DB51 T 1782-2014 地质样品中铌、钽的测定 电感耦合等离子体质谱法.pdf

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1、 ICS 77.120.01 H 60 DB51 四川省地方标准 DB51/T 17822014 地质样品中铌、钽的测定 电感耦合等离子 体质谱法 2014 - 05 - 16发布 2014 - 06 - 01实施 四川省质量技术监督局 发布 DB51/T 17822014 I 目 次 前 言 . . II 1 范围 . . 1 2 规范性引用文件 . . 1 3 方法提要 . . 1 4 试剂和材料 . . 1 5 仪器和设备 . . 2 6 实验步骤 . . 2 7 结果与计算 . . 3 8 准确度与精密度 . . 3 附录 A（资料 性附录） 仪器参考工作条件 . 5 参考文献 . .

2、 6 DB51/T 17822014 II 前 言 本标准的附录 A 为资料性附录。 本标准按照 GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写和 GB/T 20001.4-2001标准编写规则 第四部分：化学分析方法给出的规则起草。 本标准由四川省地质矿产勘查开发局提出并归口。 本标准由四川省质量技术监督局批准。 本标准起草单位：四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心。 本标准起草人：李自强、李小英、王雪莲、谭小宁、诸堃、刘成光。 DB51/T 17822014 1 地质样品中铌、钽的测定 电 感耦合等离子体质谱法 1 范围 本标准规定了用电感耦合等离子体质谱

3、法测定地质样品中铌、钽的方法。 本标准适用于地质样品（土壤、水系沉积物、岩石）中铌、钽的测定。方法的最低定量限，Nb: 3.18 g/g；Ta: 0.33 g/g。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法（ GB/T 66822008, ISO 3696: 1987, MOD） GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示与判定 GB/T 14505 岩石和矿石化学分析方法总则及一般规定 DZ/T 0

4、1302006 地质矿产实验室测试质量管理规范 3 方法提要 试样经氢氟酸分解， 再用酒石酸 硝酸溶液提取， 铌、 钽与酒石酸在酸性溶液中形成稳定的络合物。 溶液中铌、钽在电感耦合等离子体中离子化后，按离子质荷比分离，通过测量其离子谱峰的强度，计算 铌、钽含量。 4 试剂和材料 本标准除非另有说明，在分析中均使用优级纯试剂和符合 GB/T 6682 中规定的二级水。 4.1 氢氟酸（ =1.15g/mL）。 警告 氢氟酸有毒并有腐蚀性，操作时应戴橡胶手套，防止皮肤接触。 4.2 酒石酸溶液（ =60g/L）：称取 60g酒石酸（分析纯）溶于 1000mL 水中。 4.3 硝酸（ =1.41 g

5、/mL）。 4.4 硝酸溶液（2+98）：取 20mL 硝酸（4.3）加入 980mL 水中。 4.5 酒石酸 硝酸溶液：取 15g 酒石酸（分析纯）加入 1000mL 硝酸溶液（4.4）中。 4.6 内标溶液（铑、铼, =10ng/mL）。 4.7 仪器调谐溶液（锂、钇、铟、铈、铀, =1ng/mL）。 4.8 仪器 PA 校正溶液（锂、钴、钇、铑、铟、铈、铼、铀, =40ng/mL）。 4.9 标准溶液 4.9.1 铌标准储备液（ （Nb 2O5）=100 g/mL） 准确称取 0.0500g 经灼烧（ 700）的五氧化二铌，放于铂坩埚中，加 4 6mL 氢氟酸，加热溶解， DB51/T

6、17822014 2 反复补加氢氟酸直至溶解完全后，蒸至近干。用酒石酸溶液（ 4.2）提取，移入 500mL 容量瓶中，用酒 石酸溶液（ 4.2）稀释至刻度，摇匀。将此溶液转入塑料瓶中保存。 4.9.2 钽标准储备液（ （Ta 2O5）=50 g/mL） 准确称取 0.0250g 经灼烧（ 700）的五氧化二钽，放于铂坩埚中，加 4 6mL 氢氟酸，加热溶解， 反复补加氢氟酸直至溶解完全后，蒸至近干。用酒石酸溶液（ 4.2）提取，移入 500mL 容量瓶中，用酒 石酸溶液（ 4.2）稀释至刻度，摇匀。将此溶液转入塑料瓶中保存。 4.9.3 混合标准使用液 分取铌、钽的单元素标准储备溶液（ 4.

7、9.1、 4.9.2） ，使用酒石酸 硝酸溶液（ 4.5）逐级稀释，配制 成表 1 中的混合标准使用液系列。 表1 混合标准使用液体系列 单位：ng/mL 元素 STD0 STD1 STD2 STD3 Nb2O5 0 4 40 400 Ta2O5 0 2 20 200 注： STD-0为酒石酸 硝酸溶液（ 4.5）；混合标准使用液（ 4.9.3）必须现配现用。 5 仪器和设备 5.1 电感耦合等离子体质谱仪 5.2 分析天平，感量 0.1mg 5.3 超纯水系统 5.4 高纯氩气，纯度不低于 99.99% 5.5 控温电热板 5.6 控温干燥箱 5.7 聚四氟乙烯坩埚，容积约 30mL 5.8

8、 塑料容量瓶，25mL 6 实验步骤 6.1 试样制备 按照 DZ/T 0130.22006 的相关规定，加工试样的粒度要求达到 -0.074mm（ 200目）。试样置于烘 箱中，在 60 80干燥 2h 4h，并置于干燥器中冷却至室温备用。 6.2 空白试验 进行双份空白试验，除不加试料外，采用与试样完全相同的步骤进行平行测定。 6.3 准确度与精密度控制 按照 DZ/T 0130.62006 的相关规定，随机抽取规定比例试样，编成密码作为重复检查分析样控 制精密度；并随同试样分析同类型、含量相近的标准物质控制准确度。 DB51/T 17822014 3 6.4 操作步骤 6.4.1 试样分

9、解 6.4.1.1 准确称取 0.0500g 试样（6.1）置于聚四氟乙烯坩埚（5.7）中，加入适量水润湿，加入 15mL 氢氟酸（4.1），置于电热板上加热溶解，低温（约 150）蒸发至近干。 6.4.1.2 趁热加入 15mL 酒石酸 硝酸溶液（4.5）并煮至近沸，取下冷却，移入 25mL 容量瓶（5.8） 中，用酒石酸 硝酸溶液（4.5）稀释至刻度，摇匀，须在 24h 内上机测定。 6.4.2 上机测定 6.4.2.1 点燃等离子体并稳定 30min 后，用仪器调谐液（4.7），选择同位素 7 Li、 89 Y、 115 In、 238 U、 140 Ce + / 156 CeO + 、

10、 70 Ce 2+ / 140 Ce + 调节仪器灵敏度、氧化物与双电荷干扰等指标，以满足测试要求（仪器参考工 作条件见附录 A）；用PA 校准溶液（4.8）优化质谱检测器模拟和脉冲信号的校正系数。测定选用同位 素、内标及质谱干扰情况见表 2。 表2 测定元素同位数 选用同位素 选用内标同素数 质谱型干扰情况 93 Nb 103 Rh 77 Se 16 O， 75 As 18 O， 53 Fe 40 Ar， 57 Fe 38 Ar 181 Ta 185 Re 165 Ho 16 O 注： 采用本法分解试样，基体带来的质谱干扰基本可以忽略，也可采用碰撞模式消除多原子分子离子质谱型干扰。 6.4.

11、2.2 以混合标准使用液（4.9.3）进行仪器校准，然后进行试样溶液测定。在仪器校准和试样测定 时，通过三通把内标溶液和试样溶液合并混合后，一并泵入雾化系统后进入等离子体炬焰中，得到待测 及内标元素的信号计数。 6.4.2.3 根据待测与内标元素的强度比值，得到校正后的待测元素信号计数，由标准曲线查得样品中 各元素氧化物的质量浓度。超过线性范围则应用酒石酸 硝酸溶液（4.5）稀释后再进样分析。 7 结果与计算 试样中各元素的含量以质量分数 X i 计，单位以微克每克（ g/g）表示，按式（ 1）计算： () 1000 - 0 = m kfVCC X iii i .(1) 式中： C i 试液中

12、各元素的浓度，单位： ng/mL； C i0 空白试验溶液中各元素的浓度，单位： ng/mL； V 试样溶液体积，单位： mL； f 试样溶液稀释倍数； k i 各元素单质和氧化物的换算系数（ Nb： 0.699， Ta： 0.819）； m 试样质量，单位： g。 8 准确度与精密度 选用不同类型、不同含量段的国家一级标准物质（ GBW） 7 件，对每件标准物质进行 12 次重复分 DB51/T 17822014 4 析。按照中国地质调查局多目标区域地球化学调查规范（ 1:25000） （ DD2005-01）规定的统计方法 的准确度和精密度，结果如表 3 所示。 表3 方法准确度和精密度统

13、计结果 准确度 元素 类 型 含量范围 （g/g） 相对误差（%） 对数偏差 精密度 相对标准偏差 （%） 土壤 9.327 0.272.20 0.0010.009 4.755.11 水系沉积物 6.895 0.461.90 0.0020.008 2.815.31 Nb 岩石 6.8300 0.400.92 0.0020.004 2.725.34 土壤 0.765.3 0.464.92 0.0020.021 5.087.05 水系沉积物 0.4415.3 0.701.46 0.0030.006 4.237.92 Ta 岩石 0.4573 0.031.38 0.0010.006 0.909.09

14、 DB51/T 17822014 5 A A 附 录 A （资料性附录） 仪器参考工作条件 使用安捷伦 7700X电感耦合等离子体质谱仪（ ICP-MS）参考工作条件见表 A。 表 A 安捷伦7700X电感耦合等离子体质谱仪工作参数 Plasma Condition RF Powder 1550 W Coolant Gas 15 L/min Sampling Depth 8 mm Auxiliary Gas 1 L/min Carrier Gas 0.8 L/min Makeup Gas 0.25 L/min Dilution Gas OFF Nebulizer Gas 0.2 rps S/C

15、 Temp 2 Ion lenses Extract 1 0 V Cell Entrance -55 V Extract 1 -190 V Cell Exit -65 V Omega Bias -100 V Deflect -14 V Omega lens 9 V Plate Bias -40 V Octopole Parameter OctP RF 190 V OctP Bias -6 V Q-Pole Parameter OctP Bias -3 V Acquisition Parameter Measurement mode Peak Peak Pattern TRA（ 1） Integ

16、ration Time 0.10 S Sweeps 3 Repetition 3 Flush time 20 s DB51/T 17822014 6 参 考 文 献 1 岩石矿物分析编写小组 , 岩石矿物分析 M, 北京：地质出版社 ,1973: 1075pp. 2 DD2005-01, 多目标区域地球化学调查规范 (1:250000), 中国地质调查局 . 3 刘虎生 , 邵宏翔 . 电感耦合等离子体质谱技术与应用 M.北京：化学工业出版社 , 2005: 303pp. 4 Kym E. Jarvis, Alan L. Gray, R. Sam Houk. Handbook of Inductively Coupled Plasma Mass SpectrometryM. England: Chapman and Hall, 1992: 300pp. _ DB51/T 17822014