使用ICPMS測試巖石中的鎢元素含量

　　金屬鎢在我國各個領域的應用越來越廣泛，因此鎢元素的測定方法越來越重要。傳統的測試方法主要有容量法和比色法、極譜法，這些方法的精密度和準確度都比較好，但是測定的速度比較慢，而且需要的人工數比較多，工作的強度比較大。ICP-MS這種方法的檢出限低，重現性比較好、基體的影響比較小，而且能夠同時測定多種元素，同時能夠減少了繁瑣的化學的手工操作，因此近年來在地質、材料、冶金和環境保護等方面都得到了很好的應用。自然界的巖石礦物種類比較繁多，結構也比較復雜，因此巖石贗品的處理也比較復雜。本文采用酸溶的方法來對樣品進行處理，然后使用ICP-MS進行測定，具有很好的參考意義。 
　　1 實驗部分 
　　1.1 實驗試劑和實驗儀器 
　　1.1.1 實驗儀器 
　　美國thermo的poems 3型的等離子體質譜儀，耐氫氟酸的矩管，工作的氣體為純度99.99%的氬氣，十字霧化器，工作條件：射頻功率：1.2 kW；等離子體的流速：18 L/min；輔助氣的流速：1.8 L/min；霧化氣的流速：0.8 L/min。 
　　Milli的超純水儀，Millipore公司； 
　　賽多利斯的BS210S的電子天平，德國賽多利斯公司。 
　　1.1.2 實驗試劑 
　　實驗用水均為高純去離子水。 
　　硝酸、鹽酸、氫氟酸、高氯酸都為優級純的化學試劑，國藥化學試劑。 
　　1.2 實驗方法 
　　1.2.1 樣品制備過程 
　　使用電子天平量取0.1 g的巖石礦物樣品，將其放入聚四氟乙烯的坩堝中，先用少量的高純水來將巖石礦物樣品濕潤，然后依次加入5 mL的氫氟酸、5 mL的硝酸和1 mL的高氯酸，然后將坩堝放入電熱板上進行加熱，當溶液中的白煙冒干凈之后，加入5 mL的王水溶液（HCL∶HNO3=3∶1）進行繼續溶解。充分溶解完全后將溶液轉移至50ml的容量瓶中，用超純水定容搖勻，等待測試。同時做空白實驗。 
　　1.2.2 標準曲線的繪制 
　　本文使用外標法繪制標準曲線。使用鎢的標準溶液來配置標準曲線，依次配置0、0.1 μg/mL、0.2 μg/mL、0.5 μg/mL、1 μg/mL、5 μg/mL的一系列的標準溶液。然后以標準溶液濃度作為橫坐標，以測試結果的峰面積作為縱坐標，繪制一條標準曲線。 
　　2 結果和討論 
　　2.1 方法的精密度和檢出限 
　　2.1.1 方法的精密度 
　　本文選取5批巖石樣品進行測試，對每批巖石樣品均進行處理和測試6次，對測試結果進行計算，得出電感耦合等離子體-質譜法（ICP-MS）測試金屬鎢的相對標準偏差數據見下表1。從表中可以看出，該方法測試金屬鎢的相對標準偏差在0.92%～1.31%的范圍內變化，測試結果的精密度比較好，滿足測試方法的需求。 
　　2.1.2 方法的檢出限 
　　本文對空白樣品連續測定20次，計算出測試值的標準偏差，然后用3倍的標準偏差來計算檢出限，本文計算出使用ICP-MS測試鎢的方法的檢出限為0.1 μg/g。 
　　2.2 方法的回收率 
　　本文以加標回收率來判斷方法的回收率是否滿足要求。通過向同一批樣品中依次添加不同質量的鎢，然后按照上述的方法進行處理與測試，然后按照以下公式對測試結果進行處理。當加標回收率落在95%～105%的范圍內，則方法的回收率滿足需求。 
　　加標回收率=（加標樣品的測定總值-樣品的測定值）/加標量。計算結果見表2。 
　　2.3 樣品處理方式的討論分析 
　　巖石樣品的溶解方式通常為酸溶解和堿溶解，其中堿溶解巖石樣品比較完全，但是堿溶解會引入比較多的基體元素包括鉀元素和鈉元素等，而且堿溶的操作比較復雜，因此該文使用酸溶的方法。不同的酸溶體系對樣品的溶解程度不相同。可以作為溶解樣品的酸有鹽酸、硝酸、氫氟酸、高氯酸、王水、磷酸、硫酸等，但是由于磷酸和硫酸的粘度很大，導致樣品溶液進入ICP中的霧化器后霧化效率低，如果要采用硫酸和磷酸，需要使用很低的濃度，因此本文排除這兩種酸。該文選用硝酸-氫氟酸-高氯酸的混合酸體系進行溶解，然后繼續用王水繼續溶解，能夠保證巖石樣品得到充分的分解，保證了測試結果的回收率和準確性。 
　　2.4 干擾元素的分析 
　　該文通過實驗得出，將樣品按照標準的處理方法進行處理后，樣品中的鐵、鋅、銅、錳、鈦、鈣、鎂等元素對于金屬鎢的測試都影響不明顯，因此本文不需要采用一些金屬掩蔽劑來對這些元素進行預處理。 
　　3 結語 
　　該文采用電感耦合等離子體-質譜法（ICP-MS）測試巖石樣品中的鎢含量，樣品的前處理比較簡單和安全，樣品測試結果的精確度和準確度都能夠滿足測試的需求，相對標準偏差RSD（n=6）小于2.0%，加標回收率落在95%～105%的范圍內，方法的檢出限為0.1 μg/g，也比較低，能夠檢測樣品中鎢含量比較少的樣品。本方法快速、簡便，適合于大批量的樣品的檢測，因此值得推廣。