《鈦鐵礦化學分析方法 第 3 部分：鋁、鈣、鎂、鉀、鈉、錳、鈦、鉻、鍶、鋅和釩量的測定 混合酸分解―電感耦合等 離子體原子發(fā)射光譜法 編制說明》

鈦鐵礦化學分析方法

第3部分：鋁、鈣、鎂、鉀、鈉、錳、鈦、鉻、

鍶、鋅和釩量的測定混合酸分解―電感耦合等

離子體原子發(fā)射光譜法

（報批稿）

編制說明

山東省地質(zhì)科學研究院

2021年12月25日

鈦鐵礦化學分析方法

第3部分：鋁、鈣、鎂、鉀、鈉、錳、鈦、鉻、鍶、鋅和釩量的

測定—電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

編制說明

1、任務(wù)來源和編制過程

1.1任務(wù)來源

本部分任務(wù)通過立項成為2016年國家重點研發(fā)計劃中“國家質(zhì)量基礎(chǔ)的共性技術(shù)研

究與應用”專項“典型產(chǎn)業(yè)鏈資源循環(huán)利用關(guān)鍵技術(shù)標準研究項目”

（SQ2016YFZG020076）之“重要礦產(chǎn)和土地資源節(jié)約集約綜合利用標準研究”課題編

號：2016YFF0201604。項目起止年限為2016年7月～2019年6月，是由中國標準化研

究所牽頭，項目負責人付允。課題由中國地質(zhì)科學院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所牽頭，課

題負責人馮安生，任務(wù)承擔單位為山東省地質(zhì)科學研究院。

《鈦鐵礦化學分析方法》3個標準制定任務(wù)于2019年通過立項。第3部分：鋁、鈣、

鎂、鉀、鈉、錳、鈦、鉻、鍶、鋅和釩量的測定—電感耦合等離子體發(fā)射光譜法，計劃

號為201913019。

本部分標準制定單位為山東省地質(zhì)科學研究院。

1.2編制過程

2016年7月，項目任務(wù)書及實施方案通過了國土資源部評審，開始實施階段。

根據(jù)項目任務(wù)書和標準制定的工作程序，山東省地質(zhì)科學研究院成立了標準起草工

作組，項目組成員由多年從事巖礦測試分析工作的同志組成，具備豐富的專業(yè)知識和實

踐經(jīng)驗，對標準化相關(guān)知識進行過集中學習和研討。項目組編制了項目工作方案，確定

了標準框架和主要內(nèi)容，制定了工作計劃、進度安排和人員分工，并開始調(diào)研和試驗驗

證工作。

項目組開展的主要工作如下：

鈦鐵礦分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1

2016年7月~12月，對鈦鐵礦化學分析相關(guān)的國內(nèi)外有關(guān)國家標準、行業(yè)標準以及

分析方法的文獻資料進行收集和整理，對涉及到的行業(yè)標準、國際標準的分析流程、技

術(shù)指標等進行了仔細分析和評判。

國內(nèi)關(guān)于鈦鐵礦、鈦鐵礦精礦的分析方法：

有色金屬行業(yè)中有對鈦鐵礦精礦中部分元素的測試方法：

第1部分：YS/T360.1-2011二氧化鈦量的測定硫酸鐵銨滴定法

第2部分：YS/T360.2-2011全鐵量的測定重鉻酸鉀滴定法

第3部分：YS/T360.3-2011氧化亞鐵量的測定重鉻酸鉀滴定法

第4部分：YS/T360.4-2011氧化鋁量的測定EDTA滴定法

第5部分：YS/T360.5-2011二氧化硅量的測定

第6部分：YS/T360.6-2011氧化鈣、氧化鎂、磷量的測定等離子體發(fā)射光譜法。

1993年5月，地質(zhì)礦產(chǎn)部頒布的《巖石和礦石分析規(guī)程》中<釩鈦磁鐵礦石分析規(guī)

程>（DZG93-07），主要測定元素為鈦、全鐵、亞鐵、釩、鉻、錳、銅、鈷、鎳、磷、

硫、二氧化硅、三氧化二鋁、鈣和鎂、鉀和鈉、吸附水、化合水等。該分析規(guī)程規(guī)定了

釩鈦磁鐵礦石中部分元素的測定，主要是經(jīng)過化學手段分離后采用重量法、容量法、比

色法等經(jīng)典化學分析方法，或是用原子吸收光譜法等分析儀器進行單元素逐個分析測

定。

國外只查到日本的工業(yè)標準JISM8301-1997《鈦礦石的化學分析》和澳大利亞的國

家標準AS4614.1-1999（鈦鐵礦分析方法第1部分：鈦含量的確定滴定法）。

目前國內(nèi)外未查到鈦鐵礦礦石中各元素的標準分析方法。

多年來各地質(zhì)實驗室在鈦鐵礦的測試分析方面積累了豐富的經(jīng)驗，共查到鈦鐵礦礦

石中鈦、鋁、鈣等元素分析測試25篇[1~25]，形成了一些測試技術(shù)的方法，可為鈦鐵礦

主量、微量元素的分析測試研究提供良好借鑒，配合地質(zhì)找礦取得一定的效果。隨著各

實驗室現(xiàn)代大型分析儀器的配備，地質(zhì)樣品中主量、微量元素的測試分析也逐漸向大型

儀器分析轉(zhuǎn)移，電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀在地質(zhì)樣品分析測試中的開發(fā)應用，極大

地提高了分析檢測工作效率。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）因其測定范圍

廣泛，既可測定微量成分又可測定常量成分，已成為礦石分析中多元素同時測定的最有

力的手段。

但是，目前有關(guān)鈦鐵礦中Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、MnO、TiO2、Cr、Sr、

2

Zn和V等主量、次量成分-電感耦合等離子體同時測定的方法還未見報道。

（2）方法試驗驗證

2017年1月~12月完成了分析方法的試驗驗證工作，包括樣品前處理方法研究，儀

器測定條件的優(yōu)化，方法適用范圍，方法檢出限、實驗室內(nèi)方法精密度和準確度等各項

指標的確定，編制了標準方法草案。

（3）實驗室間精密度協(xié)作試驗

按照GB/T6379.1-2004的要求，2018年1月選擇了9家有相關(guān)測試經(jīng)驗的并且有資

質(zhì)的實驗室發(fā)放了協(xié)作試驗樣品進行精密度協(xié)作試驗。2018年7月至10月對9家提交

的實驗數(shù)據(jù)按照國家標準《測量方法與結(jié)果的準確度（正確度與精密度）第2部分：

確定標準測量方法重復性與再現(xiàn)性的基本方法》（GB/T6379.2-2004）的要求，進行統(tǒng)計

分析（Grubbs檢驗、h統(tǒng)計檢驗、k統(tǒng)計檢驗、Cochron檢驗等），對部分離群數(shù)據(jù)進行

復檢，確定分析方法的重復性限（r）和再現(xiàn)性限(R)。

（4）征求意見

2018年10月將研制的鈦鐵礦3種分析方法的標準初稿進行內(nèi)部討論修改，形成標

準方法文本征求意見稿和標準編制說明。

2018年11月，將鈦鐵礦3種分析方法的標準征求意見稿及標準征求意見稿編制說

明，采用發(fā)放征求意見函的方式，發(fā)給相關(guān)單位廣泛征求意見，共發(fā)出30份。根據(jù)征

求的各單位反饋意見，對標準材料進行修改，并形成征求意見匯總處理表。

（5）形成送審稿

在征求意見的基礎(chǔ)上，根據(jù)專家意見進行了修改，形成了送審稿。

（6）形成報批稿

2019年6月21日至23日，全國國土資源標準化技術(shù)委員會地質(zhì)礦產(chǎn)實驗測試分技

術(shù)委員會（SAC/TC93/SC4）組織委員（名單附后）在北京召開標準審查會，會上專家

提出了不少建設(shè)性意見，在修改期間，結(jié)合GB/T1.1-2020新要求，修改后形成了報批

稿。

1.3參加方法驗證試驗的單位

(1)山東省地質(zhì)科學研究院（國土資源部濟南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心）；

(2)陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)實驗研究所（國土資源部西安礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心）；

(3)安徽省地質(zhì)實驗研究所（國土資源部合肥礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心）；

3

(4)河南省巖石礦物測試中心（國土資源部鄭州礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心）；

(5)吉林省地質(zhì)礦產(chǎn)研究所（國土資源部長春礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心）；

(6)浙江省地質(zhì)礦產(chǎn)研究所（國土資源部杭州礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心）；

(7)中南冶金地質(zhì)研究所；

(8)山東省物探院實驗室；

(9)山東省冶金勘查局測試中心。

1.4主要編制人員情況

表1主要編制人員情況

序?qū)I(yè)工

姓名學歷專業(yè)職稱對制定標準的具體貢獻

號作年限

參與制定課題任務(wù)書、編寫專題實施方

案、指導方法研究、組織方法精密度協(xié)

1王卿本科應用化學研究員24

作試驗與數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、編寫標準文本

及編制說明、并修改定稿。

參與制定課題任務(wù)書、編寫專題實施方

高級工

2夏傳波碩士應用化學9案、指導方法研究、組織方法精密度協(xié)

程師

作試驗。。

參與制定課題任務(wù)書、編寫專題實施方

高級工案、指導方法研究、組織方法精密度協(xié)

3趙偉博士無機化學12

程師作試驗與數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、編寫標準文本

及編制說明、并修改定稿。

負責方法試驗研究、參與方法驗證工

4劉耀華本科巖礦測試研究員34

作。

高級工負責方法試驗研究、參與方法驗證工

5姜云本科巖礦測試17

程師作。

高級工負責方法試驗研究、參與方法驗證工

6錢惠芬碩士巖礦測試20

程師作。

負責方法試驗研究、參與方法驗證工

7呂振生本科巖礦測試研究員35

作。

高級工負責方法試驗研究、參與方法驗證工

8張偉碩士材料科學5

程師作。

高級工負責方法試驗研究、參與方法驗證工

9田興磊博士環(huán)境科學4

程師作。

高分子材負責方法試驗研究、參與方法驗證工

10鄭建業(yè)碩士工程師16

料作。

2、標準編制原則和確定標準主要內(nèi)容的依據(jù)

2.1標準編制主要原則

4

分析方法標準編制的主要原則是分析方法技術(shù)成熟可靠，有廣泛的應用基礎(chǔ)；分析

方法技術(shù)比較先進，有助于先進技術(shù)方法的推廣應用；考慮多元素同時測定，提高工作

效率并盡量降低使用成本。標準分析方法同時具備適用性、先進性、可證實性及規(guī)范性

原則。

在篩選擬定分析方法前，對國內(nèi)外有關(guān)鈦鐵礦的分析方法進行了充分的調(diào)研；通過

大量的條件對比試驗，確定分析方法的技術(shù)要求，使編制的標準具有可復現(xiàn)性和可證實

性，所確定標準方法的檢出限滿足《地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試質(zhì)量管理規(guī)范》（DZ/T

0130-2006）要求；最后在標準編制過程中，嚴格按照《測量方法與結(jié)果的準確度（正

確度與精密度）第二部分：確定標準測量方法重復性與再現(xiàn)性的基本方法》（GB/T6379.2

-2004）組織方法驗證試驗；按照《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起

草規(guī)則》（GB/T1.1-2020）和《標準編寫規(guī)則第4部分試驗方法標準》

（GB/T20001.4-2015）編寫標準文本，確保編制標準的規(guī)范性。

2.2確定標準主要內(nèi)容的依據(jù)

2.2.1分析方法選擇依據(jù)

目前，鈦鐵礦中Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、MnO、TiO2、Cr、Sr、V和Zn

等主量、次量成分的分析往往采用與之相近的釩鈦磁鐵礦分析方法，一般采用容量法、

比色法或原子吸收法[4]完成，雖然具有所需設(shè)備簡單、分析結(jié)果準確等優(yōu)點，但一般操

作繁瑣，周期長，成本高，化學試劑用量大，不能進行多元素的同時測定。

釩鈦磁鐵礦研究的方法較多比如梁中等[6,7,8,9]，但鈦鐵礦分析方法研究的文獻較少，

特別是多元素的同時測定。

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP–AES）能對多元素進行同時測定，具有靈敏度

高、檢出限低和動態(tài)線性范圍寬、分析速度快等優(yōu)點，在地質(zhì)分析領(lǐng)域得到廣泛應用，

成為現(xiàn)代地礦分析實驗室重要的多元素分析手段。

國外鈦礦石分析標準JISM8311-1997采用無水Na2CO3和Na2O2混合溶礦，電感耦

合等離子體發(fā)射光譜法測定了SiO2、CaO、MgO、MnO、V和Cr等主、次量成分。對

于ICP-AES分析而言，測定樣品鹽分含量至關(guān)重要。由于采用Na2CO3和Na2O2熔融

會引入大量堿金屬離子，造成溶液鹽分過高，測定過程容易堵塞霧化器，引入基體干擾

多，空白值也較高，造成檢出限高。

本方法通過實驗考察了敞開HCl-HNO3-HF-HClO4溶礦和敞開HCl-HNO3-HF-H2SO4

5

溶礦，進行結(jié)果比對，發(fā)現(xiàn)敞開HCl-HNO3-HF-HClO4溶礦TiO2含量高（>10%）時和

Cr結(jié)果偏低，其它分析項目結(jié)果基本一致；又進行敞開HCl-HNO3-HF-H2SO4溶礦和密

閉壓力HCl-HNO3-HF-H2SO4溶礦進行結(jié)果比對，結(jié)果表明敞開HCl-HNO3-HF-H2SO4

溶礦和密閉壓力HCl-HNO3-HF-H2SO溶礦，待分析成分結(jié)果基本一致。實驗結(jié)果見表3。

所以本方法選擇HCl-HNO3-HF-H2SO4敞開四酸溶礦法進行樣品分解，ICP-AES法測定

Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、MnO、TiO2、Cr、Sr、Zn和V等多種成分，實現(xiàn)了

樣品的多元素同時測定，消除了大量鹽類對于測定的影響，降低了測定檢出限。本方法

樣品制備操作簡便，成本低廉，工作效率高，易于推廣，適合于大批量樣品多元素的同

時測定。

2.2.2確定標準主要內(nèi)容的依據(jù)

2.2.2.1試料分解方法的選擇

方法一（敞開HCLO4）：準確稱取試料0.1000g（精確至0.0001g），置于30ml聚四

氟乙烯坩堝中，用少量水潤濕，加入5mL鹽酸，蓋上坩堝蓋，將坩堝放在控溫電熱板

上，控溫為120℃，分解試樣0.5小時，再加入3mL硝酸，繼續(xù)在控溫電熱板上分解試

樣1小時，關(guān)閉電源，放置過夜。開啟控溫電熱板，揭去坩堝蓋，加入6mL氫氟酸，

1mL高氯酸，控溫150℃分解試料2小時；升溫至230℃，繼續(xù)分解試樣至白煙幾乎冒

盡，取下稍冷，再加入1mL高氯酸，沖洗內(nèi)壁，繼續(xù)分解試樣至白煙幾乎冒盡。取下

聚四氟乙烯坩堝，加入5.0mL王水（1+1），放在電熱板上加熱復溶約5分鐘后，用去

離子水沖洗坩堝內(nèi)壁，繼續(xù)加熱復溶約10分鐘。將溶液冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移至25ml聚乙

烯塑料瓶中，用去離子水稀釋至刻度、搖勻，放置過夜。用于測量K2O、Na2O、Cr、

Sr、V、Zn等成分。準確吸取10mL溶液，于25ml聚乙烯塑料瓶中，用10%王水定溶

至刻度，搖勻。用于測量Al2O3、CaO、MgO、TiO2、MnO等成分。

方法二（敞開H2SO4）：準確稱取試料0.1000g（精確至0.0001g），置于30mL聚四

氟乙烯坩堝中，用少量水潤濕，加入5mL鹽酸，蓋上坩堝蓋，將坩堝放在控溫電熱板

上，控溫為120℃，分解試樣0.5小時，再加入3mL硝酸，繼續(xù)在控溫電熱板上分解試

樣1小時，關(guān)閉電源，放置過夜。開啟控溫電熱板，揭去坩堝蓋，加入6mL氫氟酸，

1mL硫酸（1+1），控溫150℃分解試料2小時；升溫至230℃，繼續(xù)分解試樣至白煙幾

乎冒盡，再加入1mL硫酸（1+1），沖洗內(nèi)壁，繼續(xù)分解試樣至白煙幾乎冒盡。取下聚

四氟乙烯坩堝，加入5.0mL王水（1+1）），放在電熱板上加熱復溶約5分鐘后，用去離

6

子水沖洗坩堝內(nèi)壁，繼續(xù)加熱復溶約10分鐘。將溶液冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移至25ml聚乙烯

塑料瓶中，用去離子水稀釋至刻度、搖勻，放置過夜。用于測量K2O、Na2O、Cr、Sr、

V、Zn等成分。準確吸取10mL溶液于25ml聚乙烯塑料瓶中，用10%王水定溶至刻度，

搖勻。用于測量Al2O3、CaO、MgO、TiO2、MnO等成分。

方法三（密閉H2SO4）：準確稱取試料0.1000g（精確至0.0001g），置于封閉溶樣器

的Teflon中,加入3ml氫氟酸，3ml鹽酸，1ml硝酸，1ml硫酸（1+1），蓋上Teflon蓋，

裝入鋼套中，擰緊。將溶樣器放入烘箱中，于180℃保溫24h,取出。冷卻后開蓋，取出

Teflon內(nèi)罐，在電熱板上加熱至白煙冒至盡干，再補加1ml硫酸（1+1），用去離子水沖

洗內(nèi)壁，繼續(xù)分解試樣至白煙幾乎冒盡。加入5.0mL王水（1+1），蓋上Teflon蓋，于

120℃保溫30分鐘,取下，冷卻后開蓋，轉(zhuǎn)入30ml聚乙烯坩堝中，放在電熱板上加熱復

溶約5分鐘后，用去離子水沖洗坩堝內(nèi)壁，繼續(xù)加熱復溶約10分鐘。將溶液冷卻至室

溫，轉(zhuǎn)移至25ml聚乙烯塑料瓶中，用去離子水稀釋至刻度、搖勻，放置過夜。用于測

量K2O、Na2O、Cr、Sr、V、Zn等成分。準確吸取10mL溶液于25ml聚乙烯塑料瓶中，

用10%王水定溶至刻度，搖勻。用于測量Al2O3、CaO、MgO、TiO2、MnO等成分。

方法四（堿熔Na2O2）：準確稱取試料0.2000g（精確至0.0001g），放入20mL剛玉

坩堝中，加入一勺Na2O2（約1.5g），攪勻，再覆蓋一層Na2O2。放入已預先升溫至700℃

的馬弗爐中，熔融大約15min，取出稍冷，放入預先盛有100mL熱水的150mL燒杯中，

洗出坩堝，并按順序排好，滴入5滴無水乙醇，加熱煮沸約3min以趕盡H2O2,冷卻后，

轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中，定容，搖勻。上清液用來測定Cr和V。將溶液過濾，用2%NaOH

洗滌容量瓶3～4次和殘渣7～8次。沉淀用近沸的HCl（1+1）分次溶解于原容量瓶中，

并用近沸的HCl（1+1）沖洗對應的坩堝，將濾紙洗至Fe3+的黃色后，用HCl（1+1）定

容，搖勻。此溶液用于測定CaO、MgO、MnO、TiO2等。

表2不同樣品分解方法測試結(jié)果的比較

AlOCaOMgOKOMnONaOTiO

樣品分解方法23222

10-210-210-210-210-210-210-2

敞開5.2113.748.830.240.310.558.74

（HCLO敞開4）5.2213.538.560.230.330.548.79

GBW07838（H密閉2SO4）5.2013.678.650.250.330.558.71

堿溶（H2SO4）/13.588.54/0.31/8.84

（Na2O2標準值）5.1913.868.790.230.320.548.96

敞開4.203.8119.210.0200.280.112.94

（敞開）4.253.8919.470.0220.270.122.86

GBW07839HCLO4

（H密閉2SO4）4.233.8319.290.0210.280.112.96

（H堿溶2SO4）/3.8119.21/0.26/2.85

7（Na2O2）

標準值4.233.8619.40.0210.280.122.95

敞開6.380.973.010.0310.220.06111.25

（HCLO敞開4）6.570.952.980.0320.240.06112.78

GBW07840（H密閉2SO4）6.700.962.940.0310.230.05912.87

（H堿溶2SO4）/0.962.98/0.23/12.87

標準值6.730.983.050.0300.240.06312.91

敞開2.196.652.740.170.620.4118.78

（HCLO敞開4）2.306.642.870.180.610.4120.29

GBW07841（H密閉2SO4）2.286.772.870.180.620.4020.37

（H堿溶2SO4）/6.582.80/0.60/19.99

（標準值Na2O2）2.216.692.880.170.620.3919.83

敞開3.7410.185.710.220.530.5115.73

（HCLO敞開4）3.7110.295.750.220.540.5016.39

GBW07842（H密閉2SO4）3.8010.345.680.220.550.5116.23

堿溶（（H2SONa24O）2）/10.195.63/0.53/15.92

標準值3.6810.325.780.210.530.4916.13

8

續(xù)表2不同樣品分解方法測試結(jié)果的比較

CrVSrZn

樣品分解方法

10-610-610-610-6

敞開50.1683339270

（HCLO敞開4）49.5687338272

GBW07838（H密閉2SO4）49.4690336269

堿溶（（H2SONa24O）2）48.0687//

標準值47.4681334267

敞開84529854395

（HCLO敞開4）91930255386

GBW07839（H密閉2SO4）92430556382

（H堿溶2SO4）908307//

（標準值Na2O2）91630353.5390

敞開0.390.3147.2501

（HCLO敞開4）0.400.3246.3488

GBW07840（H密閉2SO4）0.410.3346.5499

（H堿溶2SO4）0.400.31//

（標準值Na2O2）0.42*0.33*47.0493

敞開841401312165

（HCLO敞開4）831398318163

GBW07841（H密閉2SO4）851445315164

堿溶（（H2SONa24O）2）871314//

標準值82.11326308162

敞開59.6889340220

（HCLO敞開4）59.8903348214

GBW07842（H密閉2SO4）60.2905350217

堿溶（（H2SONa24O）2）59.1907//

標準值58.2902340212

由表2可見，采用HCl-HNO3-HF-HClO4敞口溶礦、HCl-HNO3-HF-H2SO4敞口溶礦

和密閉壓力HCl-HNO3-HF-H2SO4三種溶礦方法，對測定結(jié)果與標準值進行對比。結(jié)果

顯示：HCl-HNO3-HF-HClO4敞口溶礦、HCl-HNO3-HF-H2SO4敞口溶礦和

HCl-HNO3-HF-H2SO4密閉壓力溶礦中被測元素除TiO2和Cr外其它元素分析結(jié)果與標準

值基本一致；而采用HClO4溶礦中Ti易水解生成沉淀，沉淀一旦生成即使用濃王水也

難以提取；Cr結(jié)果偏低，因生成的氯化鉻酰高溫易揮發(fā)的原因。采用堿溶（Na2O2）溶

礦，待測成分結(jié)果與標準值進行對比，結(jié)果滿足《地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試質(zhì)量管理規(guī)范》

（DZ/T0130-2006）要求。由于堿溶（Na2O2）由于鹽分含量高，基體影響嚴重，容易

造成噴霧器堵塞，不適合大批量測定；密閉壓力HCl-HNO3-HF-H2SO4溶礦流程長，操

作繁瑣，故選擇HCl-HNO3-HF-H2SO4敞口溶礦。

2.2.2.2檢測條件的確定（儀器參考工作條件的選擇）

9

（1）儀器的最佳化ICP儀器工作參數(shù)中，ICP射頻功率、霧化氣流量（壓力）、輔

助氣流量、觀測高度、泵速等因素均會影響測定結(jié)果，因此測定前需要對儀器進行最佳

化條件實驗。

a)ICP射頻功率：增加射頻功率，譜線強度增加，同時背景強度也增加；射頻功率

增加到一定程度，譜線背景增加較快，因此射頻功率對不同譜線均有最佳值，信背比均

有極大值(圖1）。各譜線受功率的影響也不盡相同，實際上在低功率下有利于獲得更好

的檢測下限，但受基體的影響較大，采用大功率可減輕基體的影響，但信背比及檢出限

受損。由于方法是多元素同時測定，所以只能取折衷條件。

120

Al

100

Ca

Cr

80

Cu

60K

Mg

40Sr

Ti

20V

Zn

0

0500100015002000

圖1RF功率與譜線強度的關(guān)系

b)霧化氣流量（壓力）：一定限度內(nèi)，增大霧化器壓力，霧化氣流量增大，使進

入ICP炬中的試樣量加大，譜線強度隨之增大；另一方面霧化器壓力增大及霧化氣流量

的加大，會引起軸向通道內(nèi)溫度降低，被測元素在ICP炬中滯留時間減少，導致普線強

度的降低。因此對譜線強度及信背比來說，霧化氣壓力及霧化氣流量均有最佳值（圖2）。

不同元素要求的霧化氣壓力不一樣，原子線要求的霧化器壓力比離子線大。

10

350

Al

300

Cr

250Ca

Cu

200

K

150Mg

Mn

100

Sr

50V

Zn

0

00.20.40.60.811.2

圖2霧化氣流量（壓力）與譜線強度的關(guān)系

c)輔助氣流量：不同的元素受輔助氣流量的影響是不同的，大多數(shù)元素隨著輔助

氣流量的增加，譜線強度逐漸降低，但易激發(fā)的元素隨著輔助氣流量的增加，譜線強度

逐漸升高（圖3），考慮到多元素同時測定，本法取折衷條件。

25Al

Cr

20Cu

K

Mg

15

Mn

Sr

10Ti

V

5Zn

0

00.511.52

圖3輔助氣流量與譜線強度的關(guān)系

d)觀測高度：由于ICP光源溫度、電子密度和背景發(fā)射都隨觀測高度的變化而變

化，具有不同標準溫度的元素及譜線最佳觀測高度也將不同，譜線強度及信背比與觀測

高度的關(guān)系曲線會出現(xiàn)峰值（圖4）。通常，難揮發(fā)及難激發(fā)的元素宜采取較高的觀測高

度，而易揮發(fā)的元素采取較低的觀測高度。通過調(diào)節(jié)輔助氣流量來調(diào)節(jié)火焰高度，由于

11

方法是多元素同時測定，所以只能取折衷條件。

45

40Al

35Ca

Cr

30

Cu

25

k

20

Mg

15Mn

10Sr

5V

Zn

0

05101520

圖4觀測高度與譜線強度的關(guān)系

經(jīng)條件試驗，最終選定儀器工作條件見表3。

表3.儀器工作條件

參數(shù)設(shè)定值參數(shù)設(shè)定值

RF功率(W)1150泵速(rpm)50

輔助氣流量(L/min)0.5長波掃描時間(s)5

霧化氣流量(L/min)0.5短波掃描時間(s)15

觀測高度(cm)12.0

（2）譜線的選擇及干擾系數(shù)的確定

a）元素分析中選用的譜線

單道掃描式ICP光譜儀和多道直讀ICP光譜儀多采用一級和二級光譜的譜線，而在

全譜直讀ICP-AES法中采用的是各元素高級次的譜線。某些元素可能在同一波長存在不

同級次的譜線，這些譜線的靈敏度也不同，因此全譜直讀ICP-AES法譜線選擇不僅要考

慮波長，而且還要考慮譜線的級次，多數(shù)情況下靠近CID邊緣10個（像素）的譜線強

度通常較低，因而很少采用。此外，在譜線選擇時，應選擇無干擾或干擾盡可能少且靈

敏度還能滿足分析要求的譜線；同時還必須綜合考慮的因素是該元素的檢出限、共存元

素對其干擾和該元素的線性范圍；對主量元素主要考慮的是共存元素的干擾和線性范

圍、對微量和痕量元素主要考慮的是共存元素的干擾和檢出限。經(jīng)試驗選定的各元素的

分析波長及光譜級次見表4。

12

表4.分析中選用的譜線及測定范圍

譜線強

背景扣除

度

元素波長（nm）級次

（

*1000左右

）

Ti283.2161187015

Al308.215109350115

317.933105300115

Ca

445.589756515

Mg277.66912110114

K766.4914490415

Na589.59257500115

Mn257.61013010000112

V292.4021151800115

Sr407.7718230000115

Zn213.85615730001,2

Cr267.71612510002

b）背景校正及干擾系數(shù)

對于ICP光譜儀來說，基體匹配是最理想的，但是由于樣品之間的成分不同、樣品

與標準之間的成分不同、連續(xù)光譜以及譜線拖尾都可能導致背景干擾，因此要得到正確

的分析結(jié)果，背景校正就顯得非常重要。在選擇背景位置時，應遵循：

將背景位置定在盡可能平坦的區(qū)域（無小峰）。

將背景位置定在離譜峰足夠遠的地方，從而不受譜峰兩翼的影響。

左背景、右背景以及左右背景強度的平均值盡可能與譜峰背景強度一致。

背景校正只消除樣品基體的影響，對于光譜干擾不起作用。光譜干擾分為譜線疊

峰和譜翼干擾兩種。

分別將Ti、Fe、Ca、Mg配制成ρ(Ti)=100ug/mL、ρ(Fe)=100ug/mL、ρ(Ca)=100ug/mL、

ρ(Mg)=100ug/mL的單標溶液，在本方法所選譜線處進行光譜掃描，觀察譜線強度及譜

圖情況，結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)有光譜干擾或譜翼干擾。

2.2.2.3熔礦提取酸度實驗

由于目前用于儀器分析的礦石多用王水提取，故本方法也選用王水提取。用國家一

級標準物質(zhì)GBW07841按照本實驗擬定的溶礦方法溶礦作酸度實驗，最后提取時加入

王水（1+1）2.5ml、5ml、7.5ml、10ml，配制成酸度分別為5%、10%、15%、20%的溶

液。再分別移取5ml溶液于一組聚乙烯瓶中，再補加不同量的王水（1+1）配制成酸度

均為10%的溶液，上機測定。每個酸度平行做4份，取平均值結(jié)果見表5。

13

由表5可以看出采取敞口H2SO4溶礦，最后配制成的溶液酸度從5%到20%分析結(jié)

果在允許誤差范圍內(nèi)基本一致。故本法采用10%的酸度。

表5.提取酸度實驗

元素5%10%15%20%

TiO219.6719.5819.8719.71

Al2O32.242.252.232.22

CaO6.626.616.646.61

MgO2.672.642.692.67

K2O0.160.160.160.16

Na2O0.370.370.370.37

MnO0.550.550.540.55

V1359136113461347

Sr303303302301

Cr82838183

Zn158157159157

2.2.2.4基體干擾試驗及消除

由于鈦鐵礦樣品中主要含有鈦和鐵，所以本試驗分別考察了鈦和鐵對待測元素的影

響情況。

2.2.2.4.1Ti基體的影響

分取待測元素標準溶液5.00ml于4個10ml聚乙烯管中，分別加入Ti儲備標準液配

置成（相當于鈦鐵礦樣品中）含TiO2：0%、8.34%、16.68%、25.02%的溶液，按照選定

好的儀器條件上機測定，結(jié)果見表6。由表7結(jié)果可見隨著鈦鐵礦樣品中TiO2的含量增

加，TiO2基體對Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、Sr等成分的測定影響不大；但TiO2

基體對V、Cr、Mn、Zn等元素的測定有影響，尤其是對V、Zn的測定不容忽視。

表6.TiO2基體的影響

基體含（相當于鈦鐵礦樣品中）

強度比元素TiO2%

08.3416.6825.02

Al2O311.011.000.99

CaO11.001.000.99

MgO10.991.000.98

K2O10.991.001.00

Na2O10.991.001.00

V11.00.990.95

Cr10.990.980.97

Mn10.990.980.96

Zn10.990.960.92

Sr10.990.990.98

14

2.2.2.4.2Fe基體的影響

分取待測元素標準溶液5.00mL于5個10mL聚乙烯管中，分別加入Fe儲備標準液

配置成（相當于鈦鐵礦樣品中）含F(xiàn)e：0%、10%、20%、30%、50%的溶液，按照選定

好的儀器條件上機測定，結(jié)果見表8。由表7結(jié)果可見隨著鈦鐵礦樣品中Fe含量的增加

時，F(xiàn)e基體對Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2等成分的測定影響很小，但對V、

Cr、Mn、Zn、Sr的測定還是有影響的，尤其是對Mn的影響不容忽視。

表7.Fe基體的影響

基體含F(xiàn)e（相當于鈦鐵礦樣品中%）

強度比元素

010203050