电感耦合等离子体发射光谱法测定铬矿石中的二氧化硅_王小强.pdf

2012 ;. io月 OcUffier 2012 ti矿测 试 ROCK AND MINERAl. ANAI.YSIS 820 823 文章编号0254 -5357201205 -0820 -04 电感耦合等离子体发射光谱法测定铬矿石中的二氧化硅 王小强 ，杨惠玲 （河南省有色金属地质勘查总院，河南 郑州 450052 ） 摘要以过氧化钠为熔剂，经高温熔融 一 热水提取 一 盐酸酸化前处 理样 品 ，选用金为内标元素，电感耦合等 离子体发射光谱法测定铬矿石中的二氧化硅。 试验了熔融试样时引入的基体元素钠对被测元素的 干扰情 况，结果表明，钠含量高于300 mg/L时，二氧化硅的回收率均低于92.5. 采用金内标法有效克服了基体 效应及仪器波动产生的影响，改善和提高了准确度和精密度。二氧化硅的检出限为0.0075 mg/l.，测定范围 为0. 02510. 0。对铬矿石标准物质进行测定，结果与标准值一致，方法精密度RSI，n9 ）小于2 与常规化学分析法进行比对试验，二 氧化 硅的测定值吻合较好，但克服了常规化学分析方法步骤繁琐、耗时 长、工作量大的不足，提高了工作效率。本方法也可用于同时测定铬矿石中铝、铁、钙、镁、磷等主次量成分 关键词铬矿石；二氧化硅；电感耦合等离子体发射光谱法 中图分类号P618.33；0613.72；0657.3l 文献标识码B Determination of Silicon Dioxide in Chrome Ores by Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry WANG Xiao-qicuzg, YANC Huijing General Institute for Nonferrous Metals and Geological Exploration of Henan Province. Zhengzhou 450052, China Abstract Chrome ore samples were clige.stecl with Nai0_. After the whcIP prcctcss cf higl] lPmIPratLlnJ melling extractecl with hot water-hyclrffihloric ac-icl. the Si0 in sample soluticns was cliI-P.11v dPtPl.111inHI lv Inclucti、 .Ply Coupled Plasma-Atomic Emission Spertrornetry ICP-AES, adding Au as an internal stamlarcl rleIllPnc. Tl matrix inter[erence is discussed in this paper. The results show thac Lhe recoveries “f Si0, are lower Lhan 92. 5r/c when che content of Na is higher than 300 mg/L. The matrix interference effect ancl thr insLrunlenl fluc-lualion have been cvercome by Au internal calilralion with inlpnved prerision and a.-uracy ‘f- tlie analyyis. The cletvnnination limit of Si0_ was 0. 0075 mg/L ancl ih letermination conterlt range wai f 0. 025c/c. - 10. Or/c . rriie n-sults are in agreement with the certified values of the refe}renc-e matrrials and the prcjcisionf the Illf-lhJl is less Lhan 2c/c RSD, n 9. Compared with conve-ntic,nal t 、hPmical analysis, the measurecl values of Si0. aw in agreement with the certified values. However, the cumlersome procecluw, time【 .‘ Jnsuming, heavy wcrkl“ad of.fnventional chemi.al analysis s can be overcffrne as che work efficiency is improved wich Lhis melhtl. It can als be used for the Himultaneous determination of Al, Fe, Ca, Mg ancl P in chrome c,re samples. Key words thnme ore; silicon clioxitle; Induc-tively Coupled Plasma-Atomic Fmission Spectmmetrv 收稿日期201I - 10 - 19；接受日期 2012 - 03 - 06 作者简介土小强，r程师．ji ‘要从事地质样 I怙分析 - 820 - 卜 ’ 一mail Ilywangxq 163. Jn ChaoXing 第5期 lj小胤，等f也感枷合等离严体发日 t光谱法测定锵矿,I ． 【p的i瓴化碓 第31卷 我旧的铬矿石资源I ‘分贫乏 ，同内铬矿7i储量 和基础储量仅分别占IIc 界铬矿,i储量和皋础储量的 0.1和0. 06，、迄今为止，尚未发现储量大于500 万吨的铬矿床，当前主要从南非、津巴布书、土耳其、 阿尔巴尼亚和E1J度进I 1铬矿fi，冶炼111j高纯度金属 铬用于制造不锈钢和其他合金制品 ， 铬矿石中 Si0，的含量一般不高，特别是富矿打，通常小于 10 ，然而Si，的含艟对铬矿彳珀，J烧结和冶炼却有 荷直接的影响，例如朋于冶炼铬铁的寓矿或精矿一 般要求sj0，的含量柏8c7c,以1 人 】 ㈡ i【夫 I此，快速准确 地测定铬矿子1.1I- Si0，的含量 }刈 ’ 乍产和科研具有重 要的指导意义 r}j于铬矿彳l』禹于典，魁的雄分解矿样，通常的分 解方法钉碱熔羽I酸溶 f j前．f簟统的测定铬矿石中 Si0，的力 ‘法是硅钳蕊 分光光度法 二 、氟硅酸钾容量 法 ‘ 和商氯睃脱水重 II} 法 4 ，这些力 法操作繁琐、 耗时长、T_作人员劳动蚀度大、分析效率低，难以满 足u常生 产rlr快速检测 的要求■近年来，利用 X射线荧光光游法测 定铬矿 石巾sio，L 有 报 道 “8 ，fu是分析准确度通常/fi如化 ’7法 。电感耦 合等离子体发射光谱法 ICP - AF.S_铬矿彳i主次 超成分分析[|I匕有应川 9 - 13 ，通常采J}j碱熔胺化后 的溶液直接测定，溶液II-盐分浓度过火，仪器的雾化 器极易被堵塞，精密发往往小高本文利用过氧化 钠高温熔融 一 热水提取 一 曲酸酸化Im处理样品， ICP - AliS法测定铬矿丫I-l1 的s． ，，综合考虑 r碱熔 酸化后溶液的稀释斟子、基体l 扰 、溶剂用f抟等闲素 的影响，采用内标校il法提I岛分析精衔度，同时rj常 规化学分析办法进行比对验认办法的ll『靠 ．№ 。 1 实验部分 1．I 仪器及I作参数 ICAP 6300 Radial食谱卣渎等离子体发射光谱仪 美fJq lkmuFisher公．IJ） ．，■作条件 为射频功率 1150 W ，辅助 7 CA， ’ 流速 】．0I／min ，雾化器压力 0. 20 Mla，蠕动泵转速30 r/min，长波曝光时JH 5 s， 短波曝光时问l5 s．移{分时问l 20 s（f ， I动积分） 。 离纯氩气（纯度火于99. 99）， 1.2 标准溶液和t要试剂 S ． 【 二标准储备溶液（ p 。．． ，.100 mg/L ，中国计量 科学研究院） Si0.标准l作溶液用I-述浓度的S10标准储 备液逐级稀释，配制成Si01的质量浓度分别为0.00、 1. 00、5.00 、10 ．、20． mg/l ，系列标准工作溶液 ， 介质为1 0ck（体积分数，下）的HCI，同时做空门 试验 金标准溶液p 、 。 100 mg/L（原国家标准物质 研究I lj心研制），稀释成浓J变为3.00 mg/L的Au标 准溶液，采川n线通加入I人 J标溶液 HCI 、Nd ，0，均 为分析纯，离子交换水电阻率 ≥18 Mgl ． c-m， 1.3 样品处理与分析 准确称取0. 2500 9样Il Ji1于30 mL镍士 lI ’埚 中，加 入0.6 9 Na，，，用玻璃棒搅匀后再加入0.8 9 Na_01 覆盖于佯．IlIl表面咒于已升温至700C的 ，5弗炉rI一 加热熔融15 niin，取Ⅲ坩埚 ，稍冷后置于250 mL聚 四氟乙烯烧杯r{I， 1杯嘴处加入75 mL热水进行提 取，盖f二表mI皿，待剧烈反应后用5的温热HCI和 去离子水洗Ⅲ坩埚，搅拌下迅速转移至L加入50 mL 50c7c.的HCI 和50 ml．热水的250 mL容量瓶rfI （注意边转移边摇动容量瓶，以使溶液迅速峻化）， 洗净玻璃棒和烧杯，一并转入容量瓶中，待溶液完个 冷却后定容至刻度，摇匀，放置。 按t述方法制箭2个夺白溶液 ，溶液完全澄清 后，』J移液毹 准确移取 10.0 rnL分液于100 mL奔啭 瓶中，补加9.00 mI．HCI ，水定容至刻度，摇匀，放置 后直接进行ICP -A F.S测试 2 结果Lj i,ti 2.1 分析谱线的选择 ICP - AIJS法分析谱线的选择耍综合考虑元素 的榆限、』∈存元素f扰、背景干扰和该元素的线性 范㈣通过1.6 9的Na，0 ，llt ，南于溶液中盐类 过大，容易堵塞雾化器，导致测定结果偏低 囚此， 水实验采』 |j Na，0 ，的敲佳用 蹬为1.4 9 农3熔剂Na，，用}It 的影响 rIal,ly 3 卜 二lIj-t.I lIIl Nn,,lIs扎gP11 SiJ-IlelPrnlinnli11 ┏━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━┓ ┃ 标准物质 ┃ N“二（1二川艟 ┃ it- Si. /c/e ┃ ┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━┫ ┃ 编 0 ┃ ， ， ，Nd、‘ l，／g ┃ 洲定价 ,Jatri仇 ┃ ┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━┫ ┃ ┃ ．6 ┃ 3. 86 ┃ ┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━┫ ┃ ┃ I．0 ┃ 4.03 ┃ ┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━┫ ┃ ;BW 07201 ┃ 1.4 ┃ 4. 07 4.08 ┃ ┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━┫ ┃ ┃ I．6 ┃ 4. 10 ┃ ┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━┫ ┃ ┃ 2.0 ┃ 3. 92 ┃ ┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━┫ ┃ ┃ J．6 ┃ 6. 81 ┃ ┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━┫ ┃ ┃ 1．【 ┃ 6. 99 ┃ ┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━┫ ┃ ;SI{I 33001. 3 - ┃ 一94 1.4 ┃ 7．OI 7.03 ┃ ┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━┫ ┃ ┃ 1.6 ┃ 7. 06 ┃ ┣━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━┫ ┃ ┃ 2 ┃ 6. 90 ┃ ┗━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━┛ f备矿ri;SIII 3VXI系列标准物质，Si、n0翕艟为2.677r14.64 2.4 方法线性 CLIIil 、标准曲线和检出限 按照标准曲线的绘制力 ‘ 法测定标准i} 线，住 0. 0010.川g／I。范内，标准f}11 线≯线 陀 ，其卡 |{ 火 系数为0. 9997在仪器最佳的l作条什下，按力 ‘法 步骤对牵Il溶液连续测定II次，以3 f 阿 标准偏蓐 （3盯）计算力 ‘法榆ILl1 限为0. 0075 mg/L，采川10倍标 准偏差作为测定的 卜 ．限浓度，此计算Si0.的测 定范围为0. 025c/c10 2.5 方法准确度 应用夺实验力 ‘ 法测定铬矿rI ． Iq家标准物质lll Si0.的含1}．每样．扑f 行3 份，取其平均他，同时川 f ’5氯酸脱 水取造法 YB/T 191. 3-20014 进行比 刈 ‘ 试验 表4结果BW 07201 和CBW 07202 中各 组分的测定误蓐基本符合要求，满足了多元素州时 测定的需要，提高了分析效率 灰 6 ;BViJ 0721 Tii c;13w 07202 iillc 他ir分的iiiw,r测定 Tal,II 6 Sjjnultalir“Us clt-ienniIldIi,,JI IIf tli“ fj-l,PI‘.1lnlllIlIlPllls【lI ;IjW 07201 ancl GBW 07202 “ ri/rk ┏━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━┓ ┃ ┃ ;BW 07201 ┃ ┃ ;14W 07202 ┃ ┣━━━━━━━╋━━━━━━━┳━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━┳━━━━━━━━┫ ┃ 引【 ir ┃ ┃ ┃ 三 l L ， ， ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ f ，Ji 准值 ┃ 本法测定他 ┃ ┃ 标准他 ┃ 本法测定似 ┃ ┣━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━┫ ┃ J，J， ┃ 12. 10 ┃ 12. 20 ┃ A J、， ┃ 13. 37 ┃ 13. 44 ┃ ┣━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━┫ ┃ FI ，l ┃ 16. 35 ┃ 16. 46 ┃ n ，3 ┃ 14. 01 ┃ 14. 10 ┃ ┣━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━┫ ┃ 【aI1 ┃ ．36 ┃ ．37 ┃ L atl ┃ ．66 ┃ ．68 ┃ ┣━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━┫ ┃ M坚 ┃ 15. 66 ┃ 15. 76 ┃ Nlrr ┃ 16. 95 ┃ 1 7.06 ┃ ┣━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━┫ ┃ 11，‘J。 ┃ 0.003 ┃ ．004 ┃ }1。 ┃ ．003 ┃ ．X4 ┃ ┗━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━━━┛ 3 结语 本文采用碱熔酸化办法，以过氧化钠为熔剂，经 高温熔融 一热水提取一盐酸酸化前处理样品 ，通过内 标校正法消除J ’基体 F扰，电感耦合等离子体发射光 谱法测定铬矿，ri中的二氧化硅，测定结果具有很好的 准确度和弧现 陀 、该方法已用于实际分析测试I一作 ． 4 参考文献 [1] 岩ri矿物分析编写绀 ．岩石矿物分析（第四版第■ 分册）[M] ．北li地质出版社，201I 862. 【 2] B／T 24227-2009，铬矿， fi和铬精矿；硅含量的测定； 分光光度法和 弧吐法[S] ． [3j 马艳悔， ，5鑫 ．氟硅酸钾容键法测定_-氰化硅[J]． 辽j 建材 ，2005247 -48. 【4] YB/l 191. 3-2001，锵矿彳i化学分析力 ‘ 法；I岛氯酸 脱水醇罐法测定_氧化硅禽键[S] ． [5] 金秉慧．7}矿分析与经典法[J]．岩矿测试，2002， 21137 -41 ． [6] 符松海，术义，郭芬．X射线荧光光潜法Ⅲ时测定铬矿 J|l ii次成分[J].冶金分析，2008，28416 - 19 ． [7] 李旧会．X射线荧光光肼法测定铬铁矿11 ，t 次破组分 [J] ．柑矿测试，1999 ，182131 -134 ． [8] 吴秀 . ，朱明达，张志峰，』i伊琴．I ’5倍稀 释熔融制样 X射线荧光光肼测定钨砂和铬铁矿巾书含艟[J]. 措矿测试，2004，23173 -74 ． [9] 金献忠，谢健梅，梁帆，米丽辉，陈建国．碱熔融 一 电感 耦合等离r．体塌i子发射光谱法测定铬fn1．铬铝铁镁 硅[J]．冶金分析，2010，30129 -33 ． 1 10] 张洋，郑}t礼，I晓娇，徐红彬，张懿．1Cl） - AliS法埘 铬铁矿tIt的多种厄素进行定性勺定 量分析[J]．光游 。7j光许 }分杉i，2010，301251 - 254 ． [II] 刘尤玲，潍海滨，周大昀，I竹冬．JH智能波 长校正的 扫nii jICI光谱仪测定铬铁矿中／ 、i种厄素成分[J]. 光il皤学 ‘ j光谱分析，1996，16185 -90 ． [12] 万秉忠．等离r体发射光游法测定铬矿rp的铁、硅、 镁、GiLJ] ．光i酱实验审．1991 ，82176 ’-78 ． 【 13] 王振坤，拿异，姚传刚，王虬，王尖云，杨丽飞，郭军． 微波消解 一 电感耦合等离子体原子发射光潜法测定 高碳铬铁中硅磷[J] ． 冶金分 析，2010，302 62 -65． ChaoXing