电感耦合等离子体发射质谱法测定钨矿石中的钨华

2023年12月14日发(作者：)

电感耦合等离子体发射质谱法测定钨矿石中的钨华

孙莉;马玲;刘瑱;马海萍;赵玲

【摘 要】A method for the determination of tungstite in tungsten ores by

inductively coupled plasma-mass spectrometry was established. The ores

samples were extracted and separated with ammonia solution. The

extracting solution was diluted to 10 times volume and determinated in

the medium of 3% hydrochloric acid . The mass concentration of WO3 was

linear with signal intensity in the range of 0-100 ng/mL with the linear

correlation coefficient of 0.9999, the detection limit was 0.5 ng/mL. The

tungstite in 5 tungsten ores and 2 reference materials samples was

determined by the method, the relative standard deviation of detection

results was 2.15%-9.46% (n=12). The detection results were consistent with

the results of polarography, and the relative deviation was less than 10%.

The method is fast and simple, has high precision and accuracy, it is

suitable for determination of tungstite in tungsten ores.%建立电感耦合等离子体发射质谱法测定钨矿石中钨华的含量.用氨水溶液对矿石样品进行浸取分离,将浸取液稀释10倍体积后测定,以3%盐酸溶液作为测定介质.WO3的质量浓度在0~100 ng/mL范围内与信号强度呈良好的线性关系,相关系数为0.9999,方法检出限为0.5 ng/mL.用该方法对5个钨矿石样品和2个标准物质样品中的钨华进行测定,测定结果的相对标准偏差为2.15%~9.46%(n=12),且与经典方法极谱法测定结果的相对偏差小于10%.该方法快速、简便,精确度较高,可用于钨矿石中钨华的测定. 【期刊名称】《化学分析计量》

【年(卷),期】2017(026)002

【总页数】3页(P31-33)

【关键词】电感耦合等离子体发射质谱法;钨矿石;物相分析;钨华

【作 者】孙莉;马玲;刘瑱;马海萍;赵玲

【作者单位】安徽省地质实验研究所,合肥 230041;安徽省地质实验研究所,合肥

230041;安徽省地质实验研究所,合肥 230041;安徽省地质实验研究所,合肥

230041;安徽省地质实验研究所,合肥 230041

【正文语种】中 文

【中图分类】O657.3

我国是世界上钨矿储量最大的国家，占世界钨矿总量的60%以上，主要集中在湖南、江西、河南等地［1-2］。具有经济价值的钨矿床其主要类型有矽卡岩型、石英脉型、斑岩型和云英岩型。物相分析［3-6］在地质普查、矿床综合评价、选矿以及冶炼中有着重要应用。根据原理不同物相分析可以分为物理物相分析和化学物相分析，其中化学物相分析是利用选择性溶解的方法，使欲测矿物（或化合物）进入溶液，然后测定溶液中矿物的含量。通常情况下，钨矿石的化学物相分析只测定钨华［WO3］、白钨矿［CaWO4］及黑钨矿［(Fe，Mn)WO4］的含量。

实际钨矿石样品中钨华的含量通常较低，因此其含量测定是钨矿石物相分析中的一个难点。比色法［7-9］是经典分析方法，但分析时间长，流程繁琐，检测灵敏度低，有时达不到测定要求；极谱法［10-12］检测灵敏度相对较高，但线性范围窄，而且测定过程中毛细管易堵塞并生成有毒的汞蒸气，危害人体健康。电感耦合等离子体质谱仪已被广泛应用于地质样品中总钨的测定［13-15］，但在钨矿石物相分析中的应用较为鲜见。笔者建立了电感耦合等离子体发射质谱法（ICP-MS）测定钨矿石中的钨华含量，与传统方法相比，该方法操作简便、快捷，灵敏度高，测量结果准确、可靠。

1.1 主要仪器与试剂

电感耦合等离子体质谱仪：X-Series Ⅱ型，美国Thermo Scientific公司；

超纯水系统：DZG-303A型，美国艾科浦公司；

电热恒温水浴锅：XMTD-7000型，上海科恒实业发展有限公司；

电子天平：LE104E型，瑞士Mettler Toledo公司；

盐酸、硝酸：优级纯，苏州晶瑞化学股份有限公司；

氨水：分析纯，江苏强盛功能化学股份有限公司；

氯化铵：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

氧化钨：纯度为99.99%，中国计量科学研究院；

氢氧化钠溶液：40 g／L，称取40 g分析纯氢氧化钠，溶于1 000 mL水中；

钨矿石样品：编号为GWX-W-1～GWX-W-5），安徽省地质实验研究所；

钨矿石成分分析标准物质：编号分别为GBW 07241，GBW 07284，中国计量科学研究院；

实验室用水为超纯水（电阻率不小于18 MΩ·cm）。

1.2 钨标准储备溶液制备

称取1.000 0 g氧化钨于200 mL烧杯中，加入100 mL氢氧化钠溶液，盖上表面皿，加热溶解。冷却后，移入1 000 mL容量瓶中，用氢氧化钠溶液稀释至标线，摇匀，转入干燥的塑料瓶中贮存。该溶液中三氧化钨的质量浓度为1 000 μg／mL。

1.3 仪器工作条件

射频功率：1 250 W；冷却气(Ar)流量：13.0 L／min；辅助气(Ar)流量：0.7 L／min；雾化气(Ar)流量：0.8 L／min；蠕动泵数：30 r／min；采样深度：145；测量方式：跳峰；扫描次数：40；质量数通道数：3；总采集时间：25 s；停留时间：18 s；样品间隔冲洗时间：10 s。

1.4 实验方法

准确称取样品0.200 0～0.500 0 g于250 mL锥形瓶中，加入50 mL新鲜氨水，塞上带有50 cm长的玻璃管的橡皮塞，置于70℃恒温水浴锅中加热浸取2 h（温度达到70℃后开始计时），每隔10 min摇动1次，2 h计时完毕后取下。稍冷，加入0.2 g氯化铵，摇匀，立即用致密慢速定量滤纸过滤，用热的2%氨水溶液洗涤锥形瓶、残渣和滤纸4～5次，再用水洗5～6次，将滤液承接于250 mL容量瓶中，定容，摇匀，制得钨华样品溶液，待测。同时制备空白样。

从制备好的钨华浸取液中分别抽取5.00 mL溶液于50 mL比色管中，补加盐酸至溶液酸度为3%，用超纯水稀释至标线，摇匀。按仪器操作程序，调节仪器各参数至最佳状态，待仪器点火稳定0.5 h后，将标准工作溶液和钨华样品溶液先后引入高温等离子体火焰中，对钨元素进行测定。

2.1 样品预处理方法选择

有研究表明，ICP-MS法测定过程中，待测溶液的含盐量对信号的稳定性有影响［16］。将钨矿石样品经氨水溶液浸取分离为钨华，对于同一浸取液，分别采用直接分取酸化和分取后用电热板蒸发至小体积两种方法进行预处理后测定，结果见表1。由表1可知，两种预处理方法测定结果无明显差异。为了简化操作过程，采用分取直接酸化的方法。为了保证信号的稳定性并满足仪器灵敏度要求，将浸取液稀释10倍体积后进行测定。

2.2 酸介质和浓度的选择

通常可以作为介质的酸有盐酸、硝酸、王水、磷酸、硫酸等。由于硫酸和磷酸的黏度太大，测定过程中对溶液雾化有影响，因此实际工作中较少采用。采用不同浓度的盐酸、硝酸、王水3种介质分别对20 ng／mL的钨标准溶液进行试验。结果表明，同一浓度的3种酸介质下测定结果无明显差异，酸度为2.5%～4%时测定结果较好，综合考虑，选择3%盐酸作为待测液的测定介质。

2.3 干扰消除

ICP-MS法测定过程中的干扰分为质谱干扰和非质谱干扰。质谱干扰主要为同量异位素、多原子等干扰，可以通过优化仪器条件和仪器内设的干扰校正方程来消除。非质谱干扰主要来自样品基体，当被测元素受到基体中其它元素影响时，其信号受到抑制或增强，可以通过加入内标的方式对基体效应、接口效应和仪器漂移进行补偿和校正，本实验以Re作为内标元素。

2.4 标准工作曲线与检出限

对钨标准储备溶液逐级稀释，并补加盐酸至溶液酸度为3%，配制成WO3质量浓度分别为0，0.2，2，20，100 ng／mL的系列标准工作溶液。在1.3仪器工作条件下分别测定，以WO3的质量浓度(X)为横坐标，信号强度(Y)为纵坐标，由仪器自动绘制标准工作曲线。在0～100 ng／mL范围内，标准工作曲线方程为Y=0.028 6X+0.003 2，相关系数r=0.999 9。

对空白样品连续测定12次，以3倍标准偏差计算检出限，得到该方法的检出限为0.5 ng／mL。

2.5 方法精密度试验

按照1.3实验方法，分别处理并测定5个钨矿石样品（GWX-W-1～GWX-W-5）和2个国家标准物质(GBW07241，GBW07284)样品中的钨华含量，计算测定结果的相对标准偏差，结果见表2。由表2可知，本方测定结果的相对标准偏差小于10%，表明该方法的精密度良好。

2.6 方法准确度试验

由于目前没有关于钨矿石物相分析的标准物质，极谱法作为钨的经典测定方法，测定结果可靠，因此可以通过两种测定方法的结果比对来考察本法的准确度。采用ICP-MS法和极谱法分别对5个钨矿石样品（GWX-W-1～GWX-W-5）和2个国家标准物质(GBW 07241，GBW 07284)中的钨华进行测定，结果见表3。由表3可知，本法与极谱法测定结果相对偏差小于10%，表明该方法的准确度较高。

建立了电感耦合等离子体发射质谱法测定钨矿石中钨华的含量，该方法样品预处理简单，既克服了比色法分析流程繁琐、灵敏度不能满足测量要求等缺点，又避免了使用极谱法测定过程中产生的汞蒸气对人体的危害。该方法操作简单，分析速度快，精密度和准确度满足检测要求，具有推广和使用价值。

【相关文献】

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