亚硫酸钠浸取-电感耦合等离子体光谱法测定硫物相分析中的自然硫

霍成玉，何媛媛，马龙，王洪桂

（青海省地质矿产测试应用中心，青海 西宁 810000）

硫在自然界中分布面积极广，其存在的状态有自然硫、硫化物硫以及硫酸盐硫共三类矿物，但分布占多数的是硫化物硫和硫酸盐硫，自然硫的矿物分布较少。硫化物硫的矿物中主要有闪锌矿、黄铁矿、辉铜矿、方铅矿等等。硫酸盐的硫矿石中，主要有重晶石、石膏、芒硝、天青石、明矾石、苦土石等[1]。

自然硫是一种斜方晶锡的a硫，分子式为S8,一般都为火山作用下形成的硫或者是沉积作用下形成的硫。分布在地壳的最上部分以及其表部。在常态下自然硫呈黄色、棕黄色，含有杂质的时候呈有红色、黄色、黑色。条痕呈现为淡黄色或者白色

硫物相分析中自然硫的测试一般采用碘量法[2-4]，即用亚硫酸钠作溶剂浸取完全后，取适量溶液加入少量40%甲醛溶液，用乙酸酸化后用淀粉溶液作为指示剂，用0.05 mol/L 碘的标准溶液进行滴定。此方法虽然为国内经典方法，但是用容量法进行滴定测试过程比较繁琐，使用时间比较长，而且亚硫酸钠的用量控制不好会造成滴定终点不太稳定[5]。同时分析过程中用到的甲醛试剂是剧毒物，对人体会有一定的伤害，所以采用电感耦合等离子体光谱仪会简便快速地分析测试硫物相中的自然硫。

1 实验部分

除非另有说明，在以下分析实验用水仅使用去离子水。

1.1 仪器名称与试剂

电感耦合等离子体发射光谱仪（赛默飞世尔科技）；

氩气（纯度99.9%）；

盐酸（ρ=1.19 g/mL）；

亚硫酸钠（分析纯）；

实验用水均为去离子水。

1.2 仪器的工作条件

仪器的测量条件及工作参数见表1。

表1 iCAP6300 型电杆耦合等离子体发射光谱仪工作参数

1.3 硫化物（S2-）标准溶液配制

称取7.490 5 g 硫化钠（Na2S·9H2O；Mr=240.18） 于200 mL 烧杯中，用新煮沸冷却的水溶解后，移入1 000 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。得ρ（S2-）=1 mg/mL 标准工作液，现用现标定。

1.4 试样处理

准确在电子天平上称取1g 试样（精确到0.000 1），放置于250 mL 烧杯中，加入去离子水50 mL，再加入20 g 亚硫酸钠，用玻璃棒搅匀使其充分接触，放电热板上煮沸并沸水浴保持2 h （期间要补加适量的去离子水保持溶液的体积不发生改变）。取下，冷却，移入250 mL 的容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀并静置待用。

取5 mL 上述稀释好的清液至25 mL 比色管中，加入（1+1）盐酸5 mL 摇匀。

1.5 工作曲线绘制

取ρ（S2-）=1 mg/mL（A）标准工作液100 mL到1 000 mL，得ρ（S2-）=100 μg/mL 工作液。按此工作液绘制工作曲线，分别制备0.00、0.01、0.10、1.0、10.0、100、200μg/mL 曲线点，得0.000%、0.0003%、0.0025%、0.025%、0.25%、2.50%、5.00%。

1.6 仪器分析

新建分析方法，进行标准化处理，检查标准及试样的背景扣除情况(有必要时调整背景扣除位置，以便得到较好的分析结果)，开始分析。

2 结果与讨论

2.1 方法检出限的测定

选择最佳的仪器条件，按分析方法检测同一份硫铁矿试样7 次，自然硫的分析测试检出限数据结果见表2。

表2 方法检出限测试数据

测试结果显示，平行测定样品7 次，按1.000 0 g 取样量计算，测定平均值为7.04%，标准偏差为0.082 2，取t值3.143，计算得检出限0.26%。

2.2 方法精密度的测定

选择最佳的仪器条件，按分析方法检测同一份铜矿石试样7 次，自然硫的分析测试检出限数据结果见下表3。

表3 方法精密度测试数据

测试结果显示，平行测定样品7 次，按1.000 0 g 取样量计算，测定平均值为7.04%，精密度RSD为1.17%。

2.4 温度对测定结果的影响

在分析硫物相中自然硫的过程中，用亚硫酸钠浸取时，如果温度过低会导致浸取会不完全，会使自然硫偏低，如果温度过高会使亚硫酸钠形成结晶析出，盐类增高，仪器测定容易堵塞从而使结果偏低。所以保持沸水浴并及时加水来减少温度对测定结果的影响。

2.5 粒度对测定结果的影响

在分析硫物相中自然硫的过程中，粒度也对测定结果有一定的影响，小的粒度能大大地提高物相分析时的接触面积，会使溶解时的速度加快，如果粒度太大会使亚硫酸钠浸取不完全导致测试结果偏低，所以要求样品的粒度需保持在0.074 mm以下[6]。

3 结 论

本方法采用亚硫酸钠浸取-电感耦合等离子体光谱法测定硫物相分析中的自然硫，通过对硫铁矿和铜矿石中硫的物相分析，计算得出方法检出限为0.26%，标准偏差为0.082 2，方法精密度为1.17%。结果表明，本方法具有比较低的检出限以及比较高的精密度。能够满足硫物相中自然硫的测试要求。