高分辨率分光系统G连续光源原子吸收光谱法

D O I :１０．１１９７３/l h j y

Ｇh x ２０１８１０００６㊀高分辨率分光系统Ｇ

连续光源原子吸收光谱法测定铀铌铅矿重选流程样品中铅的含量

张宏丽１,

２,３,姚明星１,２,３,肖㊀芳１,２,３,倪文山１,２,３,高小飞１,２,３∗

(１．中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所,郑州４５０００６;

２．国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心,郑州４５０００６;

３．国土资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室,郑州４５０００６

)摘㊀要:采用盐酸(１５m L )Ｇ硝酸(５m L )Ｇ氢氟酸(１０m L )Ｇ高氯酸(２m L )

体系溶解铀铌铅矿样品(０．０３００~０．２０００g ),盐酸(１＋９)溶液作为分散介质,选择P b２８３．３０６n m 作为分析谱线,提出了高分辨率分光系统Ｇ连续光源原子吸收光谱法(H R ＧC SA A S

)测定铀铌铅矿重选流程样品中铅的方法.结果表明:检出限(３s )为０．０２１m g L －１

.按标准加入法对铀铌铅矿样品中的铅进行回收试验,回收率为９７．８％~１０３％,测定值的相对标准偏差(n ＝９)均小于５．０％,满足国家地质矿产行业标准D Z /T０１３０－２００６的要求.

关键词:高分辨率分光系统;连续光源原子吸收光谱法;铀铌铅矿;铅;重选样品中图分类号:O ６５７．３１㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:１００１Ｇ４０２０(２０１８)１０Ｇ１１４９Ｇ０４

㊀㊀矿物组成复杂㊁种类繁多,矿石是矿物的集合体,为准确测定矿石中某一元素的含量,需针对不同的矿物组成㊁不同的元素含量水平,采用不同的分析方法进行测定.矿石中铅一般赋存于方铅矿㊁白铅矿和铅钒中.常规的消解方法有酸溶和碱熔两种,其中酸溶更为常用.但对组分特殊的矿物,则需对溶矿方法进行改进,如含重晶石的银铅矿中铅的测定需采用碱熔方法,同时加入一定量的氯化钡以消除硫酸钡对铅测定的干扰,进而实现矿石中铅的准

确测定[

１]

.陕西华阳川铀铌铅多金属超大型矿床具有矿量

大㊁矿种多㊁易开采等特点[

２]

.矿石中主要共存组分为铀㊁铌㊁铅㊁钡㊁锶㊁稀土元素等,其中铅主要赋存于

方铅矿和白铅矿中.依据标准G B /T １４３５３．２－

２０１０,该类铅矿石可采用王水(硝酸和盐酸按体积比１ʒ３混合)

分解,在５％(质量分数)硝酸溶液下进行测定.但因陕西华阳川铀矿中富含铌元素,该元素

收稿日期:２０１７Ｇ１０Ｇ２２基金项目:中国地质调查局地质调查项目(D D ２０１６００７０;㊀１２１２０１０１７０００１６０９０１

)作者简介:张宏丽,助理研究员,主要从事污染物化学分析测定㊀及无机元素分析测试方法的研究

∗通信联系人.g _x _f _d ＠１６３．c o m

在硝酸介质中易发生水解,会对溶液中的铅造成共沉淀干扰.因此,需对已有溶样方法进行改进,以实现对铀铌铅矿物中铅的准确测定.

目前测定铅的方法主要为容量法[３]

㊁原子吸收

光谱法(A A S )[４

]和电感耦合等离子体原子发射光谱法(I C P ＧA E S

)[５

]等.容量法主要用于分析铅的质量分数在１０．０％左右的样品,A A S 与I C P ＧA E S 主要用于分析低质量分数(０．０x ％~１０．０％)铅的样品.其中A A S 具有设备性价比高㊁稳定性好㊁准确度高和操作简单等优点.相比于普通空心阴极灯作

光源的原子吸收光谱仪,高分辨率分光系统Ｇ连续光源原子吸收光谱仪(H R ＧC SA A S )的高聚焦氙灯实现了光谱的连续发射,色散率和分辨率高,降低了共

存元素的光谱干扰,二极管阵列检测器实现了全谱

测定,现已被用于水质[６]㊁土壤[７]㊁食品[８

]㊁金属制品[９Ｇ１０]

的检测等方面.

本工作针对陕西华阳川铀铌铅矿物,采用盐酸Ｇ

硝酸Ｇ氢氟酸Ｇ

高氯酸溶解样品,讨论了溶样酸用量㊁分散介质㊁分散介质酸度对测定结果的影响及其他干扰元素的干扰情况,建立了一种高分辨率分光系统Ｇ连续光源原子吸收光谱法(H R ＧC SA A S )测定铀铌铅矿重选流程样品中铅的分析方法.

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１㊀试验部分

１．１㊀仪器与试剂

C O N T R A A７００型高分辨率分光系统Ｇ

连续光源原子吸收光谱仪.

铅标准储备溶液:１０００m g

L －１.铅标准溶液:１００m g

L －１,由铅标准储备溶液稀释而成.

酒石酸溶液:２００m g

L －１.盐酸㊁硝酸㊁氢氟酸㊁高氯酸㊁酒石酸均为分析纯;试验用水均为去离子水.

１．２㊀仪器工作条件

分析谱线P b２８３．３０６n m ;积分模式为平均值,读数时间为３s ;有效像素点为５个;全钛燃烧头,

１００mm ;乙炔Ｇ空气火焰;燃气流量６５L h －１;标准校正模式.

１．３㊀试验方法

将待测矿石样品在１０５~１１０ħ烘干,称取０．０３００~０．２０００g 置于１００m L 聚四氟乙烯烧杯中,用少量水润湿.加入１５m L 盐酸,盖上表面皿后置于电热板上加热至沸腾,５m i n 左右后取下;稍冷后加入５m L 硝酸,置于电热板上加热至沸腾,５m i n 左右后取下;

稍冷后用水清洗表面皿和杯壁,加入１０m L 氢氟酸和２m L 高氯酸,

置于电热板上加热至高氯酸冒白烟,２m i n 后取下冷却至室温;加入２m L 酒石酸溶液后,用少量水清洗表面皿及烧杯四壁,加入２０m L 盐酸(１＋１)溶液,继续置于电热板上加热至微沸,取下冷却至室温,用水定容至１００m L ,

摇匀,按仪器工作条件测定.随同样品分析处理空白溶液.

２㊀结果与讨论

２．１㊀样品分散介质的选择

铀铌铅矿重选后的精矿㊁中矿和尾矿中矿物组成主要有铌钛铁矿㊁铌钛铀矿㊁方铅矿㊁磁铁矿㊁钾长石㊁钠长石㊁石英㊁方解石和重晶石.试验结果表明,

采用盐酸Ｇ硝酸Ｇ氢氟酸Ｇ

高氯酸即可溶解样品[１１]

.溶解样品过程中先加盐酸,使样品中的硫形成硫化氢挥发后再加入硝酸,避免了盐酸和硝酸同时加入

时形成王水,将硫化铅氧化成硫酸铅沉淀;加入氢氟酸分解样品中的硅酸盐矿物,高氯酸发烟使样品中的硅和过量的氢氟酸完全挥发.溶液中含有共存的铌,在硝酸介质中容易水解,并对铅造成共沉淀干

扰[１２]

,因此试验采用盐酸(１＋９)

溶液作为分散介质.

２．２㊀分析谱线和像素点

针对光谱法吸光度最佳范围在０．２~１．０内的特点,试验以常用的P b２８３．３０６n m 作为分析谱

线[１３],测定１,３,５个像素点条件下标准溶液系列的

吸光度,结果见表１.

表１㊀在不同像素点下标准溶液系列的吸光度

T a b ．１㊀A b s o r b a n c e o f s e r i e s o f s t a n d a r d s o l u t i o n s a t

d i f f

e r e n t p i x e l p

o i n t s 样品

１像素点

３像素点

５像素点

标准零点(０．００m g

L －１)０００标准溶液１(２．００m g L －１)０．０３０．０７０．１０标准溶液２(５．００m g L －１)０．０７０．１８０．２４标准溶液３(１０．０m g L －１)０．１２０．３３０．４４标准溶液４(１５．０m g L －１)０．１７０．４５０．６１标准溶液５(２０．０m g

L －１)０．２２

０．５８

０．７８

㊀㊀由表１可知:

选择５个像素点作为测定取值点可满足上述要求.试验选择分析谱线P b

２８３．３０６n m 和５个像素点,

并采用自动扣背景模式进行测定.

２．３㊀共存元素的干扰

试验中存在的干扰主要为背景吸收及共存元素的光谱干扰.通过选择H R ＧC SA A S 的自动扣除背景模式,消除了测定过程中的背景吸收.由图１显示,铅测定的分析谱线没有受到邻近谱线的光谱干扰

.

图１㊀铅的吸收光谱

F i g ．１㊀A b s o r p t i o ns p

e c t r u mo

f P b ２．４㊀标准曲线及检出限

移取铅标准溶液０,２．００,５．００,１０．００,１５．００,２０．００m L 分别置于一组１００m L 容量瓶中,以盐酸(１＋９

)溶液作为分散介质,定容,摇匀.此标准溶液系列中铅的质量浓度分别为０,２．００,５．００,１０．００,

１５．００,２０．００m g

L －１,按仪器工作条件进行测定,

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