一種電感耦合等離子體發射光譜法測定銅磁鐵礦中雜質元素鉍、鎘、鈷、碲、銻的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及銅磁鐵礦中雜質測定技術領域，具體是一種電感耦合等離子體發射光 譜法測定銅磁鐵礦中雜質元素鉍、鎘、鈷、碲、銻的方法。
【背景技術】
[0002] 銅磁鐵礦是含銅富鐵的磁鐵礦，是銅和鐵冶煉的主要原料，其質量的好壞直接影 響著產品的性能，因此準確了解其雜質元素的種類及含量具有重要意義。為提高銅磁鐵礦 中雜質元素的檢驗效率，縮短檢驗周期，需要研究快速高效的銅磁鐵礦中多元素同時測定 的檢測手段。
[0003] 目前，多元素的同時測定常采用ICP-AES法，ICP-AES法連續測定常量、微量元素已 有報道，檢索有《中國無機分析化學》2015(1)范麗新、王杰發表的《電感耦合等離子體原子 發射光譜法（ICP-AES)測定銅磁鐵礦中的Al、Ni、0以、1^、？13、2116種元素》，《冶金分析》2015-35 (6)張彥蒲、蔣曉光、韓峰發表的《高頻燃燒紅外吸收法測定高硫銅磁鐵礦中硫含量》，有 色金屬行業標準YS/T1047.7-2015《銅磁鐵礦化學分析方法第7部分:銅、錳、鋁、鈣、鎂、鈦和 磷量的測定電感耦合等離子體原子發射光譜法》，但用于銅磁鐵礦中雜質元素鉍、鎘、鈷、 碲、銻的測定尚未見報道。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是提供一種電感耦合等離子體發射光譜法測定銅磁 鐵礦中雜質元素鉍、鎘、鈷、碲、銻的方法，以解決現有技解消解周期長、空白值高、待測組分 消解不完全、自動化程度低、流程繁雜簡單、測定慢、不適合大批量樣品的分析的問題。
[0005] 本發明解決技術問題的技術方案包括如下步驟：
[0006] 溶液制備：
[0007] 鹽酸（1 · 1): p = 1 · 19g/mL，優級純；
[0008] 硝酸（1.2)4 = 1.428/1^，優級純；
[0009] 氫氟酸（1 ·3) :p = l · 16g/mL;
[0010] 稀釋鹽酸(1.5):選取優級純鹽酸:水=1:1 (體積比)在燒杯中混勻；
[0011] 鉍、鎘、鈷、碲、銻標準貯存溶液(1.6):溶液濃度為1000yg/mL，按GB/T602規定的方 法分別配制鉍、鎘、鈷、碲、銻元素的標準貯存溶液；
[0012] 取樣和制樣：
[0013]對銅磁鐵礦進行取樣，將取得樣品在烘箱內烘干置于干燥器內冷卻至室溫，試料 制成，待用;銅磁鐵礦取樣應按照標準方法GB/T10322.1;
[00M]制備待測溶液：
[0015] a稱取0.1~0.5g試料于聚四氟乙烯消解罐中；
[0016 ] b向消解罐中加入10m 1硝酸、5mL氫氟酸，擰緊罐蓋，將消解罐置入微波消解儀內；
[0017] c 從一檔至三檔(0 · 5Mpa，3min; 1 · OMPa，2min; 2 · OMPa，3min)定時梯度加壓消解，消 解完畢，取出溶樣罐，冷卻后開罐；
[0018] d將消解罐中的溶液移入100ml容量瓶中，用水沖洗消解罐，將消解罐殘留的液體 一同移入容量瓶中，加入15ml稀釋鹽酸（1.5)，稀釋至刻度，混勻，待測；
[0019]制備參照溶液：
[0020] a向一系列聚四氟乙烯消解罐中，加入10ml硝酸、5mL氫氟酸，置入微波消解儀內， 擰緊罐蓋；
[0021 ] b 從一檔至三檔（0 · 5Mpa，3min; 1 · OMPa，2min; 2 · OMPa，3min)定時梯度加壓消解，消 解完畢，取出溶樣罐，冷卻后開罐；
[0022] c按步驟b處理后的空白溶液，移入一系列100mL容量瓶中，根據預先得知的試樣中 鉍、鎘、鈷、碲、銻的含量范圍，在容量瓶中加入所需體積數的鉍、鎘、鈷、碲、銻標準溶液 (1.6)之后，加入15ml稀釋鹽酸（1.5)，加水定容，混勻，待測；
[0023] 繪制工作曲線：
[0024] 采用電感耦合等離子體發射光譜儀，測定參照溶液中鉍、鎘、鈷、碲、銻的凈光譜強 度，以鉍、鎘、鈷、碲、銻的質量濃度為橫坐標，以鉍、鎘、鈷、碲、銻的凈光譜強度為縱坐標，繪 制工作曲線；電感耦合等離子體發射光譜儀所需氬氣純度2 99.9 % ;
[0025] 測定待測溶液中元素鉍、鎘、鈷、碲、銻的質量濃度：
[0026] 采用電感耦合等離子體發射光譜儀，測定待測溶液中鉍、鎘、鈷、碲、銻的凈光譜強 度，用參照溶液中元素鉍、鎘、鈷、碲、銻的凈光譜強度在相應的工作曲線上查出相應元素 鉍、鎘、鈷、碲、銻的質量濃度;電感耦合等離子體發射光譜儀所需氬氣純度2 99.9% ;
[0027] 計算測量結果，得到試樣中元素鉍、鎘、鈷、碲、銻的含量：
[0028] 按下式計算試樣中元素鉍、鎘、鈷、碲、銻的質量百分數W，數值以％表示：
[0030] 式中：
[0031] G從校準曲線查得的試樣溶液中待測元素鉍、鎘、鈷、碲、銻的質量濃度，單位為每 _升微克；
[0032] Co從校準曲線查得的參照溶液中待測元素鉍、鎘、鈷、碲、銻的質量濃度，單位為每 _升微克；
[0033] V測定試樣溶液體積，單位毫升；
[0034] m試樣質量，單位克。
[0035] 進一步而言所述試料質量最佳優選重量為0.2g。
[0036] 進一步而言檢出限、測定下限的確認通過在擬定的試驗條件下，測定9次試劑空白 溶液，計算標準偏差，以3倍的標準偏差計算方法得出檢出限，5倍的檢出限為測定下限；鉍 檢出限為:0.00180(yg/mL)，檢測下限為 :0.0090;鎘檢出限為:0.00085(以8/1^)，檢測下限 為 :0.0043;鈷檢出限為:0.00092化8/!1^)，檢測下限為:0.0046 ;碲檢出限為：0.00085化8/ mL)，檢測下限為:0.0039;銻檢出限為:0.00092(yg/mL)，檢測下限為:0.0032。
[0037]本發明的有益效果在于：
[0038] 1通過使用密閉微波消解試樣效果明顯，且不會干擾測定結果。
[0039] 消解方法改進前后效果的對比與原理說明：查閱相關的資料、標準可知，樣品處理 方法一般為酸溶或堿熔。由于堿熔有大量鈉鹽存在，使基體濃度偏高，對測定結果有影響。 本發明在處理樣品時盡量避免采用堿熔。
[0040] 但是依照常規的酸溶法，由于酸溶過程中要使用高氯酸，給環境造成污染，耗時 長、耗酸量大且空白值高。僅使用鹽酸、硝酸，很難達到完全溶解樣品的目的。通過密閉微波 消解可以完全將試料溶解。其有益效果可以從如下試驗數據表格看出。其中常規指代僅使 用鹽酸、硝酸處理試樣;改進指代使用微波消解試樣。
[0041] 表1樣品分解方法對比結果
[0043]從表1可以看出，采用常規方法制備的溶解液不能完全打開樣品，導致待測元素的 測定結果偏低。采用改進方法制備的溶解液，由于微波消解法結合高壓消解和微波快速加 熱兩方面性能，既能保證樣品溶解完全，又不受實驗條件的限制，易于推廣。
[0044] 2優選試料取用質量，提高實驗效果。
[0045] 試料質量的選擇既要考慮樣品的代表性，又要考慮試液中基體濃度、元素檢出限 等要求。對同一試樣分別稱取〇.1、〇.2、0.5 8進行試驗。稱取0.以試樣，低含量的元素檢測不 到;稱取〇.5g試樣，試樣太多，處理不完全，均使測定結果偏低。結果表明，稱取0.2g試樣可 以同時兼顧高低含量的測定范圍及檢出限、樣品溶解效果也比較好。
[0046] 3省略鐵基體匹配法，fg]化檢測步驟，提尚了檢測效率。
[0047] 銅磁鐵礦除待測組分外，主要成分是鐵和二氧化硅，二氧化硅通過加氫氟酸揮發 除去，所以本發明考慮了鐵對待測元素的干擾情況。按照本發明方法，移取多組鉍、鎘、鈷、 蹄、鋪標準溶液各500yg于1 OOmL容量瓶，分別加入Omg/mL、0 · 5mg/mL、1 · Omg/mL、2 · Omg/mL的 Fe基體進行干擾試驗，如表2所示。
[0048]表2鐵對待測元素的干擾
[0050]結果表明，待測元素鉍、鎘、鈷、碲、銻隨著基體濃度的增加沒有太大的變化，本發 明不采用基體匹配法不但不會影響實驗測定準確度，還能有效減少實驗步驟，簡化實驗過 程。
[0051 ] 4可同時測定鉍、鎘、鈷、碲、銻相互之間不形成干擾。
[0052] 銅磁鐵礦的主要元素有鉍、鎘、鈷、碲、銻等，光譜測定時有部分譜線會干擾，但可 以避開干擾譜線選擇其它譜線。按照本發明的方法，對銅磁鐵礦中可能存在的元素對被測 元素的干擾進行了考察。結果表明，在±5%的允許誤差范圍內，分別測定2.OOyg/mL的鉍、 鎘、鈷、碲、銻，5倍量的其他共存元素不干擾測定。按所選波長，測定5種元素，各元素間無干 擾。
[0053] 5微波消解儀有效提高了檢測效果。
[0054] 微波消解儀的使用，可消解許多濕法難以消解的樣品，具有節省消解試劑用量、空 白值低、消解周期短等優點，是一種比較可靠、有效的樣品前處理方法。本發明采用密閉微 波法消解試樣，在稀鹽酸介質中，用ICP-AES法同時測定銅磁鐵礦中的鉍、鎘、鈷、碲、銻5種 元素，檢測精準度有了明顯提高。
【具體實施方式】
[0055] 以下結合【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
[0056]由于本發明涉及精確檢測，所以選取的每種樣品都按照最優選的取樣重量稱取， 所選樣品均為〇.2g，共選取3種代表樣品，分別標記為1#、2#、3#，對3種樣品分別檢測，檢測 結果見表3至表7。
[0057] 溶液制