张 晶

中化地质矿山总局地质研究院，河北涿州，072754

铜铅锌矿石在电器工业、机械工业、冶金、化工、医药等领域有着广泛的应用，但传方法是利用火焰原子吸收方法对其矿石进行测定【1～4】，该方法不能进行多元素同时测定，分析测试人员的工作量较大，分析大批量样品时难于满足时间上的要求。电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）具有多元素同时测定的优点，并且在样品分析中已经得到了广泛应用。本实验使用王水溶矿比其他文献中使用硝酸-氢氟酸-高氯酸混合酸消化处理法【5】、盐酸-硝酸-硫酸混合酸处理法【6】节省溶矿时间，提高了工作效率。

1 实验部分

1.1 仪器及工作参数

iCAP 6300型电感耦合等离子体发射光谱(美国Thermo公司)。仪器条件见表1。

1.2 标准溶液和主要试剂

铜标准储备液：准确称取 0.100g 的金属铜（纯度大于 99.99%）置于烧杯中，加入 10 mL（1+1）HNO3，微热使 Cu完全溶解后，加入适量水和10 mL (1+1)HNO3，冷却后移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，得到浓度为1.00mg/mL 的储备液【7】。

表1 电感耦合等离子体发射光谱仪器条件Table 1 Inductively coupled plasma emission spectrometer conditions

铅标准储备液：准确称取0.1077g高纯氧化铅置于烧杯中，加入20mL HNO3，低温加热至溶解。冷却后移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，得到1.00mg/mL的储备液【7】。

锌标准储备液：准确称取0.1245g经800℃灼烧1h的高纯氧化锌置于烧杯中，加少量水湿润。加入 40mL（1+1）HNO3，低温加热至溶解。冷却后移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，得到1.00mg/mL的储备液【7】。

盐酸（HCl）、硝酸（HNO3）均为分析纯。

王水：HCl∶HNO3=3∶1，现用现配。

实验用水为去离子水。

1.3 标准曲线

铜铅锌标准曲线由标准储备液逐级稀释得到。分别移取50mL各标准储备液至250mL容量瓶中，加入 25mL HCl，用水定容，摇匀，得到200μg/mL的溶液，再分别移取5、25、50mL该溶液至100mL容量瓶中，分别加入5mL HCl，用水定容，摇匀，得到混合标准溶液系列，该系列中各元素浓度见表2。同时做空白。

表2 混合标准溶液系列Table 2 Series of mixed standard solution

1.4 实验方法

准确称取0.2500g（精确至0.0001g）样品于100mL烧杯中，加少量水润湿，再加入10mL HCl，盖上表面皿，于电热板上加热 30min，再加入20mL王水，蒸至体积为2mL左右，加入2mL浓HCl提取，用水转移至50mL容量瓶，定容，摇匀，放置过夜，用ICP—OES测定。

2 结果与讨论

2.1 仪器条件选择

2.1.1 波长选择 本文选择等离子体光谱仪推荐的各个被测元素的第一波长作为各个元素的测定波长，即 Cu 324.754nm，Pb 220.353nm，Zn 213.856nm。利用配制的标准曲线进行测定，以确保标准曲线在此波长的线性范围以内。测定结果见图1 3。

由图1 3可以看出，在各个波长测定时，标准曲线均未超出线性范围，所以可以选择 Cu 324.754nm，Pb 220.353nm，Zn 213.856nm进行测定。

2.1.2 观测高度选择 固定仪器其他条件不变，改变观测高度，测定GBW07286中各元素，其信号值见表3。

表3 观测高度对测定值的影响Table 3 Observation effect of height on the measuring values

由表3可以看出，观测高度在12mm时能兼顾三种元素的信号值，使其都能达到一个较高的信号，所以本实验观测高度为12mm。

2.2 溶矿方法选择

铜铅锌矿石分解有硝酸—氢氟酸—高氯酸混合酸消化处理法、盐酸—硝酸—硫酸混合酸处理法，这两种处理方法需要完全蒸干，实验过程较长，影响大批量分析任务的工作效率，所以本实验采用王水溶矿。

2.3 干扰因素分析

2.3.1 基体效应 溶液的粘度，密度，pH值等因素都会对测定效果产生影响，这种影响称之为基体效应。有实验表明，当硝酸和盐酸的含量在10%以下时对 Cu、Pb、Zn的测定无影响【8】。因此，本实验的标准溶液与样品溶液中保持同等酸度（5%的 HCl），以减少基体效应对测定结果的影响。

2.3.2 谱线干扰 Thermo公司的iCAP6300型电感耦合等离子体发射光谱软件谱线库中带有谱线及其强度和附近干扰元素。在软件中找到所选谱线，其强度及干扰元素见图4 6。

由图4 6可以看出，本文所选择的三条谱线附近大部分为微量元素，且其信号强度跟被测元素相差数百倍，因此，所选谱线附近没有强干扰元素。

2.4 方法检出限

在仪器最佳工作条件下，按本实验方法步骤制备12份空白溶液测定，以3倍标准偏差（3s）计算方法检出限（L）【9】,结果见表5。

表5 方法检出限Table 5 Detection limits of the method

2.5 方法精密度

选择国家一级标准物质 GBW07286（铜铅锌矿石成分分析标准物质），按照本文方法分解 12份样品并进行测定，计算相应的相对标准偏差（RSD），结果见表6。

由表 6可以看出，各元素的 RSD(%)在1.64 4.54之间，满足《地质矿产实验室测试质量管理规范》【10】分析要求。

2.6 方法准确度

选择国家标准物质GBW07233（铜矿石成分分析标准物质） GBW07236（铅矿石成分分析标准物质）GBW07237（锌矿石成分分析标准物质）GBW07286 （铜铅锌矿石成分分析标准物质）按照本文方法，各分解3份，取其平均值并计算相对误差，结果见表7。

表7 方法准确度Table 7 Accuracy of the method

由表7可以看出，结果与标准值吻合较好，说明本方法准确度较高，满足《地质矿产实验室测试质量管理规范》的要求。

3 结语

本实验使用王水溶矿——电感耦合等离子体发射光谱法同时测定铜铅锌矿石中的铜铅锌元素，方法操作简单，分析速度快，可同时测定三种元素，分析结果符合《地质矿产实验室测试质量管理规范》的要求。提高了大批量样品分析时的工作效率，适合大批量样品的分析工作。

1 GB/T14353.1-2010.铜矿石、铅矿石和锌矿石化学分析方法 铜的测定 [S]

2 GB/T 14353.2-2010.铜矿石、铅矿石和锌矿石化学分析方法 铅的测定 [S]

3 GB/T 14353.3-2010.铜矿石、铅矿石和锌矿石化学分析方法 锌的测定 [S]

4 金碧，潘齐存，戴品中，等.ICP-AES测定银焊料中的Cu、Zn、Ni三种元素[J].当代化工，2011，4(5)：545 546

5 徐进力，邢夏，张勤，等.电感耦合等离子体发射光谱法直接测定铜矿石中银铜铅锌[J].岩矿测试，2010（4）：377 382

6 王小强，侯晓磊，杨惠玲.电感耦合等离子体发射光谱法同时测定铅锌矿中银铜铅锌[J].岩矿测试，2011，30（5），576 579

7 《岩石矿物分析》编委会.岩石矿物分析（第二分册）（第四版）[M].北京：地质出版社，2011：106 109

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9 王晓凤，刘鸿皋，王树松.光谱分析中空白与检出限的讨论[J].光谱实验室1998，15(2)：76 78

10 DZ/T 0130—2006.地质矿产实验室测试质量管理规范[S]