稀土元素的ICP光譜分析

1  巖石、礦物中15種稀土元素分析

    （1）方法要點  用強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂為固定相，以硝酸和鹽酸為淋洗劑，將稀土元素分離。用高功率ICP光譜法測定其中15個稀土元素。

    （2）儀器及工作條件  TJA ICAP-9000多道直讀等離子體光譜儀。1.3kW高頻功率，冷卻氣15L/min，載氣0.6/min。

    （3）樣品處理  1.000g樣品用Na2O2在650~700℃馬弗爐中熔融70min。冷卻后用10%三乙醇胺溶解，不溶沉積物用鹽酸（1+1）加熱溶解。調(diào)整溶解液酸度為0.8mol/L，上柱吸附。用1.75mol/L HCl淋洗，用2mol/L鹽酸解吸主體元素Fe，Al，Ca，Mg等。用4mol/L鹽酸解吸稀土元素。解吸液蒸發(fā)濃縮，用5%鹽酸溶液稀釋至10ml用于測定。

    （4）干擾及校正  采用較高高頻功率及較低觀測高度可以消除堿金屬的電離干擾。用干擾系數(shù)法校正稀土元素之間及殘留基體的光譜干擾。

    （5）檢出限及準(zhǔn)確度  用地球化學(xué)標(biāo)樣GSR-1檢驗方法的準(zhǔn)確性，數(shù)據(jù)見表1。

表1  準(zhǔn)確性及檢出限

2  地質(zhì)樣品中稀土元素直線分離和ICP光譜測定

    （1）方法要點  用流動注射裝置在線雙柱分離14個稀土元素和釔。取樣0.1g，每小時可處理14個樣品。

    （2）樣品處理  用內(nèi)徑0.5mm微型交換柱，內(nèi)裝HEH（EHP）萃淋樹脂，樹脂粒度120~180μm。稀土元素在pH2~3時吸附，3.5mol/L HNO3溶液解吸。

    （3）儀器及分析條件  Jarrell Ash 1160多通道等離子體光譜儀，1.1kW高頻功率，17L/min冷卻氣，0.4L/min載氣流量。

    （4）檢出限和精密度  14個稀土元素和Y的檢出限在0.05~0.5μg/g之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在5%~10%，增強(qiáng)因子在8~15之間，回收率85%~102%。

 3  銅鐵試劑沉淀分離ICP光譜測定地球化學(xué)樣品中稀土和鈧

    取樣1.000g，用Na2O2在700℃馬弗爐中熔融。用三乙醇胺溶液及EGTA溶液浸取。在5%~10%的鹽酸溶液中用銅鐵試劑Fe，Ti，Zr等共存元素，含有稀土元素的溶液經(jīng)過濾和濃縮，轉(zhuǎn)入10ml比色管中定容用于光譜測定。方法的檢出限列于表2。重復(fù)測定實際樣品的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，多數(shù)元素均小于10%，Ho為11.1%，Dy為11.8%。

表2  稀土元素的分析線及檢出限

    除了上面介紹的三種地質(zhì)樣品中微量稀土元素的分離方法外，還有用氟化物沉淀法分離地質(zhì)樣品中微量稀土，一般為認(rèn)氟化物共沉淀法的化學(xué)回收率較低，重現(xiàn)法也不理想。Buchanan的報告認(rèn)為，用鐿作為載體的氟化物共沉淀法也能提供適合的稀土分析數(shù)據(jù)。

    盡管陽離子交換法分離地質(zhì)樣品中稀土元素比較費時，但它仍是應(yīng)用較廣泛的微量稀土元素分離方法。用萃淋樹脂分離，配合流動注射裝置的在線ICP光譜法測定法是改進(jìn)地礦樣品微量稀土元素全分析的有效方法。