電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法是一種靈敏度高、精密度好、線性范圍寬，且可進(jìn)行多元素、多譜線同時(shí)測(cè)定的分析方法，使用領(lǐng)域越來越廣，在水質(zhì)分析、金屬合金分析、藥物分析、食品分析、地質(zhì)礦山等各個(gè)行業(yè)發(fā)揮越來越重要的作用。一般大多礦石中元素含量采用火焰原子吸收光譜法測(cè)定，用原子吸收光譜法測(cè)定銅、鉛、鋅，已經(jīng)有了相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。但原子吸收光譜法只能進(jìn)行單元素逐一分析，操作繁瑣所以法作為地質(zhì)樣品中多元素同時(shí)分析的重要技術(shù)，在各種礦石分析中得到了廣泛應(yīng)用，已經(jīng)建立了許多礦石的分析方法，很多分析方法都能準(zhǔn)確測(cè)定出元素含量，但分析流程復(fù)雜。也有文獻(xiàn)報(bào)道直接用王水水浴加熱溶解礦石，但水浴加熱溶解時(shí)間過長(zhǎng)，而且不適合大批量樣品同時(shí)測(cè) 定。為了適應(yīng)礦山簡(jiǎn)單快速分析測(cè)試的要求，更簡(jiǎn)單準(zhǔn)確地測(cè)定出硫化物礦石中某些元素含量，綜合幾種方法，探討直接加入鹽酸和硝酸在電熱板上直接加熱溶樣，用法同時(shí)測(cè)定硫化物礦石中 銅、鉛、鋅三種元素含量，方法簡(jiǎn)單，流程短，適用于大批量樣品同時(shí)分析，對(duì)溶樣方法的準(zhǔn)確度和精密度進(jìn)行評(píng)估，通常采用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)量結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差以及相同標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)多次重復(fù)測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行評(píng)估。本文主要采用不同標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行方法精密度和準(zhǔn)確度評(píng)估，結(jié)果符合地質(zhì)調(diào)查的要求。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（上海美析儀器有限公司）。

1.2主要試劑

鹽酸、硝酸均為優(yōu)級(jí)純，所有實(shí)驗(yàn)用水為二次去離子水。 銅、鉛、鋅單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（1000μｇ/ｍＬ）。

混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液：分別移取50.00ｍＬ標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液到三個(gè)100 mL容量瓶中，分別用硝酸（1+19）定容，搖勻，配制成濃度為500μｇ／mL的各元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液。然后分別從三瓶標(biāo)準(zhǔn)溶液中各取20.00 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液于同一個(gè)100 mL容量瓶中，用硝酸（1+19）定容，配制成濃度為100μｇ/ mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。依次逐級(jí)稀釋分別配制成銅、鉛、鋅濃度為0.01、1、10、50μｇ/ mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，介質(zhì)都是HNO₃（1+19）。

1.3儀器分析條件

ICP-AES儀器的工作條件為：射頻功率1300Ｗ，進(jìn)樣量1.5mL/min，霧化器壓力0.8MPa，積分時(shí)間15s，輔助氣流量0.2L/min，等離子氣流量15L/min，載氣流量0.8L/min，讀數(shù)延遲30s，觀測(cè)方式為軸向觀測(cè)。

1.4分析步驟

稱取0.1～0.5g（精確至0.0001g）試樣置于150 mL玻璃燒杯中，用少量水潤(rùn)濕，加入20 mL鹽酸放在電熱板上加熱煮沸，再加入10 mL硝酸繼續(xù) 加熱蒸至剩余3～5 mL，取下冷卻，用少量水洗滌杯壁，再加入10 mL硝酸（1+1），再放到電熱板上加熱溶解可溶性鹽類，最后取下冷卻后定容在100mL比色管中，稀釋至刻度后搖勻，靜置，待測(cè)。

2. 結(jié)果與討論

2.1樣品的前處理

ICP-AES分析方法的準(zhǔn)確性很大程度上取決于樣品與標(biāo)準(zhǔn)溶液的匹配程度，所以樣品稱樣量最好控制在合理范圍內(nèi)，本實(shí)驗(yàn)主要是鹽酸和硝酸環(huán)境下溶解樣品，因?yàn)榱蚧锏V石較易溶于王水，不加氫氟酸，礦石中的造巖元素和硅酸鹽相元素不能溶解，所以本實(shí)驗(yàn)方法只適合某些特定元素的測(cè)量。本實(shí)驗(yàn)最后用硝酸定容，所以主要是溶液中NO^3- 對(duì)結(jié)果的影響，在相同條件下改變硝酸濃度測(cè)定GBW07162標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中各元素的含量，結(jié)果如表1所示。

由表１可以看出硝酸濃度在上述范圍內(nèi)變化對(duì)三種元素測(cè)定結(jié)果影響不明顯。為保證樣品中元素的完全溶解和儀器本身對(duì)酸度的要求，實(shí)驗(yàn)選擇硝酸(1+19)為溶液的測(cè)定介質(zhì)。

2.2譜線選擇與共存元素的干擾

含硫礦石中成分復(fù)雜，硫在溶解樣品時(shí)大部分已經(jīng)除去，對(duì)測(cè)定干擾不大。對(duì)于測(cè)定銅、鉛、鋅三 種元素含量，譜線選擇很重要。銅、鉛、鋅都擁有較多的光譜譜線，由于譜線自身強(qiáng)度不同，元素之間存在一定的干擾，表2列出了三種元素的光譜譜線。

實(shí)驗(yàn)在未知樣品元素含量情況下暫時(shí)選定高靈敏度的譜線作為測(cè)定譜線，對(duì)測(cè)出的譜線進(jìn)行校正選擇，要以譜線靈敏度高、干擾少和無重疊為原則選擇合適的譜線。通過被測(cè)元素光譜線的圖形，觀察干擾及背景影響情況，選擇曲線光滑，信噪比高，附近干擾峰少的分析線。從譜線干擾與強(qiáng)度比較選擇銅分析譜線327.393nm，鉛分析譜線選擇220.353nm，鋅分析譜線選擇206.200nm。實(shí)驗(yàn)表明選擇這樣的譜線可以避免鐵、硅、鋁、鈣等元素的干擾。當(dāng)遇到銅精礦、鉛精礦或者鋅精礦時(shí)根據(jù)實(shí)際需要可以適當(dāng)?shù)剡x擇次靈敏度的譜線。

在選定的譜線下對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試，對(duì)測(cè)出的譜圖進(jìn)行分析，看出對(duì)Ｃｕ元素產(chǎn)生干擾的元素是Ｎｂ（327.389nm）、Ｃｅ（327．411nm）和 Ｍｏ（327．420nm），這三種干擾元素在礦石中含量極低，對(duì)Ｃｕ元素結(jié)果不會(huì)有明顯干擾；對(duì)Ｐｂ元素產(chǎn)生干擾的元素是Ｆｅ（220．346nm）、Ｎｂ（220．363nm）、Ｓｂ（220．366nm），其 中 Ｎｂ和Ｓｂ含量低，對(duì)Ｐｂ測(cè)定結(jié)果影響不大，而對(duì)于Ｆｅ（220．346nm）在這個(gè)譜線下，強(qiáng)度不高，影響不大；對(duì)Ｚｎ元素產(chǎn)生干擾的元素是 Ｗ（206．205nm）、 Ｎｂ（206．197nm）、Ｔａ（206．191nm）、Ｏｓ（206．216nm）， 雖然這些元素存在干擾，但在礦石中這些干擾元素含量非常低，不會(huì)造成測(cè)定結(jié)果的明顯波動(dòng)，所以可以忽略這些元素的干擾。

2.3光譜與非光譜干擾

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定樣品時(shí)主要干擾是光譜干擾與非光譜干擾，非光譜干擾主要是物理干擾，因表面張力、黏度、酸度和溶液濃度影響樣品的提升和霧化，采用基體匹配消除干擾。在靈敏度允許的前提下，盡可能將樣品溶液稀釋，降低選擇性溶劑濃度以消除或減少基體效應(yīng)的影響。配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液酸度、試劑與樣品盡量保持一致。對(duì)于光譜干擾，首先選擇合適的分析譜線是簡(jiǎn)單消除光譜干擾的方法。用選擇的元素譜線，在儀器的條件下對(duì)標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行測(cè)定，以元素濃度為橫坐標(biāo)，以發(fā)射強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。通過連續(xù)測(cè)定10次標(biāo)準(zhǔn)空白，按3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算儀器檢出限，結(jié)果如表3。

實(shí)驗(yàn)采用三點(diǎn)確定峰寬，拉正峰位，光譜干擾采 用兩點(diǎn)校正法消除，光譜干擾校正見表４。

2.4方法的準(zhǔn)確度與精密度

在同一實(shí)驗(yàn)室用同樣的分解方法，分別溶解 GBW07162（多金屬貧礦石）、GBW07163（多金屬礦石）、GBW07164（富銅－銀礦石）、GBW07165（富鉛鋅礦石）樣品，分別用ICP-AES法測(cè)定15次，測(cè)定結(jié)果如表５所示。

從結(jié)果看對(duì)同一樣品平行測(cè)定１５次，Ｃｕ、Ｐｂ、 Ｚｎ三種元素測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差大部分小于１０％，但是有個(gè)別元素測(cè)定結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較高，與樣品的元素含量和標(biāo)準(zhǔn)系列濃度有關(guān)，所以配制標(biāo)準(zhǔn)系列濃度一定要準(zhǔn)確，而且測(cè)定樣品元素含量最好在標(biāo)準(zhǔn)系列的范圍之內(nèi)。如果某些礦石中元素含量很高或很低，受干擾元素影響較大，測(cè)定的元素濃度不在較好線性范圍內(nèi)，測(cè)定出的結(jié)果偏高或偏低，或者測(cè)不出來，在處理這樣的樣品時(shí)可以適當(dāng)?shù)丶哟蠡蚪档头Q樣量再或者對(duì)原液進(jìn)行合理稀釋，這樣會(huì)大大提高結(jié)果的準(zhǔn)確度。

3.結(jié)語

實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)點(diǎn)在于操作簡(jiǎn)單，流程短，避免使用強(qiáng)腐蝕性酸，減少對(duì)分析人員身體傷害，利用本實(shí)驗(yàn)方法對(duì)GBW07162（多金屬貧礦石）和GBW07163（多金屬礦石）等一系列國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行精密度和準(zhǔn)確度測(cè)試，效果理想。證明鹽酸與硝酸混合酸能有效地分解一般的含硫礦石，耗費(fèi)時(shí)間短，測(cè)定的Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ三種元素的結(jié)果基本 都在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，能夠滿足地質(zhì)分析的需要。含量較高的銅、鋅的單礦物或精礦中的主量元素可以適當(dāng)?shù)叵♂寽y(cè)定，該方法不適合含鉛很高的方鉛礦，易生成 ＰｂＳＯ４使鉛結(jié)果偏低，因?yàn)槿芤褐校釉夭豢赡芡耆コ?。測(cè)定含鐵很高的礦石時(shí)，要做好基體匹配，配制標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入一定濃度的鐵元素，測(cè)定時(shí)注意由于礦石中不加氫氟酸，所以會(huì)有一些沉淀不能完全溶解，所以定容后的待測(cè)液需較長(zhǎng)時(shí)間靜置澄清，防止霧化器堵塞。

方法來源：[1]宋召霞,高云,張志剛.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)法測(cè)定硫化物礦石中的銅鉛鋅[J].中國無機(jī)分析化學(xué),2017,7(01):35-38.