肖宇 魏俊 李永丽 康卫

（1.绵阳海关综合实验室 四川绵阳 621000；2.四川精标检测技术有限公司；3.南充海关综合实验室）

1 前言

铬是重要的战略物资之一，具有质硬、耐磨、耐高温、抗腐蚀等特性，在冶金工业、耐火材料和化学工业中具有广泛的应用[1]。 铬铁矿是我国的短缺矿种，储量少、产量低，每年消费量的80%以上依靠进口，全国每年进口铬铁矿约1.0×107t，铬铁矿的全分析检测频次非常高，涉及国际贸易和结算金额较大。 我国现行铬铁矿国标分析方法采用多种方法分解样品[2-6]，几种方法耗用的时间均较长，且使用的方法不同，导致铬铁矿分析所需周期长、工作量大、对环境污染较大。因此，开发一种简便、快速、高效的铬铁矿检测方法体系具有极大的经济效益和社会效益。本方法检测结果准确，试剂品种及用量少、熔解温度较低，缩短了铬铁矿检测周期，具有较高的社会及经济价值。

2 实验部分

2.1 试剂及标准溶液

过氧化钠（Na2O2）、氢氧化钠（NaOH）、盐酸（HCl）、硝酸（HNO3）为分析纯；钙（Ca）标准储备溶液、镁（Mg）标准储备溶液、铁（Fe）标准储备溶液、铝（Al）标准储备溶液、硅（Si）标准储备溶液、铬（Cr）标准储备溶液（100 μg/mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心）；铬铁矿成分分析标准物质GBW（E）070132；分析用水均为去离子水。

2.2 仪器及工作条件

高温炉、控温电热板、铂金坩埚、聚四氟乙烯容量瓶、聚四氟乙烯烧杯、电磁式制样粉碎机（DF-4）；电感耦合等离子光谱仪（Prodigy XP），配有同心雾化器、蠕动泵进样，入射功率1.1 kW，辅助气流量0.2 L/min，雾化气压力28 PSI，样品提升量1.4 mL/min。

2.3 预试样制备

取铬铁矿样品500g 左右，粉碎后过孔径为75μm筛网（200 目筛），混合均匀后105℃烘约2 h，置于干燥器中冷却至室温，备用。

2.4 绘制标准曲线

以混合标准储备液配制成0 μg/mL、0.10 μg/mL、0.20 μg/mL、0.40 μg/mL、0.80 μg/mL 系列标准溶液，溶剂为5% HNO3溶液。

3 结果与讨论

3.1 碱熔体系及碱试剂用量的选择

我国现行铬铁矿国标分析方法测Al、Ca、Mg、Fe含量时用浓的高氯酸、硝酸、盐酸进行加热溶解，然后用Na2O2经800～1 000℃高温熔融；测定硅含量时用混合熔剂（无水碳酸钠、四硼酸钠、硝酸钾）于1 000～1 100℃制备测试样；测定Cr 含量时用Na2O2于800～850℃熔融后制备试样，耗时较长，能耗较大且污染严重。本方法使用Na2O2、NaOH 混合熔剂体系，525℃，结合电感耦合等离子光谱法（ICP-AES），可快速、高效、准确对铬铁矿中Ca、Mg、Fe、Al、Si、总Cr 含量进行分析，结果均较满意。

称取0.5 g 预试样，加入1 g Na2O2、1 g NaOH，混合均匀，用铂丝混匀，在525℃的高温炉中熔融，热水浸取，HCl 中和，稀释定容至100 mL。 使用ICP 对试液中Ca、Mg、Fe、Al、Si、Cr 含量进行分析，检测周期3～4 h，方法简单快速、结果准确、使用试剂少，可大大减少环境负担。 不同配比体系下碱熔效果详见表1。

表1 不同配比体系下碱熔效果

经过不同碱试剂用量实验发现，在0.5 g 样品情况下， 加入1 g Na2O2和1 g NaOH 与样品充分混合后525℃加热1 h，样品熔融完全且引入的污染较小。

3.2 仪器分析谱线的选择

矿石样品光谱干扰较多，采用ICP-AES 时选用干扰较小的谱线， 分析线分别为Ca 315.887 nm，Mg 279.553 nm，Fe 240.489 nm，Al 394.401 nm，Si 251.611 nm，Cr 267.716 nm。

3.3 精密度实验

精密度实验结果详见表2。

3.4 加标回收实验

称取铬铁矿样品， 加入标准溶液后按上述方法熔样后测定，按实验方法进行测定，计算回收率，详见表3。

表2 精密度实验

3.5 检出限

表3 回收率实验

在最佳测试条件下， 对空白连续测定20 次，以3 倍标准偏差计算方法的检出限，结果详见表4。

表4 空白实验

4 结语

根据以上实验结果，对铬铁矿样品的称样量、碱熔体系的配比及用量、熔样温度及时间进行了优化，确定试样0.5 g、1 g Na2O2与1 g NaOH，525℃，60 min熔融铬铁矿结合电感耦合等离子发射光谱法， 可快速、准确地对样品中中Ca、Mg、Fe、Al、Si、总Cr 含量进行测定。 根据精密度、准确度及空白实验可知，本方法能够满足铬铁矿的分析要求。