電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定錫精礦中鋅、銅、鐵、鉛、鎘、硫、錳、鎢八種雜質(zhì)元素含量

顏忠國，白家源，楊紹輝，李純浪

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701）

我國原生錫資源居世界前列，但隨著礦業(yè)開發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大和速度加快原生礦源漸趨枯竭，入選礦石“貧、細(xì)、雜、難”化，因此，提高復(fù)雜多金屬金屬礦中伴生錫資源的綜合回收已經(jīng)成為國內(nèi)外選礦行業(yè)面臨的一大難題。云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司擁有都龍礦區(qū)，含有鋅、錫、銅、鐵、鉛、砷、鎘、硫、錳、鎢、鉬、銀、鈹、銦等多種元素。礦產(chǎn)資源儲量豐富，其中錫金屬儲備超過二十萬噸。錫精礦是云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司的主要產(chǎn)品之一，為了更好的掌握錫精礦中各種元素在選礦流程中的含量，能快速地為選礦工藝提供可靠、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)。

化驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對整個生產(chǎn)工藝流程的質(zhì)量指標(biāo)和技術(shù)參數(shù)的設(shè)置起著至關(guān)重要的作用。

錫精礦中雜質(zhì)的分析方法，現(xiàn)在國家標(biāo)準(zhǔn)方法有原子熒光光譜法、分光光度法、原子吸收光譜法、重鉻酸鉀滴定法、高頻紅外碳硫分析儀。都不能滿足多元素同時測定的目的。

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES）具有靈敏度高、干擾少，線性范圍廣并且能進(jìn)行多元素同時測定，ICP逐步成為現(xiàn)代技術(shù)檢測分析的重要方法之一，本文采用過氧化鈉對樣品進(jìn)行預(yù)處理通過ICP同時測定錫精礦中 的Zn、Cu、Fe、Pb、S、Cd、Mn、Wo38種元素的含量，確定分析條件以及各元素的相關(guān)分析譜線，進(jìn)行精密度、準(zhǔn)確度和加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，在儀器參數(shù)設(shè)置最佳條件下，各元素測定結(jié)果也國家標(biāo)準(zhǔn)方法相吻合，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.26%～8.24%（RSD n=8），加標(biāo)回收率為97%～106%。方法操作簡單，準(zhǔn)確度高，速度快，能滿足錫精礦樣品批量快速分析的要求[1-3]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器

（1）ICP-OES 5110電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（安捷倫科技有限公司）軟件版本7.3.1.9507。

高頻發(fā)生器功率：1.2KW；霧化器流量：0.65L/min輔助器流量：1.0L/min；等離子體流量：15 L/min；觀察高度7mm；進(jìn)液泵速慢泵10r/min快泵80r/min；穩(wěn)定時間：10s；讀數(shù)時間5s。采用軸向觀測。

（2）箱式電阻爐（馬弗爐）溫度（700℃）。

1.2 主要化學(xué)試劑

鋅、銅、鐵、鉛、鎘、硫、錳、鎢單元素標(biāo)準(zhǔn)儲備液（1000mg/L國家有色金屬及電子材料分析檢測中心）混合系列標(biāo)準(zhǔn)溶液；用各元素標(biāo)準(zhǔn)儲備液配置成10%的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，鹽酸：37%（優(yōu)級純），實(shí)驗(yàn)室用水為去離子水。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱取0.1500g樣品于置有1.0g過氧化鈉剛玉坩堝中，搖勻，再覆蓋1.0g過氧化鈉，放入馬弗爐中升溫至700℃熔融8min（樣品不易分解可以延長時間），取出冷卻至室溫，在通風(fēng)櫥內(nèi)將坩堝放入置有30ml溫水的小燒杯中浸取，待反應(yīng)結(jié)束后加入15mlHCl（濃）搖動讓試樣完全溶解于溶液中，用蒸餾水洗凈坩堝取出，冷卻至室溫將溶液移入100mL容量瓶中定容，搖勻。

表1 Na2O2用量優(yōu)化

表2 方法檢出限

干濾于燒杯中，同時做空白實(shí)驗(yàn)。ICP點(diǎn)燃20min等離子體穩(wěn)定后進(jìn)行樣品測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 溶液方法的選擇

公司礦體的多元素性導(dǎo)致錫精礦組成復(fù)雜，不易分解。試樣處理的好壞直接影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。

考慮到酸分解樣品中的鎢溶解不完全，硫容易損失，堿融可以兼顧錫精礦中的雜質(zhì)元素完全分解，經(jīng)過數(shù)次試驗(yàn)，溶液中鹽效應(yīng)及干擾均較小。配置標(biāo)準(zhǔn)曲線時為消除基體的干擾，在標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入等量的過氧化鈉，使之與樣品保持一致。

2.2 過氧化鈉的用量優(yōu)化

對錫精礦GBW0732中的Zn、Cu、Fe、Pb、Wo3鋅精礦BY-0110-1中的Cd、銅鉛鋅原礦（YSS023-2004）中的Mn、S分別為0.120%、0.043%、9.53%、1.62%、0.26%、0.042%、0.61%、0.182%的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行試驗(yàn)，過氧化鈉的用量對結(jié)果的影響如表1所示。

由表1可見隨著Na2O2用量的逐漸增加，各元素的值也隨之增大。

因?yàn)殄a精礦錫的含量在45%左右Na2O2量少時，樣品無法完全熔融。當(dāng)Na2O2用量到2.0g以上時，測量值與標(biāo)準(zhǔn)值基本保持一致。從化驗(yàn)成本和溶液中鹽份含量對霧化器的影響綜合考慮，選擇用2.0gNa2O2對樣品進(jìn)行預(yù)處理。

2.3 工作曲線

按照實(shí)驗(yàn)的方法分別加入一定量的鋅、錫、銅、鐵、鉛、鎘、硫、錳、鎢標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。在相同條件下，測定標(biāo)準(zhǔn)溶液中各元素的譜線強(qiáng)度，以濃度為橫坐標(biāo)，強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，測出各元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線。同時測定試劑空白13次，以測定標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍作為檢出限。求出該方法的檢出極限，待測元素在測定范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系。結(jié)果見表2。

2.4 譜線選擇

按照實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)行鋅、銅、鐵、鉛、鎘、硫、錳、鎢測定波長的選擇，首先測定波長要盡量避開光譜干擾，又要考慮分析的準(zhǔn)確性和強(qiáng)度。用各元素分別對儀器提供譜線進(jìn)行多次掃描，根據(jù)掃峰的形狀、峰值與基線作比較確定最終的分析譜線，見表3。

表3 分析譜線選擇

2.5 方法的精密度和準(zhǔn)確度

按照分析方法，對錫精礦GBW0732中的Zn、Cu、Fe、Pb、As、Wo3鋅精礦BY-0110-1中的Cd、銅鉛鋅原礦（YSS023-2004）中的Mn、S的含量進(jìn)行8次。

本實(shí)驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)樣品值一致，相對誤差在-1.10%～6.10%之間，分析結(jié)果可靠，相對偏差為0.26%-8.24%，從數(shù)據(jù)來分析可看出有較好的精密度和準(zhǔn)確度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4。

表4 標(biāo)準(zhǔn)樣品分析結(jié)果

2.6 回收實(shí)驗(yàn)

按照實(shí)驗(yàn)方法，對錫精礦GBW0732中的Zn、Cu、Fe、Pb、As、Wo3鋅精礦BY-0110-1中的Cd、銅鉛鋅原礦中的Mn、S加入不同的量進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)/%

由表5可看出，樣品的回收率為97.0%～106%，說明結(jié)果準(zhǔn)確可信。

3 結(jié)語

錫精礦樣品經(jīng)過過氧化鈉分解酸化處理后，ICP-OES 5110同時測定錫精礦中的Zn、Cu、Fe、Pb、S、Cd、Mn、Wo3雜質(zhì)元素的含量。此方法完全能為車間工藝流程提供可靠的化驗(yàn)數(shù)據(jù)，化驗(yàn)分析方法簡單容易掌握，精密度高，準(zhǔn)確性好。一次試樣分解可以同時測出錫精礦中所需要的Zn、Cu、Fe、Pb、S、Cd、Mn、Wo3雜質(zhì)元素。改變了傳統(tǒng)的化驗(yàn)分析方法流程長、用時長、人員多，單元素分析、操作繁瑣等問題。提高化驗(yàn)分析效率，節(jié)約成本，減輕勞動量。此化驗(yàn)方法可以應(yīng)用到生產(chǎn)中能滿足工作需求。