GB/T 8151.21-2017 锌精矿化学分析方法 第21部分：铊量的测定 电感耦合等离子体质谱法和电感耦合等离子体-原子发射光谱法

　　ICS 77 . 120 . 60 H 13

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 8151 . 21—2017

　　锌精矿化学分析方法 第 21 部分：

　　铊量的测定 电感耦合等离子体质谱法和电感耦合等离子体-原子发射光谱法

　　Methodsforchemicalanalysisofzincconcentrates—part21：Determinationof

　　thallium content—Inductivelycoupledplasmamassspectrometryand

　　inductivelycoupledplasma-atomicemissionspectrometry

　　2017-10-14 发布 2018-05-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 8151 . 21—20 17

　　前 言

　　GB/T 8152《锌精矿化学分析方法》共有 21 个部分：

　　— 第 1 部分：锌量的测定 沉淀分离 Na2EDTA滴定法和萃取分离 Na2EDTA滴定法;

　　— 第 2 部分：硫量的测定 燃烧中和滴定法;

　　— 第 3 部分：铁量的测定 Na2EDTA滴定法;

　　— 第 4 部分：二氧化硅量的测定 钼蓝分光光度法;

　　— 第 5 部分：铅量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 6 部分：铜量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 7 部分：砷量的测定 氢化物发生-原子荧光光谱法和溴酸钾滴定法;

　　— 第 8 部分：镉量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 9 部分：氟量的测定 离子选择电极法;

　　— 第 10 部分：锡量的测定 氢化物发生-原子荧光光谱法;

　　— 第 11 部分：锑量的测定 氢化物发生-原子荧光光谱法;

　　— 第 12 部分：银量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 13 部分：锗量的测定 氢化物发生-原子荧光光谱法和苯笏酮分光光度法;

　　— 第 14 部分：镍量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 15 部分：汞量的测定 原子荧光光谱法;

　　— 第 16 部分：钴量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 17 部分：锌量的测定 氢氧化物沉淀-Na2EDTA滴定法;

　　— 第 18 部分：锌量的测定 离子交换-Na2EDTA滴定法;

　　— 第 19 部分：金和银含量的测定 铅析或灰吹火试金和火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 20 部分：铜、铅、铁、砷、镉、锑、钙、镁量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 21 部分：铊量的测定 电感耦合等离子体质谱法和电感耦合等离子体-原子发射光谱法。

　　本部分为 GB/T 8151 的第 21 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分由中国有色金属工业协会提出。

　　本部分由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC 243)归口 。

　　本部分起草单位：深圳市中金岭南有色金属股份有限公司、株洲冶炼集团股份有限公司、北京矿冶研究总院、中国有色桂林矿产地质研究院有限公司、紫金矿业集团股份有限公司、西北有色金属研究院、南通出入境检验检疫局、鲅鱼圈出入境检验检疫局、昆明冶金研究院、云南祥云飞龙再生科技股份有限公司、防城港出入境检验检疫局、宁波出入境检验检疫局。

　　本部分主要起草人：师世龙、袁齐、张小军、刘莹晶、罗丝、向德磊、李艳群、姜晴、苏春风、刘润婷、周存款、邱丽、袁永海、黄智、夏珍珠、龙秀甲、吴银来、陈祝海、周恺、马晓敏、王超颖、李国伟、侯晋、窦怀智、李昌丽、周蕾、蒋晓光、王艳君、刘维理、李超、杨绍兵、谢毓群、陈智鹏、叶秀秀、曹国洲。

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　　锌精矿化学分析方法 第 21 部分：

　　铊量的测定 电感耦合等离子体质谱法和电感耦合等离子体-原子发射光谱法

　　1 范围

　　GB/T 8151 的本部分规定了锌精矿中铊量的测定方法。

　　本部分适用于锌精矿中铊量的测定。 方法 1 测定范围：0 . 000 050%~0 . 010%;方法 2 测定范围：

　　0 . 005 0%~0 . 05% 。本部分测定范围重叠区间的仲裁方法为方法 1 。

　　2 方法 1 电感耦合等离子体质谱法

　　2 . 1 方法提要

　　试料经盐酸、硝酸、硫酸分解，以193 Ir为内标，于电感耦合等离子体质谱仪上测定，用标准曲线法计算试料中的铊量。

　　2 . 2 试剂

　　在分析中仅使用确认为优级纯的试剂，所用水为一级水。

　　2.2. 1 盐酸 (ρ= 1.19 g/mL)。

　　2.2.2 硝酸(ρ= 1.42 g/mL) 。

　　2.2.3 硫酸(ρ= 1.84 g/mL)。

　　2.2.4 硝酸 (1+1)。

　　2.2.5 硝酸-硫酸混合酸(1+1)：向 500 mL硝酸(2.2.2) 中边搅拌边加入 500 mL 硫酸(2.2.3),冷却后使用。

　　2 . 2 . 6 铊标准贮存溶液：称取 0 . 279 5 g 三氧化二铊(狑Tl2 O3 ≥99 . 99%) 置于 200 mL 烧杯中，盖上表面皿，缓慢加入 25 mL 硝酸(2 . 2 . 4)低温溶解，驱出氮的氧化物，取下冷却至室温，用水洗涤表面皿及杯壁，移入 250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL含 1 mg 铊 。

　　2 . 2 . 7 铊标准溶液 A：将铊标准贮存溶液(2 . 2 . 6)稀释至铊浓度为 100 ng/mL, 以硝酸(2+98)为介质。

　　2 . 2 . 8 铊标准溶液 B：将铊标准溶液 A稀释至铊浓度为 10 ng/mL, 以硝酸(2+98)为介质。

　　2.2.9 内标溶液：10 ng/mL193 Ir溶液，以硝酸(2+98) 为介质。

　　2.2. 10 氩气：狑Ar≥99.996%。

　　2 . 3 仪器

　　电感耦合等离子体质谱仪：分辨率 0 . 1 amu~1 amu; 205 Tl 同位素的响应值 >10 5 。

　　2 . 4 试样

　　2.4. 1 试样应通过 0.074 mm孔筛。

　　2 . 4 . 2 试样应在 105 ℃ ± 5 ℃烘箱中烘 1 h,并置于干燥器中冷却至室温备用。

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　　2 . 5 分析步骤

　　2 . 5 . 1 试料

　　称取 0.10 g试样(2.4), 精确至 0.000 1 g。

　　2 . 5 . 2 测定次数

　　独立地进行 2 次测定，取其平均值。

　　2 . 5 . 3 空白试验

　　随同试料做空白试验。

　　2 . 5 . 4 测定

　　2 . 5 . 4 . 1 将试料(2 . 5 . 1)置于 150 mL烧杯中，加入 20 mL 盐酸(2 . 2 . 1),盖上表面皿于电热板上加热溶解 。溶液体积约为 10 mL 时，加入 5 mL硝酸(2 . 2 . 2),继续加热至体积约为 10 mL 时，加入 3 mL硫酸(2 . 2 . 3),继续加热至冒浓白烟，移去表面皿[若杯壁出现大量黑色碳粉状物质时可沿杯壁小心加入约1 mL硝酸硫酸混合酸(2 . 2 . 5)去除]。 当硫酸挥发近尽时取下稍冷，加入 2 mL硝酸(2 . 2 . 2),加入水至约50 mL,盖上表面皿，加热至微沸 10 min后取下冷却至室温，移入 100 mL容量瓶，用水稀释至刻度，混匀，干过滤。

　　2 . 5 . 4 . 2 按表 1 分取试液至 100 mL容量瓶，加入 2 mL硝酸(2 . 2 . 2),用水稀释至刻度，混匀。 随同试料做空白试验。

　　表 1 试液分取体积

　　2 . 5 . 4 . 3 以193 Ir为内标，于电感耦合等离子体质谱仪选定的工作条件下，测定试液及随同试料空白溶液205 Tl 同位素的响应值，用标准曲线法计算铊的含量。

　　2 . 5 . 5 标准曲线的绘制

　　2.5.5. 1 分别移取 0 mL、1.00 mL、2.00 mL、5.00 mL 铊标准溶液 B(2.2.8) , 1.00 mL、2.00 mL 铊标准溶液 A(2 . 2 . 7) ,于一组 100 mL容量瓶中，加入 2 mL硝酸(2 . 2 . 2),用水稀释至刻度，混匀。

　　2 . 5 . 5 . 2 在与测量试料溶液相同的条件下，以193 Ir 为内标，于电感耦合等离子体质谱仪上，测定系列标

　　准溶液中205 Tl 同位素的响应值，减去系列标准溶液中“零”浓度的响应值，以铊的质量浓度为横坐标， 205 Tl同位素的响应值为纵坐标，绘制标准曲线。

　　2 . 6 分析结果的计算

　　铊量以铊的质量分数 狑Tl(%)计，按式(1)计算：

　　狑

　　式中：

　　ρ —测定试液中铊的质量浓度，单位为纳克每毫升(ng/mL) ;

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　　ρ0 —空白溶液中铊的质量浓度，单位为纳克每毫升(ng/mL) ;

　　V0 —试液的总体积，单位为毫升(mL) ;

　　V2 —测定试液的体积，单位为毫升(mL) ;

　　m —试料的质量，单位为克(g) ;

　　V1 —分取试液的体积，单位为毫升(mL)。

　　计算结果<0.000 1%时，表示到小数点后 6 位;计算结果 ≥0.000 1%且<0.001%时，表示到小数点后 5 位;计算结果 ≥0.001%时，表示到小数点后 4 位 。

　　2 . 7 精密度

　　2 . 7 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过重复性限(r)，超过重复性限(r)的情况不超过 5%,重复性限(r)按表 2 数据采用线性内插法或外延法求得。

　　表 2 重复性限

　　2 . 7 . 2 再现性

　　在再现性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不大于再现性限(R)，超过再现性限(R)的情况不超过 5%,再现性限(R)按表 3 数据采用线性内插法或外延法求得。

　　表 3 再现性限

　　2 . 8 试验报告

　　试验报告至少应包括以下内容：

　　— 试样;

　　— 使用的标准(GB/T 8152 . 21—2017) ;

　　— 分析结果及其表示;

　　— 与基本分析步骤的差异;

　　— 测定中观察到的异常现象;

　　— 试验日期。

　　3 方法 2 电感耦合等离子体-原子发射光谱法

　　3 . 1 方法提要

　　试料用盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸分解。 用王水溶解盐类，在硝酸介质中，于电感耦合等离子体原

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　　子发射光谱仪上，测定铊的含量。

　　3 . 2 试剂

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和蒸馏水或去离子水或相当纯度的水。

　　3.2. 1 盐酸(ρ= 1.19 g/mL), 优级纯。

　　3.2.2 硝酸(ρ= 1.42 g/mL), 优级纯。

　　3.2.3 氢氟酸(ρ= 1.15 g/mL), 优级纯。

　　3.2.4 高氯酸(ρ= 1.67 g/mL), 优级纯。

　　3.2.5 硝酸 (1+1)。

　　3.2.6 硝酸 (1+3)。

　　3.2.7 硝酸 (5+95)。

　　3 . 2 . 8 铊标准贮存溶液：称取 0 . 279 5 g 三氧化二铊(狑Tl2 O3 ≥99 . 99%) 置于 200 mL 烧杯中，盖上表面皿，缓慢加入 25 mL 硝酸(3 . 2 . 5)低温溶解，驱出氮的氧化物，取下冷却至室温，用水洗涤表面皿及杯壁，移入 250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL含 1 mg 铊 。

　　3 . 2 . 9 铊标准溶液：移取 2 . 00 mL铊标准贮存溶液(3 . 2 . 8) 于 100 mL 容量瓶中，用硝酸(3 . 2 . 7) 稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL含 20 μg 铊 。

　　3 . 3 仪器

　　电感耦合等离子体原子发射光谱仪，在仪器最佳工作条件下凡是能达到下列指标者均可使用：分辨

　　率：200 nm 时光学分辨率不大于 0.008 nm;推荐波长 190.749 nm。

　　3 . 4 试样

　　3.4. 1 试样应通过 0.074 mm孔筛。

　　3 . 4 . 2 试样应在 105 ℃ ± 5 ℃烘箱中烘 1 h,并置于干燥器中冷却至室温备用。

　　3 . 5 分析步骤

　　3 . 5 . 1 试料

　　称取 0.25 g试样(3.4), 精确至 0.000 1 g。

　　3 . 5 . 2 测定次数

　　独立地进行 2 次测定，取其平均值。

　　3 . 5 . 3 空白试验

　　随同试料做空白试验。

　　3 . 5 . 4 测定

　　3 . 5 . 4 . 1 将试料(3 . 5 . 1)置于 100 mL 聚四氟乙烯烧杯中，以少量水润湿，加入 10 mL盐酸(3 . 2 . 1), 加盖表面皿，加热微沸约 10 min,稍冷，加入 5 mL硝酸(3 . 2 . 2) 、5 mL 氢氟酸(3 . 2 . 3),继续加热至体积约为5 mL,稍冷，加入 2 mL高氯酸(3 . 2 . 4),加热至白烟冒尽，取下冷却。 如果仍有未溶解完试样，继续加入5 mL硝酸(3.2.2)、3 mL氢氟酸(3.2.3)、2 mL高氯酸(3.2.4),再次冒烟至溶解完全。

　　3 . 5 . 4 . 2 加入 20 mL硝酸(3 . 2 . 6),加热微沸至盐类溶解，冷却至室温。 移入 100 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，若仍有白色沉淀，干过滤。 待测。

　　GB/T 8151 . 21—20 17

　　3 . 5 . 4 . 3 于电感耦合等离子体原子发射光谱仪上测量试液及随同试料空白溶液(3 . 5 . 3) 的发射光强度，仪器依据工作曲线(3 . 5 . 5)计算出被测元素的质量浓度。

　　3 . 5 . 5 工作曲线的绘制

　　分别移取 0 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、6.00 mL、8.00 mL铊标准溶液(3.2.9) 于一组 100 mL

　　容量瓶中，加入 20 mL硝酸(3 . 2 . 6),用水稀释至刻度，混匀。 于电感耦合等离子体原子发射光谱仪上，在选定的仪器工作条件下，测量标准溶液中铊的谱线强度，以铊的质量浓度为横坐标，铊的谱线强度值为纵坐标，绘制标准曲线。

　　3 . 6 分析结果的计算

　　铊量以铊的质量分数 ∞Tl(%)计，按式(2)计算：

　　……………………( 2 )

　　式中：

　　ρTl —试液中铊的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL) ;

　　ρ0 —空白溶液中铊的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL) ;

　　V —试液总体积，单位为毫升(mL) ;

　　m —试料的质量，单位为克(g)。

　　计算结果表示到小数点后 4 位 。

　　3 . 7 精密度

　　3 . 7 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过重复性限(r)，超过重复性限(r)的情况不超过 5%,重复性限(r)按表 4 数据采用线性内插法求得：

　　表 4 重复性限

　　3 . 7 . 2 再现性

　　在再现性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过再现性限(R)，超过再现性限(R)的情况不超过 5%,再现性限(R)按表 5 数据采用线性内插法求得：

　　表 5 再现性限

　　3 . 8 试验报告

　　试验报告至少应包括以下内容：

　　GB/T 8151 . 21—20 17

　　— 试样;

　　— 使用的标准(GB/T 8151 . 21—2017) ;

　　— 分析结果及其表示;

　　— 与基本分析步骤的差异;

　　— 测定中观察到的异常现象;

　　— 试验日期。