一种ICP电感耦合等离子发射光谱法连续测定钨精矿中的砷、钙的方法
文献发布时间：2023-06-19 18:37:28
技术领域
本发明涉及测定钨精矿技术领域，具体涉及一种ICP电感耦合等离子发射光谱法连续测定钨精矿中的砷、钙的方法。
背景技术
钨属于稀有元素，包括钨铁精矿和钨酸钙精矿两种，在地壳中含量仅为0.8％，我国钨储量约占世界总储量的55％，居首位；钨精矿华北、西北和西南都有产出，尤其是西起广西，经湖南、广东，江西，东至福建的南岭山脉一带，钨矿最多。
钨精矿华北、西北和西南都有产出，尤其是西起广西，经湖南、广东，江西，东至福建的南岭山脉一带，钨矿最多。其中又以江西南部最为集中，大小矿山达数百处，大吉山、西华山、岿美山、盘古山等都是世界有名的钨矿山。我国选冶钨矿物原料与国外不同国外长期以来开发的钨矿，主要是白钨矿，占总生产能力的60％。而我国尽管白钨矿已探明储量376万t，占全国钨矿总储量的71％，但由于一些大型、超大型钨多金属矿床的矿石物质成分复杂，嵌布粒度细，选冶技术尚未彻底解决，因而现阶段开采仍以石英脉型黑钨矿为主，占全国采出矿量的90％。
现有ICP电感耦合等离子发射光谱法只能分别检测钨精矿中的钙、砷含量，对于两种同时检测尚无标准检测方法。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种ICP电感耦合等离子发射光谱法连续测定钨精矿中的砷、钙的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种ICP电感耦合等离子发射光谱法连续测定钨精矿中的砷、钙的方法，包括以下步骤：
步骤一：实验仪器和参数；
仪器：ICP6300电感耦合待离子发射光谱仪；工作参数的选择；
步骤二：试剂和标准溶液的配制：钙标准储备溶液、砷标准储备溶液、钨标准贮存溶液；
步骤三：标准曲线的建立；步骤四：样品的前处理；
步骤五：分析结果的计算：
试料中砷的质量分数：
式中：
c——自标准曲线上查得的试料溶液中砷的浓度，单位为:μg/mL；
v——试料溶液的体积，单位为:mL；
m——试料量，单位为：g；
试料中钙的质量分数：
式中：
c——自标准曲线上查得的试料溶液中钙的浓度，单位为:μg/mL；
v——试料溶液的体积，单位为:mL；
m——试料量，单位为：g。
优选地，所述功率的选择，本方法选定功率为1150W；辅助气的流速为0.5L/min；垂直观测高度为11mm；泵速为50r/min，雾化气体流量为0.7L/min；长波所对应的曝光时间为15s，短波所对应的曝光时间为5s。
优选地，所述钙标准储备溶液：1mg/mL；
称取2.497g碳酸钙(99.99％)于250mL烧杯中，加入20mL水，滴加盐酸(浓度为1+2)使其溶解，并过量10mL，加热煮沸除去二氧化碳，冷却，转入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，此溶液含Ca1mg/mL。
优选地，所述砷标准储备溶液浓度为0.1mg/mL：称取三氧化二砷，As2O3置于100-110℃烘2h,在干燥器中冷却，0.1320g于250mL烧杯中，加入20mL水，0.2g氢氧化钠，加热溶解，转入1000mL容量瓶中，滴加酚酞指示剂呈红色，用盐酸中和至褪色，再用(1+99)稀盐酸稀释至刻度，摇匀，此溶液含砷0.1mg/mL。
优选地，所述钨标准贮存溶液：称取1.0000g光谱纯三氧化钨于压力釜中，加入氨水20mL置于120℃恒温干燥箱中溶解3h,取下冷却后，用蒸馏水定容于1000mL容量瓶中，混匀，此溶液1mL含三氧化钨1mg。
优选地，所述标准溶液配制：
以下溶液钨基体匹配浓度为0.20mg/mL；
空白：按照样品溶液的制备方法，制作一个试剂空白；
标准1：取钙母标准液(浓度为1mg/mL)10mL，取砷母标准溶液(浓度为0.1mg/mL)10mL，加入盐酸20mL，转入250mL容量瓶中，摇匀，备用；
标准2：只取砷母标准液(浓度为0.1mg/mL)50mL，加入盐酸20mL，转入250mL容量瓶中，摇匀，备用；
标准3：只取钙母标准液(浓度为1㎎/mL)50mI，加入盐酸20mL，转入250mI容量瓶中，摇匀，备用。
优选地，所述标准曲线的建立方法为：
待ICP仪器在最佳条件下稳定20分钟后，采用以上配制的混合标准曲线溶液系列，建立标准曲线；分析谱线的选择，推荐选择As189nm，Ca315nm。
优选地，所述样品的前处理方法为：
称取0.1000g样品至250mL烧杯中，加入2mL硝酸，再加入盐酸混合液20mL轻轻摇动烧杯，盐酸混合液的配制：盐酸1000mL+磷酸50mL混匀，放置电炉上低温熔样约5分钟，再加入2mL硝酸，继续加热5分钟，加入5mL混合酸，混合酸配制：硝酸+高氯酸1：1；继续低温加热至样品完全溶解，溶液呈现淡白色，体积5mL即可，取下烧杯稍冷，加入10mL盐酸，转入200mL容量瓶定容，摇匀、待测定。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明在钨精矿杂质元素分析当中，通常砷、钙都需要测定。本方法样品溶液制备方法更简单，可以实现钨精矿中砷、钙的连续测定，准确度更高，分析效率更高。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的一种ICP电感耦合等离子发射光谱法连续测定钨精矿中的砷、钙的方法，包括以下步骤：
步骤一：实验仪器和参数；
仪器：ICP6300电感耦合待离子发射光谱仪；工作参数的选择；
步骤二：试剂和标准溶液的配制：钙标准储备溶液、砷标准储备溶液、钨标准贮存溶液；
步骤三：标准曲线的建立；步骤四：样品的前处理；
步骤五：分析结果的计算：
试料中砷的质量分数：
式中：
c——自标准曲线上查得的试料溶液中砷的浓度，单位为:μg/mL；
v——试料溶液的体积，单位为:mL；
m——试料量，单位为：g；
试料中钙的质量分数：
式中：
c——自标准曲线上查得的试料溶液中钙的浓度，单位为:μg/mL；
v——试料溶液的体积，单位为:mL；
m——试料量，单位为：g。
本实施例的功率的选择，本方法选定功率为1150W；辅助气的流速为0.5L/min；垂直观测高度为11mm；泵速为50r/min，雾化气体流量为0.7L/min；长波所对应的曝光时间为15s，短波所对应的曝光时间为5s。
本实施例的钙标准储备溶液：1mg/mL；
称取2.497g碳酸钙(99.99％)于250mL烧杯中，加入20mL水，滴加盐酸(浓度为1+2)使其溶解，并过量10mL，加热煮沸除去二氧化碳，冷却，转入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，此溶液含Ca1mg/mL。
本实施例的砷标准储备溶液浓度为0.1mg/mL：称取三氧化二砷，As2O3置于100-110℃烘2h,在干燥器中冷却，0.1320g于250mL烧杯中，加入20mL水，0.2g氢氧化钠，加热溶解，转入1000mL容量瓶中，滴加酚酞指示剂呈红色，用盐酸中和至褪色，再用(1+99)稀盐酸稀释至刻度，摇匀，此溶液含砷0.1mg/mL。
本实施例的钨标准贮存溶液：称取1.0000g光谱纯三氧化钨于压力釜中，加入氨水20mL置于120℃恒温干燥箱中溶解3h,取下冷却后，用蒸馏水定容于1000mL容量瓶中，混匀，此溶液1mL含三氧化钨1mg。
本实施例的标准溶液配制：
以下溶液钨基体匹配浓度为0.20mg/mL；
空白：按照样品溶液的制备方法，制作一个试剂空白；
标准1：取钙母标准液(浓度为1mg/mL)10mL，取砷母标准溶液(浓度为0.1mg/mL)10mL，加入盐酸20mL，转入250mL容量瓶中，摇匀，备用；
标准2：只取砷母标准液(浓度为0.1mg/mL)50mL，加入盐酸20mL，转入250mL容量瓶中，摇匀，备用；
标准3：只取钙母标准液(浓度为1㎎/mL)50mI，加入盐酸20mL，转入250mI容量瓶中，摇匀，备用。
本实施例的标准曲线的建立方法为：
待ICP仪器在最佳条件下稳定20分钟后，采用以上配制的混合标准曲线溶液系列，建立标准曲线。
分析谱线的选择，推荐选择As189nm，Ca315nm。本方法光谱干扰和基体干扰可以忽略不计。由于钨精矿在测定时，样品溶液的含盐量较多，导致系统易出现堵塞现象，影响精度。所以应注意称样量和稀释倍数。溶液酸度的确定：如果盐酸HCL体积分数在5％-10％范围内，则实际测定值较为准确。然而，体积分数低于5％时，测定值比真实值小，反之亦然。特别应该注意的是，标准曲线溶液的酸度应尽量与样品溶液酸度保持一致，实际测定值较为准确。
本实施例的样品的前处理方法为：
称取0.1000g样品至250mL烧杯中，加入2mL硝酸，再加入盐酸混合液20mL轻轻摇动烧杯，盐酸混合液的配制：盐酸1000mL+磷酸50mL混匀，放置电炉上低温熔样约5分钟，再加入2mL硝酸，继续加热5分钟，加入5mL混合酸，混合酸配制：硝酸+高氯酸1：1；继续低温加热至样品完全溶解，溶液呈现淡白色，体积5mL即可，取下烧杯稍冷，加入10mL盐酸，转入200mL容量瓶定容，摇匀、待测定。
表1各元素标准曲线溶液浓度(μg/mL)
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。