铝土矿样品分解方法和分析测试技术研究进展(3)

2.1 电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)

电感耦合等离子体原子发射光谱法具有分析速度快、线性范围宽、重现性好等特点，是一种应用广泛的多元素同时测定方法。样品分解方法可以采用酸溶分解法或熔融分解法。碱熔法所得样品溶液盐分过大，为避免堵塞雾化器，一般可采取控制熔剂用量、大比例稀释或使用耐高盐分的雾化器等方法[15,28]。

在ICP-AES分析中，基体一般会对待测元素的信号产生抑制或漂移，导致其谱线强度的变化，称为基体效应。碱熔法处理样品，会引入大量钠基体和铝基体，文献[13]研究表明，铝基体对Ca、Fe、Mg、K、Ti、Cr、Cu和Ga等元素的发射强度有较大的抑制作用，可用基体匹配法消除干扰，即在标准溶液中加入含量相当的基体元素[12]或者用铝土矿标准物质溶液绘制标准曲线[15-16]。也可以使用内标法[17]或将干扰元素进行分离来消除干扰[18]。谱线干扰是指仪器不能分辨的共存元素谱线重叠或部分重叠，是ICP-AES的主要干扰之一。一般可通过选择合适的分析谱线[12,36]，采用干扰系数校正[29]等方法消除或降低干扰。

ICP-AES广泛应用于铝土矿中Al、Si、Fe、Ti、Ca、Mg、K、Na、P、Mn、Ga、Cr、V、Ba等主次微量元素的测定，克服了行业标准方法中每种元素用滴定法、分光光度法或AAS分别测定的不足。三水铝土矿中的有效铝、活性硅是判定产品质量的重要指标，文献[37]利用微波消解技术，模拟拜耳法氧化铝生产工艺，以Co为内标，采用ICP-AES同时测定出溶液中的活性铝和活性硅，然后间接计算有效铝，广泛应用于三水铝土矿的勘探能力评价。

2.2 电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)

ICP-MS具有灵敏度高、谱线相对简单、检出限低、分析速度快等特点，主要用于铝土矿中Li、Sr、Ga、Nb、Ta、Zr、Hf和稀土等伴生微量元素的分析，对铝土矿的资源综合利用、成矿物质来源和成矿机制研究具有重要意义[5,38]。

ICP-MS测定铝土矿样品，关注的焦点在于样品分解方法，质谱干扰与非质谱干扰的消除；分析仪器对试剂空白和试液盐分也有较高的要求。文献[39]采用敞开酸溶法分解，以标准物质溶液绘制曲线，以Rh作内标消除基体效应，ICP-MS测定铝土矿中稀土元素，文献认为铝土矿样品中含有一定量的In，In与Al可能存在类质同象现象，所以不宜用In作内标。文献[14]采用多次敞开酸溶法和碱熔法分解样品，使用数学校正法校正Gd、Tb、Eu的质谱干扰，以Rh作内标校正Y，以Re作内标校正其余14种元素，ICP-MS完成了铝土矿中稀土元素的测定。文献[23]分别采用“镁加入”高压密闭法、氟化铵或氟化氢铵分解样品，以In作内标，采用ICP-MS测定铝土矿中包括稀土在内的37种元素，完成了GBW07177、GBW07178、GBW07180、GBW07181、GBW07182、NIST SRM 600、SRM 69b、SRM 696、SRM 697和SRM 698等10个铝土矿标准物质的测定，给出了部分未定值元素的测定值。

前述ICP-MS测定，均需要进行铝土矿样品的湿法分解。激光剥蚀固体进样技术与电感耦合等离子体质谱法联用(LA-ICP-MS)，可以避免繁琐的样品湿法分解以及水、酸等导致的多原子离子干扰等问题，可用于原位微区分析，也可用于元素整体分析。存在的主要问题是元素的分馏效应、校正方法以及缺乏基体匹配的标准物质等[40]。

LA-ICP-MS可以直接分析固体样品薄片，也可以通过粉末压片法、助熔剂熔融玻璃法以及无熔剂的熔融玻璃法进行样品制备[41]。Monsels等[42]采用低稀释比硼酸盐熔融片法制备玻璃熔片，以Si为内标，用标准物质NIST SRM612为外标，USGS BCR-2G监控分析质量，LA-ICP-MS完成了铝土矿中包括稀土元素在内30种元素的测定，测定结果的相对标准偏差(RSD)和相对误差(RE)小于20%。LA-ICP-MS更重要的一个应用是可对在光学显微镜下分辨的矿物进行激光烧蚀微区分析，获得矿物中微量元素的含量及分布。文献[43]使用LA-ICP-MS技术结合X射线衍射和扫描电子显微镜，对河南松岐地区铝土矿中高含量稀土元素的富集机理进行了研究，发现大部分稀土元素以离子的形式吸附在粘土矿物和硬水铝石的表面，一些重稀土元素以磷钇矿形式存在。

2.3 X射线荧光光谱法(XRF)

X射线荧光光谱法具有可多元素同时分析、分析速度快、精度高、制样简单，成本低、适于大批量样品测定等优点，已被有色金属行业标准YS/T 575.23—2009作为测定铝土矿中多种元素的标准方法。

XRF主要有粉末压片法和熔融片法两种制样方法。粉末压片法快速简便，但由于粒度效应和矿物效应，存在约5%的测定误差，无法满足铝土矿主量元素测定的质量控制要求[44-45]。张莉娟等[46]采用湿法超细粉碎技术，将样品粉碎至微米级，基本消除了粒度效应，采用归一化技术进行数据处理，实现了铝土矿中10种主次量元素的准确测定。该方法克服了常规粉末压片法的缺点，不使用任何化学试剂，减少了对环境的污染。

文章来源：《测试技术学报》 网址: http://www.csjsxbzz.cn/qikandaodu/2021/0119/469.html