一、前言
巖石是天然產出的具穩定外型的礦物或玻璃集合體,按照一定的方式結合而成。是構成地殼和上地幔的物質基礎。巖石種類繁多、構成復雜、應用廣泛,為探究不同巖石中的多種成分含量,我們選擇選擇微波消解對其進行前處理,探索最適合的消解參數,該方法還有回收率高、空白低等特點,有利于后續對多種無機元素的快速準確測定。
二、儀器與試劑
2.1、儀器

新儀TANK40微波消解儀,趕酸器,分析天平(十萬分之一)等
2.2、試劑
硝酸(68%)、鹽酸(37%)、硫酸(98%)、磷酸(85%)、氫氟酸(40%)、氟硼酸(40%)、過氧化氫(30%)
三、實驗方法
3.1、石英類樣品
稱取樣品約0.2g(精確至0.1mg),加入2mL硝酸和8mL氫氟酸,靜置15min,組裝消解罐,按照如下設置參數進行實驗:
階段
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溫度/℃
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保溫時間/min
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1
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150
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5
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2
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180
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5
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3
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200
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30
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3.2、鉻礦石樣品
稱取樣品約0.1g(精確至0.1mg),加入4mL硫酸、4mL磷酸和1mL氫氟酸,組裝消解罐,按照如下設置參數進行實驗:
階段
|
溫度/℃
|
保溫時間/min
|
1
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150
|
5
|
2
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180
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5
|
3
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200
|
5
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4
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220
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40
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3.3、鐵礦石樣品
稱取樣品約0.2g(精確至0.1mg),加入2mL硝酸、6mL鹽酸和2mL氫氟酸,靜置15min,組裝消解罐,按照如下設置參數進行實驗:
階段
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溫度/℃
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保溫時間/min
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1
|
150
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5
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2
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180
|
5
|
3
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200
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30
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3.4、巖石樣品(鉑族金屬)
稱取樣品約0.1g(精確至0.1mg),加入8mL鹽酸、2mL過氧化氫和2mL氫氟酸,靜置30min,組裝消解罐,按照如下設置參數進行實驗:
階段
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溫度/℃
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保溫時間/min
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1
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150
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5
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2
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180
|
5
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3
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210
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60
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3.5、巖石樣品(鈣鎂鋁元素)
在微波消解巖石類樣品時,為了溶解樣品中的硅酸鹽,會加入大量氫氟酸,但鈣鎂鋁元素會與氫氟酸絡合生成氟化物沉淀,影響檢測結果,在消解這類樣品時通常會選擇采用氟硼酸代替氫氟酸。
稱取樣品約0.2g(精確至0.1mg),加入6mL硝酸、2mL過氧化氫和2mL氟硼酸,靜置15min,組裝消解罐,按照如下設置參數進行實驗:
階段
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溫度/℃
|
保溫時間/min
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1
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150
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5
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2
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180
|
5
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3
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200
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30
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3.6、巖石樣品(汞砷元素)
稱取樣品約0.2g(精確至0.1mg),加入7mL鹽酸和1mL過氧化氫,靜置20min,組裝消解罐,按照如下設置參數進行實驗:
階段
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溫度/℃
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保溫時間/min
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1
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150
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2
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2
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170
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2
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3
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190
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20
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3.7、趕酸定容
實驗結束后,待冷卻至60℃以下,取出消解罐轉移至通風櫥中緩慢打開,放置在趕酸器上150℃(檢測汞砷元素,趕酸溫度不超過120℃)趕酸后,消解液轉移至容量瓶中,用純水清洗消解罐2~3次,洗滌液一并轉移至容量瓶中,定容,待測。
四、結果與討論
由于巖石的組成成分不同、檢測元素的種類不同,會選擇不同的消解方案。TANK40微波消解儀,具有試劑用量小、空白低、速度快、通量高等優點,滿足不同巖石樣品的消解要求,可根據實際情況選擇最合適的試劑搭配,以及最佳的微波消解儀參數。
五、注意事項
1、添加氫氟酸的實驗,必須進行趕酸處理,防止對玻璃器皿造成腐蝕,影響檢測結果。
2、硫酸與磷酸沸點較高,無法通過趕酸去除,應謹慎添加。
3、王水揮發性與腐蝕性較強,實驗室應做好通風,同時實驗人員需做好防護。
4、巖石樣品成分復雜,部分樣品無法完全溶解,可將待測元素溶出,過濾殘渣后再上機檢測。
六、參考文獻
1、GB/T14505 巖石和礦石化學分析方法 總則及一般規定
2、SN/T 4658 螢石中汞、砷含量的同時測定 微波消解-原子熒光光譜法
3、SN/T 0831 進出口鉻礦中鐵、鋁、硅、鎂、鈣的測定 微波溶樣ICP-AES法
4、邱會東,甘小英,鄒志斌.微波消解-原子吸收光譜法測定礦石中的鐵[J].中國無機分析化學.
2011,1(4):41~46
5、劉順瓊,呂澤娥,陳永欣,等.微波消解 -等離子體發射光譜法測定錳礦石中硅鋁鐵磷[J].巖礦測試.
2007,26(3)
6、胡德新,馬德起,潘宏偉,等.電位滴定法測定鉻礦石中三氧化二鉻的微波溶樣法研究[J].冶金分析.2011,31(2):63~66