电感耦合等离子体发射光谱法测定铅锑合金中锑砷铋锡锌铁_李景文.pdf

2010 年 4 月 April 2010 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 29，No． 2 185 ～186 收稿日期 2009- 06- 21; 修订日期 2009- 08- 27 作者简介 李景文 1980 － ， 男， 湖北麻城市人， 助理工程师， 主要从事 ICP － MS、 ICP － AES 应用工作。E- mail ljw312163． com。 文章编号 02545357 2010 02018502 电感耦合等离子体发射光谱法测定铅锑合金中锑砷铋锡锌铁 李景文 河南省有色金属地质勘查总院，河南 郑州450052 摘要 探讨了用电感耦合等离子体发射光谱法对铅锑合金中锑、 砷、 铋、 锡、 锌和铁元素分析的基本条件， 确定了合适的谱线 和背景校正方法， 基本解决了基体干扰和待测元素之间的干扰。建立的方法用于铅锑合金成分的分析， 方法检出限为锑 0． 02 mg/g、 砷 0． 03 mg/g、 铋 0． 03 mg/g、 锡 0． 02 mg/g、 锌 0． 002 mg/g、 铁 0． 002 mg/g， 相对标准偏差 RSD， n 12 ＜2， 加 标回收率为 95． 5 ～105． 0。方法快速简捷， 准确度高。 关键词 电感耦合等离子体发射光谱法; 铅锑合金; 锑; 砷; 铋; 锡; 锌; 铁 中图分类号 O657． 31; TF125． 2文献标识码 B Determination of Sb，As，Bi，Sn，Zn and Fe in Lead- Antimony Alloy by Inductively Coupled Plasma- Atomic Emission Spectrometry LI Jing- wen General Institute for Nonferrous Metals and Geological Exploration of Henan Province，Zhengzhou450052，China Abstract A for the determination of Sb，As，Bi，Sn，Zn and Fe in lead- antimony alloy by inductively coupled plasma- atomic emission spectrometry was established． The determination condition was tested and optimized． Interference from matrix effect and from interelement was studied． Spectral interference and background correction s were also proposed． The detection limits of the were 0． 002 ～0． 03 mg/g for these elements and the recovery was 95． 5 ～105． 0 with the precision of ＜2 RSD n 12 ． The has been applied to the determination of these elements in lead- antimony alloy with satisfactory results． Key words inductively coupled plasma- atomic emission spectrometry; lead- antimony alloy; Sb; As; Bi; Sn; Zn; Fe 铅锑合金是一种低熔点合金， 广泛应用于航天、 电子、 通信、 家电、 化工、 汽车等行业， 其主量元素及杂质元素的含 量直接影响合金的性能和质量， 是确定其品号的直接依 据 ［1 ］， 因此准确测定铅锑合金成分有十分重要的意义。现 行的铅锑合金分析方法有国标 GB/T 41032002［2 ］中的化 学法、 原子吸收光谱法或传统的光电直读发射光谱法， 且为 单一元素分析， 分析步骤十分繁琐， 难以满足快速检验的要 求。与传统分析方法相比， 用电感耦合等离子体发射光谱 法 ICP － AES ［3 ］同时测定铅锑合金中的锑、 砷、 铋、 锡、 锌 和铁元素， 方法简便、 快速， 且具有比化学法更低的检出限。 1实验部分 1． 1仪器及工作条件 ICAP6300 Radial 全谱直读等离子体发射光谱仪 美国 Thermo Fisher 公司 ， 其工作条件为 RF 功率 1150 W， 辅助 气 氩气 流量 1． 0 L/min， 雾化气压力 0． 20 MPa， 观测方式 为垂直观测， 观测高度 12 mm， 蠕动泵转速 50 r/min。 1． 2标准溶液和主要试剂 锑、 砷、 铋、 锡、 锌和铁标准溶液 ρB1． 00 mg/mL， 国家 标准物质研究中心研制 。 HNO3 优级纯 ， H2SO4 优级纯 。 1． 3样品前处理 称取已制成细小颗粒 直径约 1 mm 的铅锑合金样品 0． 1 ～0． 2 g 精确至 0． 0001 g ， 置于 100 mL 烧杯中， 加入 10 mL 7 mol/L HNO3， 盖上表面皿， 低温加热至样品完全溶 解， 加入 2 mL 9 mol/L H2SO4使铅以硫酸铅形式沉淀［4 ］ ， 取 下冷却， 转移至 100 mL 容量瓶并稀释至刻度， 摇匀， 静置， 待溶液澄清后用 ICP － AES 测定， 同时做试剂空白试验 空 白试验不加 H2SO4 。 1． 4标准曲线绘制 由 Sb、 As、 Bi、 Sn、 Zn、 Fe 单元素标准储备溶液逐级稀 释， 组合配制为系列混合标准溶液 见表1 ， 介质为 φ 5 体积分数， 下同 的 HNO3， 同时做空白试验。 581 ChaoXing 表 1系列混合标准溶液中各元素浓度 Table 1The concentrations of elements in the mixed standard solution series 混合标准 序号 ρB/ mgL－1 SbAsBiSnZnFe 15．00．100．100．100．100．10 225．00．500．500．500．500．50 350．01．001．001．001．001．00 1． 5分析波长及背景校正 根据各元素谱线灵敏度强弱及谱线间相互干扰等情 况， 选用的元素分析线及背景校正见表 2。 表 2元素分析谱线及背景校正 Table 2Analytical spectral lines and background correction of elements 元素波长 λ/nm级次背景校正 Sb231．147446左， 右 As189．042478右 Bi223．061451左 Sn189．989477左 Zn213．856458左， 右 Fe259．940130右， 右 2结果与讨论 2． 1分析谱线的选择及背景校正 各元素的分析谱线原则上是选择灵敏度最高的 ［5 ］。由 于 Sb 206． 833 nm 受 Sn 206． 858 nm 及 Bi 206． 890 nm 干 扰 ［6 ］， 本实验选择 Sb 231． 147 nm 作为分析线; As 189． 042 nm 由于左背景较高， 选择使用右背景进行校正; Bi 223． 061 nm 和 Sn 189． 989 nm 右背景较高， 选择使用左背景校正。 2． 2干扰的排除 在 ICP － AES 分析中化学干扰很少， 光谱干扰主要考 虑谱线干扰， 物理干扰主要考虑酸度、 基体和试剂的干 扰 ［7 ］。由于在谱线选择时已考虑了谱线的干扰， 基本上可 以消除光谱干扰。实验控制酸度在 5， 基本上可以将酸 度干扰降低至最小。为了排除铅基体对元素分析的干扰， 本实验采用加入 H2SO4沉淀 Pb 的方法， 大大降低了溶液中 Pb 的含量， 残留的 Pb 对测定基本没有干扰。本方法在样 品中加入了 H2SO4， 使得样品溶液中含有 H2SO4介质， 但由 于加入的 H2SO4量很少， 且基本上都与样品中的 Pb 形成沉 淀， 故不会对分析造成干扰。 2． 3检出限和精密度 空白溶液测定 12 次， 结果的 3 倍标准偏差对应的浓度 作为方法检出限 LD ， 结果见表3; 以编号为N09050132 的未知 样品测定12 次， 得到方法精密度 RSD 小于2 见表3 。 表 3方法检出限和精密度 Table 3Detection limits and precision test of the 元素LD/ mgg －1 RSD/元素LD/ mgg－1RSD/ Sb0．020．54Sn0．020．85 As0．031．27Zn0．0020．06 Bi0．030．62Fe0．0020．23 2． 4回收率 在铅锑合金中分别加入各元素标准溶液， 按实验方法 对样品进行前处理， 测定回收率 R 。表 4 结果表明， 加标 回收率为 95． 5 ～105． 0。 表 4方法回收率 Table 4Recovery test of the 元素 ρB/ mgL－1 试样含量标准加入量测得总量 回收率 R/ Sb18．6210．028．3096．8 As0．0810．200．291105．0 Bi0．0640．200．26098．0 Sn0．0420．200．23395．5 Zn0．0210．200．223101．0 Fe0．0370．200．23498．5 3样品分析 使用本法和分光光度法对样品进行分析， 由表 5 比对 结果可以看出， 本法与分光光度法和原子吸收光谱法的测 定结果是相吻合的。 表 5样品测定 Table 5Analytical results of elements in sample 元素 wB/ 本法分光光度法 元素 wB/ 本法分光光度法 Sb1．8621．85Sn0．00420．004 As0．00810．0079Zn0．00210．002① Bi0．00640．006Fe0．00370．004 ① 原子吸收光谱法测定结果。 4结语 用电感耦合等离子体发射光谱法测定铅锑合金中锑、 砷、 铋、 锡、 锌和铁元素的含量， 结果令人满意。与化学法及 原子吸收光谱法相比， 建立的方法具有分析速度快、 结果准 确性高、 操作方便快捷等优点。 5参考文献 ［ 1］王久安， 吕保英． 进出口商品快速检验方法［M］ ． 北京 中国 对外经济贸易出版社， 1993 821 －824． ［ 2］GB/T 41032002， 铅及铅合金化学分析方法［ S］ ． ［ 3］李素芝， 熊采华， 张鸿斌． 电感耦合等离子体原子发射光谱法 测定铅锑合金中九个杂质元素［J］． 岩矿测试， 2000， 19 3 205 －208． ［ 4］刘崇华， 钟志光， 卞群洲， 卢焯冬， 贺柏龄． ICP － AES 法直接 测定锡锭中的 As， Al， Bi， Cd， Cu， Fe， Pb， Se， Zn［ J］ ． 光谱实验 室， 2000， 17 1 82 －84． ［ 5］宋小年， 冯天培． 电感耦合等离子体发射光谱法测定高纯金 属锡中痕量杂质元素［J］ ． 岩矿测试， 2006， 25 3 282 － 284． ［ 6］张晓峰． ICP － AES 法测定铜合金中磷、 铋、 镍、 铁、 锑、 锡、 铅 ［ J］ ． 冶金分析， 2003， 23 6 49 －50． ［ 7］陈新坤． 电感耦合等离子体光谱法原理和应用［M］ ． 天津 南开大学出版社， 1987 3 －5． 681 第 2 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2010 年 ChaoXing 2010 年 4 月 April 2010 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 29，No． 2 187 ～189 收稿日期 2009- 06- 30; 修订日期 2009- 08- 27 作者简介 赵志飞 1982 － ， 男， 河南濮阳人， 工程师， 主要从事岩矿测试工作。E- mail zfz1128 tom． com。 文章编号 02545357 2010 02018703 高钙碳酸盐地质样品中铜镍的测定 赵志飞，李丹，李策，汪慧萍 湖北省地质实验研究所，湖北 武汉430022 摘要 用电感耦合等离子体质谱法和电感耦合等离子体发射光谱法测定高钙碳酸盐样品中的铜和镍。通过试验分析了高 钙碳酸盐样品中钙对铜、 镍测定的影响， 并确定其影响因子， 提出两套检测高钙碳酸盐样品中铜、 镍的方案。方法经国家标 准物质验证， 测定值与标准值相符; 相对标准偏差 RSD， n 10 两元素均小于 2。 关键词 高钙碳酸盐地质样品; 铜; 镍; 电感耦合等离子体质谱法; 电感耦合等离子体发射光谱法 中图分类号 O657． 63; O657． 31; P578． 6文献标识码 B Determination of Copper and Nickel in High- calcium Carbonate Geological Samples ZHAO Zhi- fei，LI Dan，LI Ce，WANG Hui- ping Hubei Geology Experiment Institute，Wuhan430022，China Abstract In this work，the analysis of copper and nickel in high- calcium geological samples was carried out with inductively coupled plasma- mass spectrometry ICP- MS and inductively coupled plasma- atomic emission spectrometry ICP- AES ． The results indicated that calcium interfered with the determination of copper and nickel． Through the experiments， the interference factors were determined and applied to interference correction． The has been tested by determination of copper and nickel in geological standard reference materials and the results are in good agreement with certified values with precision of ＜2RSD n 10 ． Key words high- calcium geological sample; copper; nickel; inductively coupled plasma- mass spectrometry; inductively coupled plasma- atomic emission spectrometry 地质调查区域化探项目具有检测元素多、 元素含量范 围广、 测定下限低等要求， 而电感耦合等离子体质谱法 ICP － MS 和电感耦合等离子体发射光谱法 ICP － AES 都具有动态范围广、 检出限低、 同时检测多元素的特 点 ［1 －2 ］， 因此多数实验室广泛采用 ICP － AES 和 ICP － MS 检测的方案， 但检测方法大多是针对土壤和水系沉积物制 定 ［3 －6 ］。作者对西藏地区化探样品进行检测时发现很多高 钙碳酸盐样品， 用传统的化探方法 ［2 ］测定这类高钙碳酸盐 样品中的 Cu、 Ni 均产生较大误差。本文研究了采用 ICP － MS 和 ICP － AES 法测定高钙碳酸盐样品中 Cu、 Ni 的检测 干扰， 通过一系列试验， 确定 Ca 对 Cu、 Ni 检测的干扰系数， 并提出了高钙碳酸盐地质样品中 Cu、 Ni 较好的测定方案。 1实验部分 1． 1仪器及工作条件 X7 型电感耦合等离子体质谱仪 美国 ThermoFisher 公 司 ， ICAP6300 型全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪 美国 ThermoFisher 公司 。ICP －MS 和 ICP －AES 具体工作 条件见表1。 表 1ICP － MS 和 ICP － AES 工作条件 Table 1Working conditions of ICP- MS and ICP- AES ICP － MS 工作条件 ICP － AES 工作条件 项目参数项目参数 RF 功率 等离子体气流量 载气流量 辅助气流量 氧化物指标 检测方式 雾室温度 分析线 1200 W 15 L/min 1．2 L/min 0．82 L/min ＜0．5 跳峰 3℃ 63Cu、60Ni RF 功率 驱气气体流量 辅助气流量 雾化器压力 泵速 积分时间 1150 W 一般 0．5 L/min 0．22 MPa 50 r/min 20 s 1． 2标准溶液和主要试剂 Ni 标准储备溶液 100 μg/mL 、 Cu 标准储备溶液 100 mg/mL 、 CaO 标准储备溶液 10 μg/mL 均用固体试剂配 制而成。φ 10 体积分数， 下同 的 HCl 介质。 CaO 标准溶液系列 100 μg/mL、 200 μg/mL、 1 mg/mL、 2 mg/mL。 781 ChaoXing