王洪桂，肖 娟，陶麗萍（青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測試應用中心，青海 西寧 810008）

微波消解ICP-MS測試鉛精礦中的銦和鍺

王洪桂，肖 娟，陶麗萍
（青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測試應用中心，青海 西寧 810008）

【摘 要】本文提出了鉛精礦通過微波消解，ICP-MS測試得到銦和鍺含量的方法。通過加標回收試驗，得到銦的回收率在99.9%～101.60%，鍺的回收率在96.8%～102.8%。通過檢出限試驗得到銦的檢出限為0.001μg/g，鍺的檢出限為0.02μg/g。

【關(guān)鍵詞】鉛精礦；銦；鍺；回收率

銦是昂貴的稀散金屬，金屬銦具有銀白色光澤、熔點低、沸點高、塑性好，可用于制造合金、特殊電焊、涂層、電子、特種玻璃、陶瓷、半導體發(fā)光材料、熒光粉等[1]。鍺在軍事和醫(yī)療上的使用更是具有特殊的價值。銦和鍺資源極其有限，必須從含量很低的銦貧礦中提取[2]，鋅精礦中常伴生銦和鍺，如果能準確確定含量，能進一步提升鉛精礦的價值。目前銦的測試方法為比色法或者原子吸收法[3-4]，鍺的測試為國家標準中原子熒光光譜法[5]。目前還沒有一種可以集合這兩種元素一起的快速有效分析方法。

1　試驗儀器與試劑

1.1 儀器與設(shè)備

(1) 電感耦合等離子質(zhì)譜儀：ELAN DRC-e，美國PerkinElmer公司。

(2) 微波消解儀：Multiwave 3000型，奧地利Anton Paar公司。

(3) 分析天平：梅特勒公司，感量0.1mg。

1.2 試劑

(1) 達到GB/T6682規(guī)定的二級水。

(2) 鹽酸(1.19g/mL)，高純。

(3) 硝酸(1.42g/mL)，高純。

(4) 氫氟酸(0.987g/mL)，高純。

(5) 高氯酸(1.76g/mL)，高純。

(6) 王水，由鹽酸和硝酸按體積比3∶1混合配成，現(xiàn)配現(xiàn)用。

(7) 銦和鍺標準儲備液(100mg/L)，購買于國家標準物質(zhì)中心。

1.3 儀器工作條件

微波消解儀工作參數(shù)見表1，ICP-MS工作參數(shù)見表2。

2　試驗

2.1 樣品前處理

試樣經(jīng)過105℃烘過2h后，于聚四氟乙烯消解罐中稱取0.1g(精確到0.000 1g)，加入5mL王水，待劇烈反應停止后加入2mL氫氟酸和0.5mL高氯酸。加蓋套，置于轉(zhuǎn)盤中，放入爐腔內(nèi)，按照表1設(shè)定的溶樣程序和儀器操作規(guī)程啟動微波加熱。待冷卻后取出聚四氟乙烯罐，將罐內(nèi)物質(zhì)沖洗并轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶內(nèi)，用水稀釋至刻度，搖均，靜置。隨同做空白試驗。

2.2 標準溶液配制

把銦和鍺標準儲備液配制成0.00、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0mg/L的標準系列。所用同位素為：115In 、74Ge。

表1　微波消解儀的工作參數(shù)

表2　ICP-MS工作參數(shù)

2.3 樣品測試

樣品經(jīng)儀器測試后，由計算機自動得出結(jié)果。

3　結(jié)果討論與分析

3.1 試驗結(jié)果

為了驗證試驗的實用性和可靠性，對兩個樣品進行了試驗測試和加標回收試驗，結(jié)果見表3。

表3　鉛精礦中銦和鍺的含量與回收率

通過回收率試驗可見本次試驗是可靠的。

3.2 方法評價

在最佳試驗條件下，本試驗對方法的線性范圍、檢出限進行了考察，結(jié)果列于表4，標準曲線以元素溶度為橫坐標，計數(shù)值為縱坐標繪制；方法檢出限為通過樣品空白進行10次測試，以3倍空白標準偏差對應的濃度值表示；樣品檢出限為方法檢出限乘以稀釋倍數(shù)計算得到。

表4　方法評價

3.3 消解方式的選擇

目前鉛精礦的前處理方式主要有濕法消解和微波消解，濕法消解在加鹽酸和硝酸的基礎(chǔ)上，基于樣品基體的差別再加上溴水、氟化氫銨、硫酸或者高氯酸等用于將樣品完全消解。濕法消解所用的電熱板十分普及，但是本試驗中的鍺因為損失而無法檢測，而微波消解因為具有試劑消耗少、樣品完全分解、揮發(fā)性元素損失少的顯著性特點而被本次試驗選擇。

3.4 消解試劑的選擇

已有文獻報道用各種試劑和各種不同試劑比例用于微波消解礦物類樣品，本次試驗中根據(jù)自己儀器能夠耐氫氟酸進樣的特點和微量元素需要完全分解的需求采用了鹽酸和硝酸按照3∶1比例配制，加5mL用于分解樣品，加入2mL氫氟酸用于分解樣品中少量硅，加入少量高氯酸用于分解樣品中的有機物，達到了完全分解樣品的需求。3.5 同位素的選擇

銦和鍺都有一或者多種同位素用于選擇，本試驗選擇了豐度最大的同位素115In 、74Ge來分析以達到最佳檢出限的要求。

3.6 質(zhì)譜的干擾與校正

試驗中兩種元素的同位素、相對豐度、質(zhì)譜干擾和干擾消除方式見表5。

表5　銦和鍺的質(zhì)譜干擾與校正

對測定過程的質(zhì)譜干擾，調(diào)諧儀器使雙電荷和氧化物的干擾降至3%以下，對質(zhì)譜干擾仍然嚴重的采用數(shù)學校正模式來扣除干擾。

4　結(jié)論

本試驗通過微波消解鉛精礦，ICP-MS測試得到滿意的檢出限和加標回收結(jié)果，成功的克服了質(zhì)譜干擾，選擇了合適的消解方式和消解試劑，本次試驗方法是理想的。

【參考文獻】

[1]尹成先,蘭新哲,霍春勇,等.銦的用途及提銦方法[J].有色金屬, 2002,54(7):186-188.

[2]吳剪梅,王吉坤,魯燾,等.鋅精礦中伴生銦的提取[J].有色金屬(冶煉部分),2006(6):37-39.

[3]馬麗.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定鋅精礦中的銦[J].中國無機分析化學,2013(2):50-52.

[4]王麗芳,王炎.錳鐵煉制煙塵中銦的測定[J].化學工程師,2010 (12):28-31.

[5]國家有色金屬工業(yè)局.GB/T8151.13-2000 鋅精礦化學分析方法鍺量的測定[S].北京:中國標準出版社,2000.

【采選技術(shù)】

Microwave Digestion ICP-MS Test of Indium and Germanium in Pb Concentrate

WANG Hong-gui, XIAO Juan, TAO Li-ping
(Geology and Mineral Resources of Qinghai Province Test Center, Xining 810008, China)

Abstract:This paper presents the Pb concentrate by microwave digestion method, indium and germanium content on the ICP-MS test. The standard addition recovery experiments, get the recovery rate of indium in 99.9%～101.6%, recovery of germanium in 96.8%～102.8%. The detection limits obtained in experiments. The detection limit of indium is 0.001μg/g, the detection limit of germanium is 0.02μg/g.

Key words:Pb concentrate; indium; germanium; percent recovery

【收稿日期】2014-08-27

【文章編號】1007-9386(2015)01-0022-02

【文獻標識碼】A

【中圖分類號】O657.63