ICP-AES法测定锡精矿中锡、铜、铅、铁的含量

ICP-AES法测定锡精矿中锡、铜、铅、铁的含量
李佗;杨军红
【摘要】A new method was established for the determination of Sn, Cu, Pb, Fe in tin concentrate by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry(ICP-AES) with sodium peroxide melting. The way of sample decomposed, the amount of sodium peroxide and the analytical lines were discussed. 1.5 g Na2O2 and 850℃ were used in the sample decomposed. The analysis spectral lines of 189.991,324.754,220.353,259.940 nm were selected to measure Sn, Cu, Pb and Fe, respectively. The method was applied to determine Sn, Cu, Pb, Fe in standard samples(BY0107-l). The results were satisfactory with the RSD(n=5) in the range of 0.16%-2.11%, and the recoveries were 92.0%-101.6%, the detection limits were
0.006,0.002,0.005,0.001 μg / mL, resp ectively.%建立了过氧化钠熔融分解样品、电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)测定锡精矿中锡、铜、铅、铁的新方法.对试样分解方法、过氧化钠用量、元素分析谱线等进行了讨论.选择过氧化钠用量为
2.0g,样品熔融温度为850℃,锡、铜、铅、铁分析谱线分别为
189.991,324.754,220.353,259.940nm.将该方法应用于标准样品(BY0107-1)中Sn,Cu,Pb,Fe的测定,待测元素的回收率在92.0％～101.6％之间,检出限为分别为0.006,0.002,0.005,0.001μg/mL,测定结果的相对标准偏差为0.16％～2.11％
(n=5).
【期刊名称】《化学分析计量》
【年(卷),期】2012(021)006
【总页数】3页(P73-75)
【关键词】ICP-AES;锡精矿;锡;铜;铅;铁
【作者】李佗;杨军红
【作者单位】西部金属材料股份有限公司理化检验中心,陕西宝鸡 721014;西部金属材料股份有限公司理化检验中心,陕西宝鸡 721014
【正文语种】中文
【中图分类】O657.31
锡精矿是熔炼锡的主要原料。

有色行业标准YS／T 339–2011按锡精矿中主含量锡及其杂质铁、铜等含量的不同，将其分为不同的等级。

因此准确测定锡精矿中各组分含量对其等级的判定尤为重要。

目前，锡精矿的测定方法一般为滴定法[1]、原子吸收法[2–5]，这些方法测定周期长，过程复杂，且不能同时测定多元素。

近年来，用X射线荧光光谱法测定锡精矿中杂质组分也有报道[6]。

电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP–AES)法具有精密度好、准确度高、线性动态范围宽、分析速度快、可多元素同时测定等诸多优点，已用于测定锡精矿中的杂质元素含量[7]。

笔者讨论了不同熔样方法对锡精矿中杂质元素测定结果的影响，最终选择过氧化钠熔融法分解试样，盐酸提取，首次提出利用ICP–AES测定锡精矿中锡、铜、铅、砷、铁的新方法，确定了分析条件和各元素的分析谱线，并在选定条件下进行了回收试验及精密度试验。

该方法简单、快速、准确度高，可用于实际生产中锡精矿样品的测定。

1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
高分辨率全谱直读等离子体原子发射光谱仪：Prodigy型，美国利曼公司；
锡、铜、铅、铁单元素标准贮备溶液：质量浓度均为1.0 g／L，用时按要求稀释
到所需浓度；
锡精矿标准样品：编号为BY0107–1，冶金工业部；
实验所用其它试剂均为优级纯；
实验用水为二次去离子水。

1.2 仪器工作条件
射频功率：1100 W；溶液提升量：1.4 L／min；冷却气流量：20 L／min；雾化
器压力：36.54 MPa；辅助气流量：0.2 L／min；积分时间：10 s。

1.3 样品处理
称取0.1000 g试样于已烘干的镍坩埚中，加入1.0 g Na2O2搅匀后，再覆盖1.0 g Na2O2。

将坩埚放入预先升温至850℃左右的马弗炉中，熔融10 min后取出，稍冷。

用50 mL热水浸取试样于150 mL烧杯中，待试样浸取完全后，冷却。

加25 mL浓盐酸溶解浸取物后，转移至100 mL容量瓶中定容、混匀。

分取10 mL
试液于100 mL容量瓶中定容、混匀，待分析用。

2 结果与讨论
2.1 试样分解方法
实验分别讨论了酸溶法和碱融法对测定结果的影响，结果见表1。

表1 不同熔样方法的测定结果组分酸溶法／% 碱融法／%Sn 41.5852.92 Cu
0.1400.142 Pb 4.945.46 Fe 13.5313.75
由表1可见，酸溶法试样分解不完全，测定结果偏低。

所以本实验选择碱融法作
为试样的分解方法。

2.2 过氧化钠的用量
对Sn，Cu，Pb，Fe含量分别为 52.84%，0.146%，5.44%，13.68%的标准样品进行试验，不同过氧化钠用量对测定的影响见表2。

表2 Na2O2用量的影响Na2O2用量／g测定结果／%Sn Cu Pb Fe
1.039.130.1385.2713.511.550.460.1405.3913.571.85
2.790.1395.391
3.692.05
2.920.1425.461
3.752.552.890.1455.4213.72
由表2可见，随着Na2O2用量的增加，各元素的测定值也随之增大。

这可能是由于熔融剂用量少时，样品无法完全熔融的缘故。

当Na2O2用量为1.8 g以上时，测定值与标准值基本一致。

但为了保证溶液中较少的含盐量，实验选择加入2.0 g 的Na2O2熔融样品。

2.3 分析谱线
按照实验方法，进行分析谱线的选择。

选择测定波长时既要最大限度地避开光谱干扰，又要考虑分析线的强度和准确性。

用锡、铜、铅、铁溶液分别对谱线库提供的3～4条谱线进行扫描，根据扫描峰的形状、峰值与基线的情况比较，确定最终的分析谱线见表3。

表3 分析谱线 nm元素 Sn Cu Pb Fe分析谱线 189.991324.754220.353259.940 2.4 工作曲线
按实验方法分别加入一定量的锡、铜、铅、铁标准溶液，制备标准工作曲线。

在实验条件下，测定标准溶液中各待测元素的谱线强度，以分析元素浓度为横坐标，谱线强度为纵坐标，绘制各待测元素的校准曲线。

同时测量试剂空白溶液10 次，以测定结果标准偏差的3倍作为检出限。

试验结果表明，该方法检出限较低，待测元素在测定范围内有良好的线性关系，结果见表4。

表4 线性方程与检出限元素线性方程检出限／μg·mL–1 相关系数Sn
y=3650.377x+2254.010.0060.9995 Cu
y=146322.91x+2082906.560.0020.9999 Pb
y=4890.892x+1789.230.0050.9996 Fe y=31721.86x+342.120.0010.9997
2.5 标准样品测定
按照实验方法，对锡精矿标准样品(BY0107–1)测定中 Sn，Cu，Pb，Fe的含量，平均测定5次，结果见表5。

由表5可以看出，本法测定结果与标准值基本一致，相对误差在–2.74%～0.51%之间，分析结果可靠，测定结果的相对标准偏差为
0.16%～2.11%，说明测定结果有较好的精密度。

表5 标准样品的分析结果(n=5) %组分测定值平均值标准值 RSD 相对误差Sn 52.9852.8452.7952.9252.9752.8952.840.160.11 Cu
0.1420.1470.1400.1420.1410.1420.1462.11 -2.74 Pb
5.495.495.415.425.485.465.440.730.37 Fe
13.6713.7413.7313.7913.8013.7513.680.390.51
2.6 回收试验
按照实验方法，在锡精矿标准样品中(BY0107–1)加入不同量的标准溶液进行加标
回收试验，测定结果见表6。

表6 加标回收试验结果 %组分标准值加入量测定值回收率Sn
52.8410.062.90100.6 Cu 0.1460.10.23892.0 Pb 5.443.08.3797.67 Fe
13.685.018.76101.6
由表6可见，样品回收率为92.0%～101.6%，说明测定结果准确可靠。

3 结语
锡精矿样品经过氧化钠熔融，盐酸酸化后，ICP–AES同时测定锡精矿中锡、铜、铅、铁含量。

本方法分解样品彻底完全，分析流程简单，易于掌握，一次熔样可以同时测定锡、铜、铅、铁，克服了传统分析方法流程长、单元素分析、操作繁琐等局限，大大提高了分析效率，可用于实际生产中样品的测定。

参考文献
[1]GB／T 1819.2–2004 锡精矿化学分析方法锡量的测定碘酸钾滴定法[S].
[2]苏爱萍，施宝芝，张云，等.原子吸收光谱法测定锡精矿中的氧化钙及氧化镁[J].云南冶金，2011，40(6): 57–61.
[3]陈亚敏.火焰原子吸收法测定锡精矿中的Pb、Cu和Bi[J].现代商检科技，1993，3(5): 52–53.
[4]钟超宏，梁奕昌，马晓国.快速测定锡精矿中锡[J].分析试验室，1999，18(4):
98–99.
[5]谭庄柏.原子吸收光谱则定锡精矿中的钙[J].湘潭大学学报(自然科学版)，1993，15(2): 85–88.
[6]覃柞明，黄小美，黄旭.能量色散–X荧光光谱法测定锡精矿中砷锌铁铜[J].材料
研究与应用，2009，3(4): 287–289.
[7]陈永欣，吕泽娥，刘顺琼.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锡精矿中杂质
元素[J].冶金分析，2008，28(4): 20–22.。