【分享】ICP测试地质样品前处理25例（终结)附带PDF格式下载

2、测定钾长石中K , Na , Fe , Ti等元素

①称取样品0. 5000g，置于100mL铂皿中，加水湿润，加人l 0mL氢氟酸、3mL硝酸（1+1)，用铂丝搅拌均匀，于低温电炉上加热直至试样溶解，加人1mL高1mL高氛酸，再次加热蒸发至干。冷却后1mL高氛酸，再次加热蒸发至干。冷却，加人5mL盐酸(1+5)及l 0mL水，加热溶解盐类。冷却，将溶液移人100mL容量瓶中，以水定容。随同试样做空白试验。
注意事项：由于钾长石中K、Na含量较高，而Fe 、Ti含量较低，主体成分Si在溶解过程中已基本挥发掉，为了兼顾高低含量同时测定，选择称样0. 5g，定容于100mL容t瓶中比较合适。如果K、Na含量较高，先测出K、Na，配制人工基体进行基体匹配。
②称取钾长石试样0. l000g于聚四氟乙烯柑祸中，同时做一份空白，加几滴水润湿，加入2m1高氯酸、2m1硝酸、3m1盐酸、3m1氢氟酸置于控温电热板上，加增祸盖，放置1小时，升温至110℃保持1. 5-2h，揭去盖子，升温至240℃直至高氟酸白烟冒尽，加入l0ml盐酸，趁热浸取、冷却，移入100m1容量瓶中，用水稀释、摇匀。将空白试液和样品试液一起进行ICP测定。
注意事项：因为称样是0. 1g，稀至100m1，A1最大量是lmg/ml，故取0. 4、0. 6、0. 8、1、1. 5、2. 0 (mg/ml)做试验，所得结果，2. 0mg/ml铝以下，对Fe、Ca、Mg、Ti、K、Na的测定未见明显干扰。另外注意赶尽氢氟酸。

3、测定砂岩铀矿试样中铀的伴生元素

准确称取0.5 g试样于100 ml聚四氟乙烯烧杯中，少许水湿润，加人20 ml硝酸，7 ml氢氟酸，0.5 ml(1+1)硫酸，放于电热板上加热分解并蒸至白烟冒尽，取下，再加10 ml 硝酸蒸干取下，稍冷后加10 m1(1十3硝酸，加热使盐类溶解，冷却后移人25 ml比色管中，用水稀释至刻度。放置澄清后测量。
注意事项：HNO3-HCl-HF体系还会使Ga,Ge的氯化物挥发损失，所以要选用HNO3-HCl-H2SO4体系。由于砂岩中硅含量一般较高，需要足够的HF加快试样分解并除尽Si，剩余F用少量硫酸蒸干除去，选用HF 7 ml和践硫酸0. 5 ml为宜。硝酸的用量取决于样品的分解程度，用量少时试剂挥发较快，使较难分解的Sc, Y结果偏低，我们选择硝酸为20 ml。

4、测定以硅酸盐为主的矿物中Al、 Fe,、Ca、 Mg、K、Na、Ti、Mn等元素的方法

①准确称取105℃烘干2h的样品0.2 g于塑料王坩埚加1.5m!高氯酸，3 ml氢氟酸，加热将溶液蒸至白烟冒尽，取下冷却，加1:1HCl5 ml及适量水，加热溶解残渣，待溶液清亮冷却后移人100 ml容量瓶中。用水洗净钳塌并释至刻度，摇匀。
②称取中加少量水润湿，105℃烘干2h的样品0.2一0.5 g于铂坩埚或塑料王坩埚中，加10滴1：1硫酸，8 ml氢氟酸，加热，经常摇动加速矿样分解，待坩埚内溶液清彻后(如有浑浊不清，可酌量补加氢氟酸)，将溶液蒸至白烟冒尽，取下冷却，加1:1盐酸5 ml及适量水。加热溶解残渣，然后移人100 ml容量瓶中，用水洗净坩埚并稀至刻度，摇匀。此溶液可测定钙、镁、钾、钠、钦、铁，如用硝酸代替盐酸，还可测定锰。
③准确称取105℃烘干12h的样品0.2 g于镍坩埚中，加3 g氢氧化钾，于马弗炉中低温逐渐升温至650-700 ºC，保持30 min，取出冷却，用热水提取，用盐酸酸化，煮沸数分钟，冷后移人250 ml容量瓶中，用水定容(控制酸度2%-5%)。
注意事项：对有些元素的干扰可以用干扰因子校正消除。

5、测定超基性岩石样品中的磷、锡、钒、铬、锰

称取0.25g试样(精确至0. 000 1 g)于30m1聚四氟乙烯坩埚中，用少量水润湿，慢慢加人5 ml硝酸、l 0ml氢氟酸、1 ml高氯酸，盖上增祸盖，置于带孔的电热控温铝板上120℃预热分解1h，取下增涡盖，慢慢升温至220℃，冒尽高氯酸白烟，趁热向坩埚中加人3 ml盐酸(1 + 2)浸取干涸物，用水冲人l 0ml塑料比色管中，稀释至刻度，摇匀，待测。
注意事项：在实验过程中，采用了两种溶样酸度，氢氟酸的用量有所不同。一是采用5 ml氢氟酸、5 ml硝酸、1 ml高氯酸溶样，二是采用l 0ml氢氟酸、5ml硝酸、1 ml高氯酸溶样。以标准物质GBW 07103为例，测定结果表明：溶样酸度1测定的磷含量偏高，其他元素尚可，溶样酸度2各元素的测定结果均良好。标准物质GBW 07103中，二氧化硅的质量分数高达72.83%，用5ml氢氟酸溶样，其中的二氧化硅无法完全除去，针对磷元素的测定，在化学处理上需要足够量的氢氟酸消除硅的干扰，因此选择酸度2进行溶样。由测定谱图显示硅对磷产生干扰，使测定结果偏高。

6、测定长石中杂质元素

称取样品0.2g置于铂坩埚中，加适量水润湿，加HF l 0rnl ，（1+1）硫酸 l rnl。滴加（1+）硝酸加热，蒸发至白烟冒尽，冷却，加碳酸钠一硼酸混合熔剂（取无水碳酸钠2份，硼酸1份于玛瑙研钵中研细混匀储于广口瓶中备用）2g,移入高温沪中，在l000ºC熔融15min .取出稍冷加HCl(1+1) 10ml，加热溶解.冷却至室温后，将试液移入lO0ml量瓶中，用水稀至刻度.摇匀待测。以同样操作制备空白，将标准溶液、空白试液和试液一起进行1C P测定。
注意事项：长石中主要成分二氧化硅可用HF将其挥发掉，但在熔解残渣时，引入大量混合熔剂。影响试液的提升量，故在标准溶液配制时，应加入相应量的试剂空白，加以校正。铁、铝、钙、镁、钦、钾、钠等杂质元素无明显的干扰。

7、测定地质样品中15个稀土元素及钪

准确称量1. 0000 g试样于铂坩埚中，加5g过氧化钠，混匀，上复2g氢氧化钠，将坩埚放入520士10℃的马弗沪中熔融25min。取出坩埚，冷却。用滤纸擦净底部，将坩埚放入250 mL烧杯中，加入100 mL热的混合浸取液(90 mL热水中加入50%三乙醇胺溶液10 ml)。用水洗出坩埚，将烧杯置于低温电护上煮沸5 min,取下烧杯，用水冲稀至约200 mL，加少许纸浆，搅匀，冷至室温后用中速滤纸过滤，用10 g/L NaOH溶液洗烧杯3次，洗沉淀1- 8次，弃去滤液。用50 mL热的10%HCl溶液分次将沉淀溶解在原烧杯中。向溶液中逐滴加入25 g/L铜铁试剂溶液并不断搅拌，直至不再生成大量沉淀为止。用中速滤纸过滤，滤液用150 mL烧杯承接，以5 % HCl洗烧杯2-3次，洗沉淀4-5次，弃去滤纸和沉淀。滤液用NH4OH调至pH 8，加入10 mL NH4OH-NH4Cl缓冲液，2 mL 5 g/L PAN溶液，搅匀，在60-80℃电热板上保温30 min。取下，在室温下放置24-30 min，用慢速滤纸过滤。水洗烧杯2-3次，洗沉淀6~7次，弃去滤液。用50 mL热的10% HCl分多次溶洗沉淀于100 mL烧杯中。溶液在电热板上蒸发至约3mL转入10 mL比色营中，以水稀至刻度，摇匀。ICP-AFS侧定。
注意事项：试样中的基体元素浓度较大，样品经碱熔，三乙醉胺溶液提取、过滤后，可除去大量硅、钠、钾以及大部分铁、铝，但不能除掉钙、镁。即使在浸取液中加入EGTA，也只能除去大部分钙，不能分离掉镁。因此，在后面的样品处理过程中，如果仅以铜铁试剂作沉淀荆沉淀杂质，最后的溶液将有大量的镁盐存在。这将会影响试液提升量，使信号强度降低，测定结果产生系统误差。
PAN是一种良好的沉淀富集剂，它能与多种离子形成难溶而易过滤的沉淀。但如果仅以PAN作沉淀剂富集稀土元素及钪时，钛、锆会同时沉淀，不能与稀土分开而钛、锆的存在对于稀土元素中的Gd、Tb、Tm 、Ho、Dy等有谱线干扰。影响侧定结果。
采取以铜铁试剂分离铁、钛、锆，然后再以PAN沉淀富集稀土及钪，分离掉大量的钙、镁和尚存的部分铝，从而消除了ICP-AES侧定中存在的基体干扰和光谱干扰。

8、测定地质样品中的金

称取10. 00g样品于瓷舟中，放人高温炉内于700ºC焙烧1小时，冷却后，将样品移人150ml烧杯中，加人40mL王水 (1十l)，盖上表面皿，在电热板上加热煮沸，保持1h，冷却。加水60mL及5. 0mL0. 1%聚环氧乙烷，加人泡沫塑料一块，放置3h静态吸附，中途不时搅挤。取出泡沫塑料，用水冲洗数次，挤干后放人已盛有l0ml 1.0%硫脲的10mL比色管中，置于沸水浴中加热l0min，趁热将解脱液倒人干燥比色管或小烧杯中，冷却后按仪器工作条件进行金的ICP-AES法测定。
注意事项：
吸附条件
①酸度：王水浓度在2 %-40%（V/V)范围内都能定量吸附金，选择20%(V/V)王水介质。
②吸附时间：适量泡沫塑料在20%(V/V)王水含金试液中吸附3h，金吸附率)97 %，如采用振荡吸附，吸附时间10-30min即可。
③聚环氧乙烷的作用：加入聚环氧乙烷使可溶性硅立即凝聚，有利于金的吸附及泡沫塑料的洗涤。
解脱条件
①硫脲浓度：硫脲浓度在0.5%-3%（W/V)之间均能使载金泡沫塑料中一定量的金完全解脱，考虑到如硫脲浓度太低，当样品中含金量大时，可能会产生硫脲量不足的现象，而硫眠浓度增大，又不利于ICP光谱分析的进样，故选用1. 0 %（w/v）硫脲溶液作解脱液。
②解脱时间：硫脲解脱金，需在加热的条件下进行，在1.0%硫脲溶液中，在沸水浴中加热l 0min即可使金完全解脱。

9、测定地质样品中的主体元素

准确称取0. 2500g试样于银坩埚中，加人2g粒状NaOH和样品棍匀。于500℃放入马弗炉中，700℃熔融3-5min(有些难熔样品，可加人少量Na2O2，同时适当延长熔矿时间)，取出稍冷，将银坩埚放人150ml，烧杯中，以沸水提取。用5 %HCl洗净柑锅取出。将烧杯中的溶液分次慢慢倒人已放有25mL(1+1HC1溶液)的250mL容量瓶中，边倒边摇动，冷却后用水冲至刻度。摇匀。分取20mL溶液于100mL容量瓶中，加人l0mL浓HCl。冷却后用水稀至刻度待测。
注意事项：试样处理的好坏.直接影响分析结果的准确度。从目前报道的文献来看，曾有人用硝酸加氢氟酸加高氯酸溶矿，考虑到有的矿种酸溶法溶解不完全。采用偏硼酸锂、焦硫酸钾等熔矿，发现所制样品有的难于提取，有的盐度太大，容易造成雾化器喷嘴堵塞。经过几次实验，选择本法制备样品，所得溶液的盐效应及干扰效应均较小，比较适合实验的进行。

10、测定地质样品中微量锆、铪

称取0.5 g样品于铂坩埚中，加入2g过氧化钠，搅匀，上面再贾盖一层过氧化钠和1g氢氧化钠。将坩埚置于已升温至520士10℃的马弗炉中熔融15-20 min。取出坩埚，冷却，放人250 mL烧杯中，加约150 mL热水提取。用水洗出坩埚，在低温电炉上煮沸10 min驱除过氧化氢。冷却，用中速滤纸过滤，以1%氢氧化钠溶液清洗烧杯及沉淀7 -8次，最后用水清洗2一3次。将沉淀物连同滤纸放回原烧杯中，加入5 mL湿的阳离子交换树脂和2 .5 mL 20%酒石酸溶液，搅拌，放置20 min。移入25 mL比色管内，用水稀释至刻度，摇匀，千过滤。用ICP-AES法分别测定锆与铪。
注意事项：在酒石酸溶液中，锆和铪能与酒石酸形成稳定的配合物，该配合物不被阳离子交换树脂所吸附。利用该特性使干扰元素(铁、铝、钙、镁等)通过离子交换吸附在阳离子交换树脂上一步除去，而锆、铪富集在酒石酸溶液中。试样中的基体元素浓度较大，样品经碱熔融、水提取及过滤后，可除去大量的硅、钠、钾及部分铝.其他荃体成分如铁、钙、镁及剩余的铝可用离子交换分离法一步除去。否则，这些大量的基体元素将给锆、铪的侧定带来严重干扰。影响离子交换分离的因素有很多，溶液的酸度及酒石酸的浓度是其中的两个重要因素，下面分别进行讨论。
①酸度的影响：试验结果表明，H型阳离子交换树脂从无酸性至含0.1 mo1/L HC1的范围内，对Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+等离子的交换吸附均无明显影响。当HCl浓度大于Q.1 mollL时，随着HCl浓度的增加，基体元素( Fe, Al. Ca, Mg等)在酒石酸溶液中的残留量迅速增加,可选择无HCl酸性的酒石酸介质。
②酒石酸浓度的影响：采用不同浓度的酒石酸(0 . 5% -5%)的试验表明，Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+等离子的交换吸附无明显变化，但随着酒石酸浓度的增加，溶液中残留的钛含量增加。考虑到酒石酸浓度过低会引起锆、铪的水解，酒石酸浓度过高，不利于ICP-AES法的测定，易造成雾化器的堵塞及在矩管的内管喷嘴头上积聚炭粒使测定的精度变差，所以采用了2 %酒石酸介质。 由于溶液的酸度及介质的浓度对离子交换和 ICP信号强度都会产生影响，因此在实验过程中必须保持样品溶液制备与标准系列制备操作的一致性。