麥紀(jì)戰(zhàn)

（廣東省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì)，廣東 惠州 516300）

對(duì)于鉛鋅礦的開(kāi)發(fā)利用，已經(jīng)成為當(dāng)前礦業(yè)生產(chǎn)中的重點(diǎn)工作，其豐富的工業(yè)價(jià)值受到人們的廣泛關(guān)注。硫化物是鉛鋅礦在自然中的主要存在形式，鉛、鋅、銀、銅等是其中的主要微量元素構(gòu)成類(lèi)型。加強(qiáng)其中微量元素的測(cè)定，是開(kāi)展礦業(yè)生產(chǎn)工作的基礎(chǔ)與前提。在過(guò)往鋅礦中微量元素的測(cè)定工作中，由于受到儀器及技術(shù)的限制，測(cè)定方法必須根據(jù)元素種類(lèi)的不同來(lái)進(jìn)行選擇。在當(dāng)前鋅礦微量元素的測(cè)定中，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法逐漸得到應(yīng)用，能夠有效解決傳統(tǒng)測(cè)定方法存在的弊端。

1 實(shí)驗(yàn)方案

（1）實(shí)驗(yàn)儀器的選擇。電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀是實(shí)驗(yàn)中用到的主要儀器，ICP光源、進(jìn)樣系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、光柵掃描儀和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等，是本儀器的主要組成部分。在使用過(guò)程中應(yīng)該對(duì)其相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行合理控制：0.2MPa為霧化器標(biāo)準(zhǔn)壓力；1.0L/min為實(shí)驗(yàn)過(guò)程中輔助氣流的正常流速；1150W為儀器的射頻功率；長(zhǎng)波與短波所對(duì)應(yīng)的曝光時(shí)間分別為15s和5s；控制蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速在50r/min左右；5s～20s為積分時(shí)間的合理控制范圍。

（2）溶液、試劑及標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)溶液應(yīng)用于電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定鉛鋅礦中微量元素工作中，必須由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心專(zhuān)業(yè)制備，控制其密度在1.0mg/ml。三種分析酸溶液分別選擇硝酸、硫酸和鹽酸，分析酸溶液的電阻率控制在180MΩ/cm以上。逐級(jí)稀釋銀元素、鋅元素、鉛元素和銅元素的標(biāo)準(zhǔn)液，并按照測(cè)定實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行合理組合，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)溶液的配制，以滿足實(shí)驗(yàn)測(cè)定需求[1]。各元素標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度如表1所示。

表1 標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)溶液濃度分析

2 實(shí)驗(yàn)方法

首先應(yīng)該在100ml燒杯中放置實(shí)驗(yàn)樣品，控制實(shí)驗(yàn)樣品稱(chēng)量的精確性，本次實(shí)驗(yàn)稱(chēng)取0.5000g。燒杯中鹽酸溶液量控制在15ml，在對(duì)燒杯進(jìn)行加熱時(shí)應(yīng)該將溫度控制在150℃，并保持30min的加熱時(shí)間。150℃加熱完成后，應(yīng)該將2ml硫酸溶液和5ml硝酸溶液加入燒杯中，此時(shí)將加熱溫度提升至180℃。當(dāng)燒杯中無(wú)白煙冒出時(shí)說(shuō)明水分蒸發(fā)完成，此時(shí)停止加熱。將20ml鹽酸溶液加入到冷卻至室溫的燒杯中并加熱煮沸，控制時(shí)間在1min。完成加熱煮沸工作后，繼續(xù)將燒杯中溶液冷卻至室溫，并嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)操作標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)移，控制容量瓶定容至100ml并對(duì)其搖勻。在比色管中加入適量溶液上清層，在定容至100ml的過(guò)程中按照實(shí)驗(yàn)要求需要使用去離子水。完成上述操作后應(yīng)用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀對(duì)其進(jìn)行測(cè)定。

3 結(jié)果與結(jié)論

（1）控制取樣量與稀釋倍數(shù)。鉛元素和鋅元素是鉛鋅礦中含量最多的兩種微量元素，在實(shí)驗(yàn)中溶液也存在較高的含鹽量，如果未對(duì)樣品的取樣量和稀釋倍數(shù)進(jìn)行合理控制，容易使得堵塞問(wèn)題出現(xiàn)在測(cè)定系統(tǒng)中，導(dǎo)致測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精度下降，甚至影響實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。所以，對(duì)于取樣量和稀釋倍數(shù)的合理控制，是開(kāi)展測(cè)定實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)與前提。

（2）確定溶液酸度。鹽酸溶液是鉛鋅礦微量元素測(cè)定實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)，不同酸度的鹽酸溶液中各元素測(cè)定值如表2所示。從表中可以看出5%～10%是鹽酸體積分?jǐn)?shù)的合理范圍，此時(shí)能夠保障測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性。如果鹽酸的體積分?jǐn)?shù)在10%以上，那么就會(huì)存在較大的試驗(yàn)誤差，通常表現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)數(shù)值大于真實(shí)數(shù)值；如果鹽酸的體積分?jǐn)?shù)在5%以下，也會(huì)導(dǎo)致較大實(shí)驗(yàn)誤差的出現(xiàn)，通常表現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)數(shù)值小于真實(shí)數(shù)值[2]。對(duì)于溶液酸度進(jìn)行合理控制，是保障微量元素測(cè)定精確性的重要途徑。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)和分析得出，6%為微量元素測(cè)定實(shí)驗(yàn)中鹽酸溶液的最合理酸度。

表2 不同酸度的鹽酸溶液中各元素測(cè)定值

（3）確定標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度。多次校正實(shí)驗(yàn)方法與溶液、試劑用量，不僅能夠提升實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性，而且能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)投入的降低，避免資源浪費(fèi)狀況的出現(xiàn)。確定標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度，能夠便于測(cè)定實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，增強(qiáng)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的可操作性，為得出有效實(shí)驗(yàn)結(jié)論奠定基礎(chǔ)。確保銀元素標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度最大值為5.0μg/ml，最小值不得低于1.0μg/ml；鉛元素與鋅元素標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度最大值為50.0μg/ml，最小值為10.0μg/ml。

（4）添加內(nèi)標(biāo)。在對(duì)鉛鋅礦中微量元素進(jìn)行測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要注重內(nèi)標(biāo)元素的添加，能夠減輕外界條件對(duì)譜線強(qiáng)度造成的影響，提升實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性，有助于實(shí)驗(yàn)人員定量分析微量元素。被測(cè)微量元素實(shí)際含量與分析強(qiáng)度之間的關(guān)系，是添加內(nèi)標(biāo)時(shí)的主要依據(jù)。

（5）控制測(cè)定方法的精密度。為了能夠確保鉛鋅礦中微量元素測(cè)定的精確性，需要對(duì)元素進(jìn)行重復(fù)測(cè)定，本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行10次測(cè)定。標(biāo)準(zhǔn)曲線需要在精確分析與計(jì)算測(cè)定數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上完成繪制，銀元素、鋅元素、鉛元素和銅元素實(shí)際精密度范圍在1.4%～6.8%之間，滿足國(guó)家相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

鉛鋅礦中微量元素的測(cè)定，是保障后續(xù)開(kāi)發(fā)利用工作順利進(jìn)行的基礎(chǔ)與前提，在多種元素的同時(shí)測(cè)定和樣本量較大的測(cè)定工作中，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法能夠起到提升工作效率、保障測(cè)定精度的作用。稀釋倍數(shù)、取樣量、溶液酸度的控制和內(nèi)標(biāo)的添加，是提升電感耦合等離子體發(fā)射光譜法實(shí)際應(yīng)用效果的重要途徑。實(shí)驗(yàn)測(cè)定人員應(yīng)該對(duì)實(shí)驗(yàn)影響因素進(jìn)行總結(jié)和分析，通過(guò)采取針對(duì)性措施消除影響因子的干擾，保障鉛鋅礦中微量元素的測(cè)定結(jié)果滿足工作需求。