張騰飛，張 躍，薛 鑫，吳 越，沈博人，王丹萍，王小治

（1.江蘇揚(yáng)子檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司，江蘇南京 210000；2.揚(yáng)州大學(xué) 環(huán)境工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225009）

電感耦合等離子體質(zhì)譜法在測(cè)定磷礦石重金屬測(cè)定中的應(yīng)用分析

張騰飛1，張 躍1，薛 鑫1，吳 越1，沈博人1，王丹萍1，王小治2

（1.江蘇揚(yáng)子檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司，江蘇南京 210000；2.揚(yáng)州大學(xué) 環(huán)境工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225009）

在磷礦石中含有大量重金屬微量元素，其主要包括銅、錳、鋅、鎘和鉻等多種元素。為更加準(zhǔn)確測(cè)定磷礦石中的重金屬元素，主要采用電感耦合等離子體制譜法，在實(shí)驗(yàn)測(cè)試過(guò)程中，主要使用HNO3-HCLO4-HF等混合酸溶液來(lái)進(jìn)行消解，從中提取王水。為提高測(cè)定效果，不斷優(yōu)化和調(diào)整實(shí)驗(yàn)儀器最佳工作參數(shù)，利用銠元素作為內(nèi)標(biāo)元素，選擇合適分析同位素，并利用干擾校正方程來(lái)去除質(zhì)譜干擾因素，能有效抑制分析信號(hào)的漂移現(xiàn)象，運(yùn)用這種方法檢出的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.99%～1.98%，緊密度低于6%，加標(biāo)回收率為96.2%～105.0%。

磷礦石；重金屬；測(cè)定

我國(guó)地理環(huán)境優(yōu)越，地大物博，其中磷礦石資源非常豐富，在我國(guó)的云南、貴州、四川、湖南和湖北一代盛產(chǎn)磷礦石資源，磷礦石作為磷化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)主要用料，對(duì)磷化工產(chǎn)業(yè)是非常重要物質(zhì)資源。目前，各種磷化工產(chǎn)品在我國(guó)較多領(lǐng)域得到廣泛使用，其中主要運(yùn)用于工業(yè)制造、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國(guó)防建設(shè)等行業(yè)，如磷礦石能夠分解出磷肥和含磷農(nóng)藥所需要的化學(xué)物質(zhì)，同時(shí)，也能用來(lái)生產(chǎn)醫(yī)藥和畜牧業(yè)飼料。但在生產(chǎn)的過(guò)程中，須科學(xué)、合理地控制含磷化工產(chǎn)品中的有害重金屬元素含量，這樣才能保障植物和動(dòng)物的健康安全，對(duì)保護(hù)我國(guó)生態(tài)環(huán)境起到重要作用。故運(yùn)用合適檢驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定磷礦石中的重金屬元素含量是必須實(shí)施步驟。對(duì)面那個(gè)錢(qián)，我國(guó)磷化工行業(yè)在測(cè)定磷礦石中重金屬元素含量時(shí)，主要采用電感耦合等離子體質(zhì)光譜法進(jìn)行測(cè)定，這種測(cè)定方法能夠提高磷礦石中微量重金屬元素測(cè)定的準(zhǔn)確性，其主要利用HNO3-HCLO4-HF等混合酸溶液來(lái)進(jìn)行消解，能快速提取其中重金屬元素，具有較高靈敏度和準(zhǔn)確性。因此，本文對(duì)電感耦合等離子體質(zhì)譜法在測(cè)定磷礦石重金屬測(cè)定中的應(yīng)用進(jìn)行具體分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 選擇實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

本次實(shí)驗(yàn)主要應(yīng)用電感耦合等離子體質(zhì)譜法，其中需要運(yùn)用這些實(shí)驗(yàn)儀器：X-series2 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀以及Milli-Q Gradient 超純水機(jī)，而且需要運(yùn)用30%的硝酸溶液來(lái)浸泡所有的實(shí)驗(yàn)器皿一整夜時(shí)間，同時(shí)利用超純水把實(shí)驗(yàn)器皿清洗干凈，最后把實(shí)驗(yàn)器皿儲(chǔ)藏起來(lái)，留著實(shí)驗(yàn)備用。而實(shí)驗(yàn)選擇的試劑均為30%的優(yōu)級(jí)純的鹽酸、硝酸、氫氟酸和高氯酸。

1.2 制作樣品和標(biāo)準(zhǔn)溶液

首先稱(chēng)取100g的已烘干磷礦石樣品，使其置于聚四氟乙烯坩堝中，并且往坩堝中加入少量的清水，使磷礦石保持濕潤(rùn)狀態(tài)，然后按照2∶1的體積比例加入3mL的硝酸、高氯酸和氫氟酸，并且把坩堝置于電熱板上進(jìn)行加熱分解操作，直到水分蒸發(fā)到一定程度后，把磷礦石取下進(jìn)行冷卻，當(dāng)磷礦石冷卻完成之后，需把它裝入100mL容量瓶中，并且加入超純水進(jìn)行稀釋?zhuān)?dāng)稀釋完成之后需要搖蕩均勻，最后把其標(biāo)注為樣品溶液。

其次在制作標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，需要運(yùn)用常規(guī)方法并搭配高純?cè)噭﹣?lái)配置質(zhì)量濃度為1.000g/L的銅、錳、鋅、鉛、鎘和鉻等元素溶液，當(dāng)配置完成之后，需把它們分類(lèi)儲(chǔ)存在聚乙烯塑料瓶中，這樣才能在測(cè)定不同元素時(shí)用來(lái)使用。在配置內(nèi)表銠標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，需要在運(yùn)用1%的硝酸溶液把它稀釋成6μg/ L。內(nèi)標(biāo)溶液需要加入到所有的空白溶液、樣品溶液以及標(biāo)準(zhǔn)溶液中。

2 結(jié)果和討論

2.1 選擇合適的分析同位素與內(nèi)標(biāo)元素

在運(yùn)用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定磷礦石重金屬元素時(shí)，同質(zhì)異位素會(huì)影響ICP-MS的測(cè)定結(jié)果，所以須根據(jù)干擾大小和靈敏度要求來(lái)選擇合適的同位素，在選擇同位素時(shí)，可能會(huì)受到其它復(fù)合離子質(zhì)譜的影響，只能選擇合適的分析同位素，才能有效消除離子質(zhì)譜干擾。此外，選擇合適的內(nèi)標(biāo)元素能夠?qū)πＵ治鲂盘?hào)進(jìn)行有效監(jiān)控，而且能夠補(bǔ)償基體效應(yīng)，在測(cè)量的過(guò)程中加入質(zhì)量濃度為 5 μg/L 的 Rh內(nèi)標(biāo)元素，能夠達(dá)到良好的效果。

2.2 校正基體的干擾

在磷礦石中含有20%～30%的P2O5，在實(shí)驗(yàn)中使用的試劑為硝酸、鹽酸、高氯酸以及氫氟酸來(lái)處理磷礦石樣品，因此在待測(cè)溶液中含有大量的磷酸鹽，同時(shí)，在待測(cè)溶液中含量超過(guò) 0.5mg/mL的TDS，所以在分析磷礦石的離子信號(hào)時(shí)，基體成分可能會(huì)產(chǎn)生干擾，結(jié)果造成測(cè)定結(jié)果出現(xiàn)一些誤差。因此，可以選用內(nèi)標(biāo)元素Rh，并且利用適量的磷酸鹽來(lái)校正基體的干擾。

2.3 方法的檢出限、精密度以及準(zhǔn)確度

在本次實(shí)驗(yàn)中，主要通過(guò)考察分析重金屬元素的回收率，然后對(duì)九種樣品進(jìn)行平行測(cè)定，通過(guò)計(jì)算得出樣品的精密度，在適當(dāng)?shù)墓ぷ鳁l件下，對(duì)空白值進(jìn)行十一次測(cè)定，最終按照三倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)進(jìn)行計(jì)算，得出檢出限。當(dāng)前，我國(guó)對(duì)與磷礦石中重金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，所以需要加標(biāo)回收，運(yùn)用這種方法檢出的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.99%～1.98%，緊密度低于6%，其中加標(biāo)回收率為96.2%～105.0%。結(jié)果表明，這種分析檢測(cè)方法能夠準(zhǔn)確測(cè)定磷礦石中的重金屬元素含量。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文主要采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法來(lái)測(cè)定磷礦石中的重金屬元素含量，用硝酸、高氯酸和氫氟酸等混合酸來(lái)溶解磷礦石樣品，并且通過(guò)加入基體匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液。結(jié)果表明，該實(shí)驗(yàn)的檢出限、緊密度和準(zhǔn)確度都能夠達(dá)到規(guī)定要求，能夠準(zhǔn)確測(cè)定出磷礦石中的重金屬元素含量，為我國(guó)磷化工行業(yè)發(fā)展提供理論參考。

[1] 郭振華，何漢江，田鳳英.混合酸分解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定磷礦石中15種稀土元素[J].巖礦測(cè)試，2014，（1）：25-28.

Application of Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry in the Determination of Heavy Metals in Phosphate Ore

Zhang Teng-fei，Zhang Yue，Xue Xin，Wu Yue，Shen Bo-ren，Wang Dan-ping，Wang Xiao-zhi

In the phosphate rock，there are a lot of heavy metal elements，which mainly include copper，manganese，zinc，cadmium and chromium，and so on.For the more accurate determination of heavy metal elements in phosphate rock，the paper mainly uses inductively coupled plasma In the course of the experiment，the main use of mixed acid solution to digest，from the extraction of aqua regia，in order to improve the determination of the effect，and constantly optimize and adjust the experimental parameters of the best experimental instruments，the use of rhodium elements as internal standard elements，select the appropriate Analysis of isotopes，and the use of interference correction equation to remove the mass spectral interference factors，can effectively inhibit the analysis of signal drift phenomenon，the use of this method to detect the standard deviation of 0.99%～1.98%，compactness will be less than 6% The recoveries were 96.2%-105.0%.

phosphate rock；heavy metal；determination

O657.31

A

1003-6490（2017）01-0146-02

2017-01-03

張騰飛（1984—），男，江蘇南京人，助理工程師，主要研究方向?yàn)榛瘜W(xué)分析、檢測(cè)。

王小治（1975—）男，江蘇新沂人，教授,主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)化學(xué)和環(huán)境方面的教學(xué)和研究。