电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定铅精矿中的锑

方 迪

(北京矿冶研究总院，北京 102628)

电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定铅精矿中的锑

方 迪

(北京矿冶研究总院，北京 102628)

建立了电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定铅精矿中Sb元素的分析方法。实验中对难溶解的样品，确定了采用硝酸、硫酸、酒石酸溶样的方法，并选择了最佳工作条件。实验结果表明检出限为0.005 μg/mL，加标回收率为99.0%～102%，相对标准偏差为1.5%～3.2%。该方法快速准确，适用于铅精矿难溶解样品中锑含量的测定。

铅精矿；锑；电感耦合等离子体原子发射光谱法

0 前言

铅精矿是铅冶炼行业的一种重要原料，主要用来生产金属铅、铅合金、及铅化合物等。铅精矿中含有铜、锌、铝、镁、砷、锑等杂质元素，工业生产中根据铅精矿中铅含量及杂质元素的含量对其评级，所以准确快速地测定各元素的含量对于铅精矿的质量指标和价值起着重要的作用。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铅精矿中锑的含量已有文献报道[1]，但采用传统的溶样方法，如王水溶样，锑(Ⅲ)元素在溶液中不稳定，极易水解生成白色碱式盐沉淀，如SbOCl[2]，导致测定值偏低。因此，需要加入酒石酸络合，防止样品中锑的水解。与此同时，直接采用盐酸、硝酸、酒石酸溶样的方法[3]，对于一些难溶解含碳量高的铅精矿，最后仍会存在黑色不溶物，无法确定是否会造成锑的损失。因此，确定了采用硝酸溶样，加热至1～2 mL时滴加浓硫酸破坏碳化物，继续加热至近干，最后加入硝酸-酒石酸溶解盐类的溶样方法，并建立了ICP-AES法测定铅精矿中锑含量的分析方法，检测结果快速准确，能够很好地满足生产分析检测的需要。

1 实验部分

1.1 仪器及工作条件

700-ES系列全谱直读等离子体光谱仪(安捷伦科技公司)；ICP ExpertT MII 操作软件。高频发生器功率：1.15 kW；等离子体气流量：16 L/min；辅助气流量：1.6 L/min；雾化气流量：0.8 L/min；观察高度：10 mm；蠕动泵转速：15 r/min；清洗时间：20 s；稳定时间：20 s；一次读数时间：5 s；读数时间：3次[4]。

1.2 主要试剂

在分析过程中使用二次去离子水或者相当纯度的水。硝酸、硫酸、酒石酸(优级纯)，高纯铅(质量分数大于99.99%)。锑标准储备溶液(1 000 μg/mL，中国钢铁研究总院标准物质GSB G 62043-90(5101))。

1.3 实验方法

准确称取0.10 g(精确至0.000 1 g)试样，置于150 mL烧杯中，加入10 mL硝酸，盖上表面皿，在电热板上低温加热至1～2 mL时，滴加几滴硫酸，溶解残渣。继续加热至近干，取下，冷却后加入5 mL硝酸和5 mL酒石酸(100 g/L)溶液，加热使盐类溶解。取下后冷却，定容到100 mL容量瓶中混匀，静置，同法制备样品空白。对于含量较高的样品，稀释后按选定的仪器工作条件与标准溶液同时测定。

1.4 标准曲线

分别移取不同体积的锑标准储备溶液于100 mL容量瓶中，加入5 mL硝酸和5 mL酒石酸(100 g/L)溶液，以0.060 0 g高纯铅为基体(铅精矿中铅的含量约为60%)，用水稀释至刻度，混匀，配制锑的系列标准溶液，见表1，相关系数大于0.999 9。

表1 标准溶液系列浓度Table 1 Concentrations of the standard solutions /(μg·mL-1)

2 结果与讨论

2.1 分析谱线的选择

铅精矿中含有的低含量铜、锌、铝、镁、砷等杂质元素，根据仪器推荐的分析谱线和样品中被测元素含量及其光谱干扰情况，对被测元素的单标和混合标准溶液进行测定，比较分析光谱谱线表和仪器软件的谱线图[5]，谱线轮廓清晰，未发现明显的光谱干扰，确定锑的分析谱线为206.834 nm。

2.2 溶样方法的选择

选取两个难溶解的铅精矿样品，分别采用两种不同的方法溶解样品，然后测定，结果见表2，对这两种溶解方法进行考察。

方法1：即1.3实验方法。

方法2：准确称取0.10 g(精确至0.000 1 g)试样，置于150 mL烧杯中，加入10 mL硝酸，盖上表面皿，在电热板上低温加热至1～2 mL时，冷却后加入5 mL硝酸和5 mL酒石酸(10%)溶液，加热使盐类溶解。取下后冷却，定容到100 mL容量瓶中混匀，静置，同法制备样品空白。

表2 铅精矿中不同溶解方法锑元素测定值比较Table 2 Comparison of the Sb determined contents in lead concentrate which were determined using different dissolution methods /%

由表2结果可知，对于这两个难溶解的铅精矿样品，采用方法2溶解样品的测定值比方法1的测定值低。采用方法2时，在样品溶解的过程中，硝酸加热至小体积时，溶液底部仍存在黑色残渣，可能存在未溶解样品，导致结果低于方法1的测定值。由于锑是挥发性元素，此时滴加浓硫酸，不仅可以使黑色残渣溶解，而且不会导致锑的挥发性损失。最后采用硝酸-酒石酸溶解盐类，防止锑的水解损失，所以采用方法1溶解样品。

2.3 检出限、加标回收及精密度实验

按测定方法对空白溶液进行11次测定，根据其3倍的标准偏差计算出该方法的检出限，采用方法1溶解三组这两个铅精矿样品，在溶解前加入一定量的锑标准溶液，溶解后稀释10倍按照标准曲线法对样品中锑的含量进行测定，重复实验，见表3。

表3 检出限、回收率及精密度Table 3 Detection limits, recovery rates and precisions(n=11) /(μg·mL-1)

由表3可以看出，方法的检出限为0.005 μg/mL，加标回收率为99.0%～102%，相对标准偏差为1.5%～3.2%，回收率较高，标准偏差小，可行性好。

3 结语

建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铅精矿难溶解样品中Sb元素的分析方法，该方法快速准确，回收率和精密度高，提高了分析测试的效率，能够很好地满足生产分析检测的需要。

[1] 李岩.ICP-AES法测定铅精矿中的杂质元素[J].光谱实验室(ChineseJournalofSpectroscopyLaboratory),2001,18(1):761-763.

[2] 支波,陈进中.五氯化锑的水解过程[J]. 中国有色金属学报(ChineseJournalofNonferrousMetals),2006,16(9):1628-1633.

[3] 丁爱梅,李艳群,彭旭飞.电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定铅精矿中的铜、铋、锌、砷、铝、镁和锑量[J].冶金分析(MetallurgicalAnalysis),2015,31(3):78-80.

[4] 马丽.电感耦合等离子体发射光谱法测定锌精矿中的铟[J].中国无机分析化学(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2013,3(2):50-52.

[5] 阮桂色.电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)技术的应用进展[J].中国无机分析化学(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2011,1(4):15-18.

Determination of Antimony in Insoluble Lead Concentrateby Inductively Coupled Plasma-Atomic EmissionSpectrometry(ICP-AES)

FANG Di

(BeijingGeneralResearchInstituteofMiningandmetallurgy,Beijing102628)

A method for determination of antimony in insoluble lead concentrate by ICP-AES was established in this article. For the samples, which were difficult to be dissolved, nitric acid, sulfuric acid and tartaric acid were determined to be used for sample dissolution treatment and the optimal conditions for determination were also found. The results indicated that the detection limit of antimony was 0.005 μg/mL，with the recoveries of 99.0%-102% and the relative standard deviations of 1.5%-3.2%. The method is precise and rapid so that it can be used in the determination of antimony in insoluble lead concentrate.

lead concentrate; antimony elements; inductively coupled plasma atomic emission spectrometry

2016-01-14

2016-02-15

方迪，男，助理工程师，主要从事于矿石及有色金属中元素的光谱分析研究。E-mail:difang_happy@163.com

10.3969/j.issn.2095-1035.2016.03.012

O657.31；TH744.11

A

2095-1035(2016)03-0050-03