摘 要：稀散元素矿石经HCl-HNO3-HF-HClO4消解后，用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定重金属元素Ni、Cu、Zn、Cd、Sb、Pb、Bi的含量。该方法检出限为0.004～0.51 µg·g-1，相对标准偏差（RSD，n=6）为1.08%～4.67%，分析结果准确可靠，是测定稀散元素矿石中重金属含量的一种较好的分析方法。
关 键 词：稀散元素；ICP-MS；重金属；测定
中图分类号：O 657 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2017）03-0563-03
Abstract： After the scattered elements ore was digested by HCl-HNO3-HF-HClO4 process， heavy metal elements including Ni，Cu，Zn，Cd，Sb，Pb and Bi were determined by ICP-MS. The method"s detection limit was 0.004～0.51 µg·g-1， the relative standard deviation （RSD=6） was 1.08%～4.67%， The analysis result is quite accurate and reliable， and it is a good method for determination of heavy metal elements in scattered elements ore.
Key words： Scattered elements； ICP-MS； Heavy metal； Determination
稀散元素是指在地壳中分布量较少的（一般为10-9），主要以分散状态存在的化学元素[1]。主要包括Ga， In， Ge， Tl， Se， Te， Cd， Re。由于稀散元素具有许多极其优异的物理性能，所以它在现代工业产品以及新的科学技术成就上有着非常重要的作用，其广泛应用于电子、计算机、宇航、化工及医药卫生等方面[2]。由于稀散元素在自然界中单独成矿几率较小，其多伴生于其他金属矿中[3]，因此，研究稀散元素矿石中重金属的含量，对其矿山的开采与生产冶炼有着重要的指导意义。
近年来随着ICP-MS等离子体质谱仪的日益普及，其已经成为地球化学调查样品多元素分析非常重要的检测手段。ICP-MS具有检出限低、灵敏度高、精密度好、线性范围宽、可以多元素同时测定等优点[4，5]。本试验研究了以HCl-HNO3-HF-HClO4消解样品，用ICP-MS法同时测定稀散元素矿石中的重金属Ni、Cu、Zn、Cd、Sb、Pb、Bi的含量，该方法操作简便，重现性好，准确度高，结果令人满意。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
X系列Ⅱ型电感耦合等离子体质谱仪（美国热电公司）；
盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸均为优级纯；
实验室用水：超纯水。
1.2 标准溶液
内标溶液：ρ（Re）=25 µg·L-1；
ICP-MS调谐液：ρ（Be， Co， In， U， Ce， Ba， Tl）=10 ng·mL-1；（美国热电公司提供）；
镍铜锌锑镉铅铋混合标准溶液：100 µg·mL-1，（购于国家分析测试中心）
测定时用5%的HNO3逐级稀释成0.1，0.5， 1.0， 5.0，10.0， 50.0， 100.0 µg·L-1的标准系列溶液备用。
1.3 样品前处理
准确称取0.200 0 g试样置于25 mL聚四氟乙烯坩埚中，加几滴水润湿，依次加入5 mL盐酸、2 mL硝酸、2 mL氢氟酸及0.5 mL高氯酸，盖上坩埚盖，130 ℃加热5 h，取下坩埚盖，升温至200～220 ℃，待高氯酸烟冒尽，取下冷却。加入5 mL王水（1+1）溶解盐类，移至50 mL容量瓶中，用超纯水稀释至刻度，摇匀待测。
同时平行制备2份空白，待上机测定。
1.4 样品测定
开机，待仪器的真空度小于6.0×10-7，开启氩气，冷却水，仪器点火，待仪器运行稳定30 min后，优化质谱仪各项工作参数，在选定的仪器工作条件下，分别测定标准系列，流程空白和各个样品，根据标准曲线计算试样中的各元素含量。各元素测定绘制的标准曲线线性关系良好，相关系数为0.999 6～1.000 0。
2 结果与讨论
2.1 ICP-MS工作参数的选择
仪器点火，待仪器稳定30 min后用质谱调谐液ρ（Be， Co， In， U， Ce， Ba， Tl）=10 ng·mL-1对仪器条件进行优化。通过仪器设置的程序，使仪器灵敏度、背景、氧化物、双电荷、分辨率等指标达到分析要求，确定最佳工作参数见表1。
2.2 同位素及内标元素的选择
在ICP-MS测定中，对于分析元素同位素的选择，一般以同位素的最大丰度值为原则，避开同质异序数和氧化物等多原子离子干扰，选择干扰小、灵敏度高的同位素。本实验所测元素的同位素见表2。
内标校正法可以监测和校正信号的短期漂移及长期漂移，有效的降低基体效应。本试验采用187Re作为内标元素，内标元素溶液由内标溶液专用泵管，用三通阀连接，把内标元素和样品溶液合并混合后，一并泵入雾化系统进入等离子体中，可以取得满意的分析结果。
2.3 方法的检出限及线性范围
在最佳试验条件下，对样品流程空白重复测定12次，方法的检出限为空白溶液12次测量结果的3倍标准偏差（3σ）所对应的浓度值，ICP-MS具有较宽的动态线性范围，通常可以达到9个数量级，完全可以满足实验的要求。测定Ni、Cu、Zn、Cd、Sb、Pb、Bi 7種重金属元素的标准系列，其工作曲线的相关系数均大于0.999。方法检出限及线性相关系数结果见表3。
2.4 方法准确度和精密度
在最佳试验条件下进行样品预处理，用ICP-MS对4个稀散元素矿石标准物质GBW07831， GBW07832，GBW07833，GBW07834平行测定6次，计算样品中Ni、Cu、Zn、Cd、Sb、Pb、Bi7种重金属元素的平均值，从而进行方法准确度及精密度的考察，结果见表4。可以看出，标准物质测定结果与标准值相符，且相对标准偏差小于5%，说明该方法具有良好的准确度与精密度。
2.5 方法的加标回收率实验
为考察测定数据的有效性，仍然采用GBW07831， GBW07832，GBW07833，GBW07834 4个稀散元素矿石标准物质，分别加入低、中、高不同浓度的金属元素标准溶液，进行方法的加标回收率试验，结果见表5，加标回收率在94.1%～103.9%之间，表明此方法具有较高的加标回收率。
3 结 论
本文建立了应用HCl-HNO3-HF-HClO4消解样品，用ICP-MS法同时测定稀散元素矿石中的重金属Ni、Cu、Zn、Cd、Sb、Pb、Bi的含量的方法，通过对稀散元素矿石标准物质进行分析，该方法操作简单、检出限低、线性范围宽、准确度高、重现性好，分析结果准确、可靠，是测定稀散元素矿石中重金属含量的一种较好的分析方法。
参考文献
[1]张世涛.ICP-MS法对稀散元素矿石标准物质中多种元素定值的研究[J].农业科技与装备，2015，2：42-44.
[2]于亚辉，李振，陈浩凤，刘军，刘春霞.电感耦合等离子体质谱法测定岩石中的稀散元素锗[J].当代化工，2016，2（45）：432-437.
[3]宋帅娣.稀散元素矿石中砷、锑含量的测定[J].化学与粘合，2016，6（38）：468-470.
[4]黄丽娟，林文业，黄一帆，龙智翔，邓卫利.ICP-MS等离子体质谱法测定土壤中铬镍铜锌砷镉铅元素含量[J].大众科技，2011，5：102-103.
[5]胡晓静，殷国建，张建华，高伟，黄大亮.微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锌精矿中有害金属元素 [J].冶金分析，2007，3（27）：48-50.
[6]李玲霞. 岩矿中稀有和稀散元素的化学分析 [J].科技资讯，2010，24：43-44.
[7]王君玉，吴葆存，李志伟，韩敏，钟莅湘.敞口酸溶-电感耦合等离子体质谱法同时测定地质样品中45个元素[J]. 岩矿测试，2011，30（4）：440-445.
[8]何红蓼，李冰，韩丽荣，等.封闭压力酸溶—ICP-MS法分析地质样品中47个元素的评价[J]. 分析试验室，2002，21（5）： 8-12.
[9]陈雪，刘烊，罗学辉，杨玉霞.ICP-MS 测定地质样品中24 种痕量元素干扰校正研究[J].黄金，2013，31（4）：74-77.
[10]刘颖，刘海臣，李献华.用ICP-MS准确测定岩石样品中的40余种微量元素[J].地球化学， 1996，25（6）：552-558.
[11]漆亮，胡静.电感耦合等离子体质谱法测定花岗岩、沉积物中的微量元素[J] .廣西化工，2000，（5）：140-142.