电感耦合等离子体质谱法测定铌钽矿石中微量元素
发布网友
发布时间：2022-04-25 19:22
共1个回答
热心网友
时间：2023-10-14 08:39
方法提要
铌钽矿石试样于封闭溶样器中用氢氟酸-*于190℃长时间溶解;或采用偏硼酸锂(或过氧化钠)熔融，强碱介质中沉淀分离后，用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定铌、钽、锆、铪、锶、钡、锰、钛及稀土等元素。
仪器和装置
电感耦合等离子体质谱仪。
超声波清洗器。
试剂
偏硼酸锂(LiBO2·10H2O)置于铂皿中于～700℃脱水，磨细备用。
过氧化钠。
*。
盐酸。
氢氟酸。
氢氧化钠溶液(20g/L，500g/L)。
单元素标准储备溶液ρ(B)=1.00mg/mL配制方法略，见有关章节。
组合标准溶液:
由单元素标准储备溶液稀释为组合标准储备溶液，元素分组及各组溶液介质见表58.7。
表58.7 组合标准储备溶液［ρ(B)=20.0μg/mL］
组合储备标准溶液的有效期为一年。其中第三组如发生混浊或在使用中发现其中元素含量偏低，则需要及时重新配制。
组合标准工作溶液分别由三个组合标准储备溶液稀释制备，各元素浓度ρ(B)=20.0ng/mL，介质Φ(HCl)=5%。第一、二组标准溶液的有效期为1个月，第三组标准溶液使用前稀释。
内标元素组合储备溶液ρ(Rh，Re)=20.0μg/mL由铑和铼的单元素储备溶液稀释组合配制，介质Φ(HNO3)=10%。
内标元素工作溶液ρ(Rh，Re)=20.0ng/mL由内标元素组合储备溶液稀释配制，介质Φ(HNO3)=2%。于测定空白、标准和试样溶液时经过三通在线引入。
仪器调试组合溶液ρ(B)=1.0ng/mLB为Be，Co，In，Ce，U，由单元素标准储备溶液稀释组合配制。
干扰元素单元素试验溶液ρ(B)=1.0μg/mLB为Ba，Ce，Gd，Nd，Pr，Sm等，由各单元素标准储备溶液分别稀释配制。
分析步骤
(1)试样分解
密闭酸溶。称取50mg(精确至0.1mg)试样，置于密闭溶样器的聚四氟乙烯内罐中，加入0.5mLHNO3和2mLHF，加盖，放入不锈钢套中，拧紧。于190℃烘箱中加热48h以上。取出，冷却后，取出聚四氟乙烯杯，洗净杯盖，加入0.5mLHClO4，在电热板上加热蒸干，再加入1mLHCl，3mL去离子水，盖好，再放入密闭罐中，在烘箱中于190℃加热5h以上。取出，冷却后，转入10mL比色管中，稀释至刻度，摇匀。再取1.00mL，用(5+95)HCl稀释10倍，用ICP-MS测定。
偏硼酸锂熔融。称取0.1g(精确至0.0001g)试样，置于石墨坩埚中，加入0.5g脱水LiBO2，仔细搅匀。将石墨坩埚外套瓷坩埚后，置于已升温至1000℃的高温炉中熔融15min。取出坩埚，立即将流动性熔融物直接倒入装有～25mL(1+9)HNO3的150mL烧杯中，将烧杯放在超声波清洗器的水槽内，在超声波水浴中，已炸裂的熔融物细小颗粒迅速溶解。再加入5mL500g/LNaOH溶液，加热后放置过夜。用慢速滤纸过滤，用20g/LNaOH溶液洗涤沉淀，再用(1+1)热HNO3溶解沉淀至10mL。用含1g/L酒石酸的(5+95)HNO3稀释20倍后用ICP-MS测定。
过氧化钠熔融。称取0.1g(精确至0.0001g)试样，置于热解石墨坩埚中，按1+10的比例覆盖过氧化钠，混匀。将热解石墨坩埚放在磁坩埚中，于已升温至700℃的高温炉中熔样15min，稍冷后取出。用约80mL热水提取，放置过夜。用42号滤纸过滤提取液，用(1+1)热HNO3溶解沉淀至10mL，用含1g/L酒石酸的(5+95)HNO3稀释20倍后用ICP-MS测定。
(2)上机测定
以TJAExCell型ICP-MS为例的仪器工作参数见表58.8。
表58.8 TJAExCell型ICP-MS工作参数
被分析元素选用的测定同位素、测定限及干扰见表58.9。
表58.9 选用同位素，内标，试样的测定限及干扰离子组合
续表
注:①测定限按稀释倍数2000求出。②表中所列测定限是在调试溶液115In(1ng/mL)计数率为2×104s-1时得出。仪器型号或条件改变时测定限应根据实测得出。
点燃等离子体稳定15min后，用仪器调试组合溶液进行参数最佳化，要求仪器灵敏度达到1ng/mLIn溶液的计数率大于2×104s-1。同时以CeO/Ce为代表的氧化物产率小于2%，以Ce2+/Ce为代表的双电荷离子产率小于5%。
以高纯水为空白，用ρ(B)=20.0ng/mL组合标准溶液对仪器进行校准，然后测定试样溶液。在测定的全过程中，通过三通在线引入内标溶液。
仪器计算机根据标准溶液中各元素的已知浓度和测量信号强度建立各元素的校准曲线公式，然后根据未知试样溶液中各元素的信号强度，以及预先输入的试样称取量和制得试样溶液体积，给出各元素在原试样中的质量分数。
注意计算机给出的测定结果没有扣除流程空白。由于ICP-MS的高灵敏度及相应的高稀释倍数，需高度重视空白问题(包括试剂、环境、容器等所有环节);所以每批试样必须同时进行数份空白分析，最终随同试样上机测定，根据测定结果进行适当的空白修正。
注意事项
1)封闭酸溶适用于铌、钽含量较低试样，可同时测定四十几种元素。详见第16章硅酸盐岩石分析中16.38.3.1。
2)碱熔法适用于铌、钽含量较高试样，但测定时注意较高含量元素测定可能进入检测倍增器的模拟区所引起的测定误差问题，需进行可靠的脉冲-模拟转换校准，并增加相应高浓度Nb、Ta标准点。
3)过氧化钠试剂中锆的空白值较高且变化大，影响锆的准确测定。
