徐洪柳，鄧述培，肖立青，蘇衛(wèi)漢，唐玉霜，陳愛(ài)清

（1. 湖南省有色地質(zhì)勘查研究院測(cè)試中心，湖南 長(zhǎng)沙 410000；2. 中國(guó)科學(xué)院礦物學(xué)與成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所，廣東 廣州 510640）

古丈地區(qū)大型釩礦中金屬和磷含量的測(cè)定

徐洪柳1，鄧述培1，肖立青1，蘇衛(wèi)漢1，唐玉霜1，陳愛(ài)清2

（1. 湖南省有色地質(zhì)勘查研究院測(cè)試中心，湖南 長(zhǎng)沙 410000；2. 中國(guó)科學(xué)院礦物學(xué)與成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所，廣東 廣州 510640）

近年，探明湖南省古丈礦區(qū)存在大型釩礦，礦床夾層富含鉬、鎳、錳、磷等元素。試驗(yàn)采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法同時(shí)測(cè)定該地區(qū)釩礦中的五氧化二釩、鉬、鎳、錳、磷的含量。實(shí)驗(yàn)證明該法既操作簡(jiǎn)單，又方便快捷，且能保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，適合該礦區(qū)的多種元素同時(shí)檢測(cè)。

釩礦；金屬含量；檢測(cè)

0 前 言

近年，探明湖南古丈地區(qū)含五氧化二釩大型金屬礦。該礦床呈層狀產(chǎn)于黑色薄層硅質(zhì)巖與炭質(zhì)頁(yè)巖中，主礦層有兩層，平均厚度分別為7.24 m 和5.64 m，五氧化二釩平均品位分別為0.86％和0.75％，為黑色頁(yè)巖型釩礦床。在本含礦巖系底部燧石巖夾炭質(zhì)頁(yè)巖層、下部含磷結(jié)合高炭質(zhì)頁(yè)巖夾極少量燧石巖中，均富含釩、鉬、鎳等元素，局部地區(qū)含量可達(dá)工業(yè)品位，而成為釩（鉬鎳）礦體。而化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室對(duì)五氧化二釩、鉬、鎳、錳、磷多元素的分別測(cè)試將面臨手續(xù)繁瑣，試劑消耗大，易污染環(huán)境，分析周期長(zhǎng)等多種問(wèn)題。本法針對(duì)該礦區(qū)黑灰質(zhì)巖成礦特點(diǎn)，采取先用馬弗爐對(duì)樣品進(jìn)行烘焙，去除硫、碳等雜質(zhì)，使用硝酸—高氯酸—?dú)浞崛軜?，再?％鹽酸浸取，最后用電感耦合等離子發(fā)射光譜法（簡(jiǎn)稱(chēng)：ICP法）進(jìn)行檢測(cè)。此法體現(xiàn)了ICP-AES 具有靈敏度高、精密度好、線性范圍寬、可同時(shí)進(jìn)行多元素分析的優(yōu)點(diǎn)［1-3］。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器及試劑

GW300C型馬弗爐；ICP-6300；中間梯光柵；二維陣列CID檢測(cè)器。鹽酸、硝酸均為分析純；高氯酸、氫氟酸均為優(yōu)級(jí)純；水為一級(jí)水。

ICP-6300儀器的工作條件見(jiàn)表1。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液

鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 mg/mL）：稱(chēng)取純金屬鎳1. 000 0 g，加30 mL硝酸（1+1），加熱溶解后轉(zhuǎn)移至1 000 mL容量瓶中，以蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。

表1 儀器工作條件

五氧化二釩標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 μg/mL）：稱(chēng)取105 ℃干燥過(guò)的五氧化二釩（光譜純）0.1 g于250 mL燒杯中，加入10 mL硫酸（1+1）溶液，加熱使其完全溶解，冷卻后移入1000 mL容量瓶中，以蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。

錳標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 μg/mL），磷標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 μg/mL），鉬標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 μg/mL）均來(lái)自北京標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心。

1.3 元素分析譜線的確定

譜線的選擇，應(yīng)遵循所選譜線靈敏度高、干擾少的原則［4］。因此首先在譜線庫(kù)中查找這幾種元素的多條分析線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)比較相對(duì)強(qiáng)度和靈敏度，觀察這些分析線的峰值、級(jí)次及干擾情況，通過(guò)背景和干擾元素校正功能確定了以下分析譜線，見(jiàn)表2。

表2 待測(cè)元素及譜線

1. 4 樣品處理

準(zhǔn)確稱(chēng)取0. 100 0 g樣品于10 mL瓷坩堝中，放入馬弗爐中，從低溫加熱到500 ℃，并恒溫1 h，取出冷卻到室溫，用刷子掃進(jìn)30 mL聚四氟乙烯坩堝中，加入1 mL高氯酸，3 mL硝酸，15 mL氫氟酸，在低溫電熱板上加熱，直至高氯酸濃煙冒完，加入10 mL鹽酸（1+1）浸取，至溶液澄清，移入100 mL容量瓶，定容，搖勻，待測(cè)。

1.5 工作曲線

根據(jù)樣品中各元素的濃度范圍，配制含各待測(cè)元素的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行逐級(jí)稀釋?zhuān)渲瞥蛇m宜的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，繪制工作曲線，見(jiàn)表3，介質(zhì)均為5％鹽酸。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 溶樣

2.1.1 溶樣方法

根據(jù)該礦區(qū)中的樣品特點(diǎn)，考慮樣品中含有大量的硫、碳等雜質(zhì)，使用傳統(tǒng)的硝酸—高氯酸—?dú)浞崛軜与y以去除大量的硫、碳等雜質(zhì)，所以采取先焙燒后酸溶的方法。

2.1.2 焙燒溫度

在該礦區(qū)樣品中抽取1份編號(hào)為2015015078的樣品，通過(guò)其他方法準(zhǔn)確測(cè)得樣品中各元素的含量，稱(chēng)取該樣品8份，從低溫分別加熱到100，200，300，400，500，600，700 ℃，并恒溫1 h，按以上方法進(jìn)行溶樣，分別測(cè)定V2O5、Ni、Mo、Mn、P的含量，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在500℃以下V2O5、Ni、Mo、Mn、P的含量都存在不同程度的偏低，500 ～ 700 ℃測(cè)定的各元素含量偏差不大，且接近真實(shí)值。從節(jié)能環(huán)保角度考慮，焙燒溫度選定500 ℃，既保證了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，又節(jié)約了能源成本，且縮短了測(cè)試分析的周期。

表3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置及曲線相關(guān)系數(shù)

2.2 酸度的影響

因元素存在不同的物理性質(zhì)，酸度往往影響元素在溶液中的提升量和霧化效率，進(jìn)而影響元素的譜線強(qiáng)度，所以選擇適宜的酸度很有必要［5］。為了結(jié)果的準(zhǔn)確性，試驗(yàn)研究了使用不同濃度的鹽酸作介質(zhì)，發(fā)現(xiàn)在5％ ～ 15％的鹽酸介質(zhì)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有明顯變化，因此實(shí)驗(yàn)選擇5％鹽酸作介質(zhì)，且待測(cè)樣品的介質(zhì)濃度與標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度盡量保持一致。

2.3 方法的精密度與準(zhǔn)確度

為了考察方法的精密度情況，試驗(yàn)進(jìn)行了精密度試驗(yàn)，在不同的時(shí)間內(nèi)分別對(duì)3個(gè)樣品進(jìn)行6次重復(fù)試驗(yàn)，并求得標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，測(cè)得結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 精密度實(shí)驗(yàn)

由表4可知：5種元素的相對(duì)偏差控制在0.001～0.027之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均在5％以下，測(cè)試結(jié)果具有較高重現(xiàn)性和精密度。

為了探究實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度［6］，將此隨機(jī)抽取樣品3用國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行6次重復(fù)試驗(yàn)分別測(cè)定V2O5、Ni、Mo、 Mn、P的含量，求其平均值作為參照，對(duì)比本試驗(yàn)中樣品3的最大值或最小值，算出最大相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，所測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 樣品3比對(duì)試驗(yàn)

由表5可知：該方法所得結(jié)果與國(guó)標(biāo)方法所得結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍在5％以內(nèi)。為了進(jìn)一步考察測(cè)定的準(zhǔn)確性，采用加入回收法，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 回收試驗(yàn)結(jié)果 ％

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：所測(cè)各元素的回收率均在90％ ～110％之間，符合實(shí)驗(yàn)要求。

3 結(jié) 論

為了確定實(shí)驗(yàn)方法，試驗(yàn)分別研究了樣品的焙燒溫度、溶液酸度、元素之間的干擾，以及實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度和精確度實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明樣品的6次檢測(cè)結(jié)果的最大相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5％，所測(cè)各元素的回收率均在90％ ～ 110％之間。說(shuō)明該法適合古丈礦區(qū)樣品的V2O5、Ni、Mo、Mn、P元素的檢測(cè)，并在實(shí)際操作中得以實(shí)施運(yùn)用。對(duì)研究類(lèi)似古丈礦區(qū)黑色頁(yè)巖型釩礦床具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義。

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Determ ination of M etal and Phosphorus Content in Large Vanadium Ore in Guzhang Area

XU Hongliu1， DENG Shupei1，XIAO Liqing1，SU Weihan1，TANG Yushuang1，CHEN Aiqing2
（1. Hunan Nonferrous Geological Prospecting Institute Test Center， Changsha， Hunan 410000，China；2. CAS Key Laboratory of Mineralogy and Metallogeny，Guangzhou Institute of Geochemistry，Chinese Academy of Sciences，Guangzhou，Guangdong 510640，China）

In recent years， there is a m ine vanadium ore survey projects through the review， proved the existence of the District large vanadium ore deposit interlayer is rich in molybdenum， nickel， manganese， phosphorus elements in Guzhang，Hunan. The determ ination of vanadium， molybdenum， nickel， manganese and phosphorus in vanadium ores by ICP method w ith wuich method was also determ ined. The experiment proves that the method is simple，convenient and accurate， and can guarantee the accuracy of the experiment results. It is suitable for the simultaneous detection of multiple elements in the m ine area.

Vanadium ore；Metal content；Test

TG115.3+3

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.03.053

2016-03-20

徐洪柳（1985-），女，江蘇徐州人，助理工程師，研究方向：地質(zhì)樣品中有色金屬成分的檢測(cè)，手機(jī)：13787106230，E-mail：136887311@qq.com.