电感耦合等离子体发射光谱法测定锰精矿中铌、钽的含量 摘要:采用碱熔酸化处理样品,电感耦合等离子体发射光谱法同时测定锰精矿中的铌、钽。方法相对标准偏差(RSD,n=11)低于 5.0%;回收率为97.5%~102%,经国家有证标准物质验证,测定结果与标准值吻合很好。 关键词:锰精矿碱熔铌钽
锰矿石的工业类型有碳酸锰矿石、氧化锰矿石、混合锰矿石及多金属锰矿石等。中国的锰矿以碳酸锰矿石为主,铁锰矿石次之,还有氧化锰矿石、混合锰矿石及多金属锰矿石。其中含有大量的有价值的多金属矿。准确了解这些主要元素的含量,具有重要的意义。在矿石样品的分析中,国家标准方法主要采用原子吸收光谱法测定各元素的含量。原子吸收法具有一定的缺陷,不能同时测定多种元素。而电感耦合等离子体发射光谱法具有线性范围宽、灵敏度高、多元素同时测定等优点。在样品分析测试中,电感耦合等离子体发射光谱法已得到广泛应用[1~2];但是利用电感耦合等离子体发射光谱法同时测定岩矿中高含量的铌、钽,文献报道较少。 固体地球化学样品的溶解一般有混合酸消解法、碱熔消解法两类。[3]虽然混合酸能溶解大多数金属元素,如铜、铅、锌、镍等元素,但对于高含量的难溶金属元素,碱熔是个不错的选择。本文采用锆坩锅为容器,过氧化钠为熔剂,高温熔融,盐酸提取,以元素铀为内标元素,
采用内标校正法,用电感耦合等离子体发射光谱测定岩矿中高含量的铌、钽、钒。研究了熔融时间、熔剂量、盐酸量对试样溶解结果的影响,选择了仪器的最佳工作条件,消除了对被测元素和被测元素之间的干扰,用有证标准物质验证,测定值与标准值一致,本法简便易行、快速准确。
1 实验部分
墙布拼接1.1 仪器及工作参数
Varian 735ES电感耦合等离子体发射光谱仪(美国瓦里安公司),功率1.5 kW,等离子气流速15.0 L/min,辅助气流速1.5 L/min;蠕动泵转速1 5 r/min;长波曝光时间10s,短波曝光时间15 s。
待测元素波长;铌309.417 nm,钽268.517 nm。
1.2 标准溶液和主要试剂
标准混合储备溶液(铌、钽各500 mg/L)。
加热膜HCl优级纯,Na2O2为分析纯,去离子水。
1.3 样品处理
称取0.1g样品(精确至0.0001 g)于20 ml锆坩锅中,加入0.3 g过氧化钠,混匀后再加入0.3 g过氧化钠覆盖在样品表面。置于已升温至700 °C的高温炉中熔融20 min后,取出稍冷后放入250 ml聚四氟乙烯
烧杯中,由杯嘴处加入20 ml热水提取,边搅拌边加入30 ml浓盐酸酸化,待剧烈反应后洗出锆坩锅,冷却后转入100 ml容量瓶,定容、摇匀。随样做空白溶液,溶液用耦合等离子体发射光谱分析。
2 结果与讨论
2.1 内标元素的选择
内标选用不对被测元素产生干扰的元素铀,波长选用381.967 nm。
内标法可以很好的控制由于仪器工作条件和雾化效率、基体效应等发生变化而造成的非光谱干扰,本文采用内标法加以补偿来提高分析的精密度和准确度,通过扣除背景干扰。一般认为,内标元素的最少加入量不得小于检出限的100倍,否则易受背景噪音的影响,本文选择内标元素铀浓度为10.00 mg/L。
2.2 共存元素的干扰和基体干扰[4]
ICP光源从本质上说是由一个高温光源和一个高效雾化器系统所组成。从ICP问世至今的大量实践证明,
这种光源所进行的分析之所以具有较高的精密度和准确度,和ICP光源中的干扰较小是分不开的。但是这并不是说它不存在干扰的问题,在样品分析过程中主要的干扰来源于光谱干扰和基体干扰。
由于采用过氧化钠熔融试样,试液中存在大量的钠盐基体,因此必须进行元素间干扰试验。
实验表明铌、钽之间没有干扰。
2.3 过氧化钠的用量
选用国家有证标准物质,熔剂过氧化钠用量分别为0.4 g,0.6 g,0.8 g,1.0 g进行熔样试验。结果见表1。
数据表明,Na2O2用量在0.6~1.0 g时,测定值与标准值一致,本试验选用Na2O2用量0.6 g。由于试验样品溶液基体较高,对同一份测试溶液平行测定11次,计算相对标准偏差(RSD)不超过为1.5%,因此溶液高盐度对进样系统影响不大。
盆角齿
2.4 熔样时间的影响
熔样时间由20分钟延长到60分钟,不会对回收率有很大影响,熔样时间选用20分钟
2.5 盐酸用量的影响
实验表明,在消解过程中降低盐酸的浓度会导致不稳定的回收率;加入盐酸的浓度不低于30%,结果稳定性很好。
2.6 方法检出限和标准曲线
按照样品处理程序制备10份样品空白溶液,平行测定其浓度,按照3倍标准偏差计算其检出限,各元素检出限见表2。
采用INORGANIC VENTURES.INC提供的混合标准溶液,稀释成尼龙电线
系列标准溶液,绘制其标准曲线。各元素线性回归方程式见表3。
剖布机2.7 方法精密度和准确度
选择国家标准物质OKA-1、TAN-1各称取10份,按照本文方法进行样品处理并测定其中的Nb、Ta含量,计算其准确度和精密度见表4。
3 结语
以过氧化钠为熔剂,经高温熔融-热水提取-盐酸酸化处理,采用电感耦合等离子体发射光谱法可以
快速、准确同时测定矿石中高含量铌、钽。通过内标法消除基体干扰,本方法选用的样品处理过程简单实用,不需要单元素分别处理,节省了样品处理和分析时间,提高了工作效率,易于流程化,适用于大批量样品的处理。离线语音识别方案
参考文献
[1] 唐华应,方艳,薛秀萍.电感耦合等离子体发射光谱法测定锰铁合金中铬硅磷[J].冶金分析,2007,27(9):48-50.
[2] 许涛,崔爱端,杜梅,等.稀土铌钽矿中铌、钽、锆量的电感耦合等离子体发射光谱法测定[J].分析科学学报,2007,23(3):346-348.
[3] 吴辛友,童坚,佟伶,等.稀有难熔金属分析中样品的分解方法[J].现代科学仪器,2000(2):6-8.
[4] 岩石矿物分析(第二分册)[M].3版.北京:地质出版