhǔn)溶液與試樣溶液的背景濃度一致。

實驗所用的過氧化鈉、鹽酸均為分析純，所用的水為去離子水。

1.3 樣品處理方法

準(zhǔn)確稱取0.2 g(精確至0.000 1 g)樣品于30 mL高鋁坩堝中，加入1.5 g 過氧化鈉，用玻璃棒充分?jǐn)噭颍偌尤?.5 g過氧化鈉覆蓋在樣品表面。將坩堝置于耐火盤上，放入已升溫至700 ℃的馬弗爐內(nèi)，熔融15 min，取出坩堝。稍冷后將坩堝置于事先放入100 mL沸水的250 mL聚四氟乙烯燒杯中，并迅速加入30 mL鹽酸，蓋上表面皿，待劇烈反應(yīng)停止后用去離子水將坩堝洗凈，并將燒杯中溶液充分?jǐn)嚢杈鶆蚝筠D(zhuǎn)移到250 mL的聚四氟乙烯容量瓶中，待溶液冷卻完全后用鹽酸(10%)定容至刻度，搖勻，澄清。準(zhǔn)確分取上述溶液10 mL，再用鹽酸(10%)定容至50 mL聚四氟乙烯容量瓶中，搖勻，放置澄清后用于ICP-AES測定。樣品空白同上處理。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析譜線的選擇

錫分析譜線共有6條，按信號強(qiáng)度從小到大排列為189.989、283.999、242.949、226.891、235.484和270.651 nm。一般情況下選擇最靈敏線作為分析譜線，即采用波長為189.989 nm的譜線作為分析譜線。但是由于此分析線在紫外區(qū)，因此在測試前需用氬氣吹掃光路系統(tǒng)4 h以上，以避免空氣中的氧氣對紫外的吸收而導(dǎo)致測試結(jié)果偏低。

2.2 過氧化鈉用量的選擇

在高溫條件下，采用過氧化鈉作熔劑消解樣品，具有操作便捷、快速簡單的優(yōu)點。但其用量的多少對測定結(jié)果往往有較大的影響。若加入量太少，樣品消解不充分，結(jié)果往往偏低；若加入量過多，則會導(dǎo)致測試溶液鹽度加大，對儀器傷害較大。本研究選擇兩個標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07281(Sn含量為4.47%)、GBW07282(Sn含量為1.27%)考察了不同用量的熔劑對測定結(jié)果的影響。從表2可以看出，當(dāng)加入過氧化鈉的用量在1.5 g以下時，測定結(jié)果明顯偏低，表明尚有樣品消解不完全，當(dāng)過氧化鈉的用量在2 g及以上時，錫元素測定結(jié)果變化不大，所以0.2 g樣品加入2 g過氧化鈉作熔劑比較合適。

表2 過氧化鈉用量對錫測定的影響

2.3 樣品提取后穩(wěn)定性測試

為了使樣品提取完全，本實驗采用的提取劑為濃鹽酸，用量為30 mL。而后續(xù)稀釋定容時采用10%的鹽酸，因此整個溶液酸濃度較大。而錫在酸性介質(zhì)中易發(fā)生水解，因此有必要對溶液中錫的穩(wěn)定性進(jìn)行實驗。本實驗采用四個錫含量為0.35%～7.42%的樣品進(jìn)行穩(wěn)定性實驗。表3的數(shù)據(jù)說明，在提取完全后，若放置時間超過24 h，將導(dǎo)致錫的測定結(jié)果偏低，尤以高含量變化更為顯著，因此在樣品放置澄清后應(yīng)盡快上機(jī)測定。

表3 放置時間對錫測定結(jié)果的影響

2.4 精密度與檢出限

選取三個樣品按實驗方法平行制備12份，上機(jī)測定，計算其精密度(RSD)。同時隨樣品制備12份空白樣品，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差乘以樣品的稀釋倍數(shù)計算各元素的檢出限。其精密度及檢出限的結(jié)果見表4。由表4可以看出，多次測定的精密度均小于5%，檢出限為38.4 mg/kg，結(jié)果令人滿意。

表4 精密度與檢出限

2.5 方法的準(zhǔn)確度

對錫礦石國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07281、GBW07282進(jìn)行了6次平行測定，以平均值與標(biāo)準(zhǔn)值的相對誤差計算方法的準(zhǔn)確度，實驗結(jié)果見表5，可以看出兩個標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定的相對誤差的絕對值均小于3%。

表5 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分析結(jié)果

3 結(jié)論

本實驗采用過氧化鈉熔解礦石，鹽酸提取，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定了錫礦石中的錫，本方法簡便快速，方法檢出限、精密度和準(zhǔn)確度結(jié)果均令人滿意，能夠滿足日常錫礦石中錫的快速測定要求。