电感耦合等离子体发射光谱法可进行低成本的多元素分析,适用于测定矿石样品中的痕量元素。通过Eleme-nt Finder插件驱动,减少方法开发的时间,使用户不必再选择波长。
1.试验材料与方法
(1)试验原材料及设备
试验所用矿石样品选自M矿区,准确称取10g样品,按配料进行混合,试验原材料具体配料,如表1所示。
试验所用设备电感耦合等离子体原子发射光谱仪型号为赛默飞iCAP-7400Radial,积分时间3s;型号为TU-1950的紫外可见分光光度计;蠕动泵速度为1.8mL/min;15.5L/min的冷却气流量;设置积分时间为5s。试验所用试剂包括:1000mg/L的金铂钯标准储备溶液,该溶液由国家标准物质研究中心提供。
(2)试验原理及流程
电感耦合等离子体发射光谱法测定矿石样品中金铂钯的工作原理为:通过中阶梯二维分光系统以及防溢出背照式百万像素CCD检测器,结合多种背景校正技术,得出光谱分析谱线,通过分析谱线以及计算检出限,实现对矿石样品中金铂钯含量的精准测定,得出测定结果。设计试验仪器具体工作条件,如表2所示。
测定金铂钯时,X光管电压和电流分别为80kV,80mA,晶体为LiF150,准直器为200μm。
试验流程为:首先,将混合均匀的试料于900℃放入马弗炉中,将时间控制在40-45min升温至1100℃。等待10min保温后取出,将熔渣和铅扣分离。将分离得到的铅扣放入镁砂灰皿中,关闭炉门,待铅扣表层黑衣脱去,稍开炉门,进行灰吹。在此过程中,一定不能出现冻结现象,否则会直接影响测定结果。待合粒接近光辉点时关闭炉门,灰吹结束取出合粒。取1+3的冰乙酸洗涤合粒;百万分之一天平称重,将合粒置于50ml烧杯中,加入热的1+7硝酸20ml,低温溶解完全,将分金液置于另外一个50ml烧杯中,将金粒洗涤干净,加入新鲜王水5ml,待金溶解完全,将金溶液和分金液合并转入50容量瓶中,ICP测定,保存测定数据。测定时,首先将小旋转探头在无标本时进行第1次金铂钯含量底数测量,当测量的底数数值较大(一般此干扰值不能大于2×10-6SI)说明有外界随机磁场干扰,要利用仪器自身消磁功能进行探槽清磁。然后把矿石样品轻轻放入探槽中进行金铂钯含量测定,测定结束后随即取出矿石样品,再进行第2次无标本空气底数测量,通过三次测定的序列可以进行金铂钯元素漂移校正,保存测定数据。
2.试验结果
(1)分析谱线的选择
参照电感耦合等离子体原子发射光谱仪说明书中的谱线库和光谱干扰信息,结合矿石样品中金铂钯间谱线干扰情况,选出3条分析谱线,分别对15mL HNO3中的金伴生元素的混合标准溶液、10.0mg/mL的铂基体溶液以及15mL HNO3中的钯伴生元素的混合标准溶液进行波长扫描,观察谱线干扰情况,选出无干扰或干扰较小且信背比较高的光谱线作为分析线。完成以上操作后,通过绘制液体状样品的荧光光谱曲线,圈定X射线荧光光谱异常。选取金铂钯元素分析线的具体信息,如表3所示。
设元素的异常下限为X,则矿石样品中金铂钯元素的异常下限计算公式,如公式(1)所示。
指的是矿石样品中的背景值;K指的是空白值,为常数;S指的是对数标准离差。采用±2.0倍的平均值标准差界来确定异常下限。
(2)检出限
根据金铂钯的测量时间,计算检出限,设检出限为LD,计算公式如公式(2)所示。
m指的是单位含量的计数率;Ib指的是背景计数率;t指的是峰值及背景的总测量时间。得出的检出限,如图1所示。
金铂钯检出限分别为5.1μg/g、4.7μg/g和4.2μg/g。
(3)精密度和准确度
选择金铂钯含量适中且未参与回归的国家标准物质GBW07241在相同条件下制成10个样片,对10个样片进行单独测定检验方法的精密度。对其中一个样片连续测定10次,以验证仪器的精密度,并计算其相对误差允许限,设相对误差允许限为YB,如公式(3)所示。
在公式(3)中,C指的是组分重复分析相对误差允许限系数,金铂钯系数均为1;X0指的是金铂钯的标准值,单位为%。设得出的准确度为RE,具体结果,如表4所示。
金铂钯的方法精密度小于2%,相对误差小于相对误差允许限,能够满足地质矿产实验室测试质量管理规范岩石矿物分析对准确度的控制要求。
3.结果与讨论
由标准曲线表Y轴荧光值坐标定位金铂钯浓度值位置,获得标准曲线表X轴金铂钯浓度坐标相应点的浓度值。试验结果如表5所示。
矿物样品浓度愈接近参比金铂钯浓度测定结果愈准确,一般在要求定量浓度范围2/3左右即可。荧光光谱的检测限可以达到106级,能达到高级别的准确度。
4.结束语
电感耦合等离子体发射光谱法测定矿石样品中金铂钯的研究,针对元素波长、检出限、荧光值以及异常下限四个变量,测定矿石样品中金铂钯的含量,得出结论:溶出剂为HNO3+HF溶解试样,根据荧光光谱曲线图谱荧光值坐标,得出矿石样品中金铂钯的含量。
摘要：目的:使用电感耦合等离子体发射光谱法测定矿石样品中的金铂钯。方法:选择M矿区铜矿作为实验对象,加入新鲜王水溶解试样,进行分析谱线的选择;通过绘制液体状样品的荧光光谱曲线,圈定X射线荧光光谱异常;根据金铂钯的测量时间,计算检出限,得出金铂钯标准曲线图;在此基础上,进行精密度与准确度计算,保证金铂钯的测定精密度相对误差小于相对误差允许限。结果与结论:根据金铂钯溶液的荧光光谱曲线图谱,得出矿石样品中金铂钯的含量,按照矿石样品中金铂钯的测定要求,可以直接按动数字键和小数点键输入金铂钯元素。
关键词：电感耦合等离子体,发射光谱法,矿石样品,金铂钯
参考文献
[1] 梁慧贞,虞洁.电感耦合等离子体质谱法测定区域地球化学样品中的金铂钯[J].黄金,2018,39(004):078-080.