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[摘 要]蓝晶石及蓝晶石族矿物是天然高铝耐火材料，具有极强抗化学侵蚀性。为解决Al2O3溶解完全且可以同时测定K2O、Na2O问题，故选择偏硼酸锂作为熔剂，选定的实验条件可以同时测定该类精选矿石产品全部化学成分质量指标的Al2O3 Fe2O3 TiO2 K2O Na2O，标准物质以及精矿样品与其他方法对照结果均满意。
[关键词]ICP-AES 测定 蓝晶石
中图分类号：TQ533.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）48-0074-01
蓝晶石化学组成为Al2O3.SiO2。蓝晶石族矿物（包括红柱石、蓝晶石、矽线石） 都是天然的优质高铝耐火矿物原料，具有耐火度高、高温强度大、蠕变率低、热膨胀率小、抗化学侵蚀性强、热震稳定性好等一系列优良的力学、化学和高温性能而应用于钢铁工业。蓝晶石具有极强的化学稳定性，即使是氢氟酸也不能将其溶解。基于此性质岩矿分析工作者建立了蓝晶石化学物相分析方法[1，2]。分离后蓝晶石含量测定以及选矿精矿中Al2O3的测定一般采用KOH熔融分解[3]，也有文献介绍了氢氟酸和高氯酸混合酸压力分解蓝晶石矿物[4]。但是笔者使用上述两种分解方法，对河北联合大学多个蓝晶石选矿精矿进行分析时，发现分解并不完全，有明显残渣，经验证Al2O3偏低5-10%。蓝晶石族精矿产品[5]要求测定的化学成分为Al2O3 Fe2O3 TiO2 K2O Na2O，偏硼酸锂为熔剂[6]具有分解能力强同时可以测定K2O Na2O的优点，因此采用偏硼酸锂为熔剂，样品在石墨坩埚中熔融，稀盐酸提取ICP-AES法同时测定上述5种组分，实验确定了优化仪器条件，标准物质测定结果满意；本法经与X-荧光光谱法对照，样品结果一致。
1 实验部分
1.1 仪器与实验参数
ICAP6300型电感耦合等离子体发射光谱仪（Thremo Fisher Scientific）。仪器工作参数为： 射频输出功率1150 w；辅助气流量0.5L/min；冷却气流量 12 L/min；载气压力0.25MPa；积分时间 短波15s长波5s；溶液提升量1mL/min；观测高度12mm。待测元素波长、光谱级次及背景扣除：Al 237.312nm{141}扣左侧背景，Fe 240.488nm{140}扣双侧背景，Ti 344.941nm{100}扣右侧背景，K 766.491nm{44}扣双侧背景，Na 589.592nm{57}扣双侧背景，
1.2 标准溶液与主要试剂
1.无水偏硼酸锂（优级纯）。
2.1+1HCl溶液：1份优级纯浓HCl与1份去离子水混合。
3.1+19HCl溶液：1份优级纯浓HCl与19份去离子水混合。
4.基体匹配溶液：1g偏硼酸锂放入250ml烧杯中，加入12.5ml浓HCl加入去离子水溶解盐类，移入250ml容量瓶中，水稀至刻度摇匀。
5.标准储备液；高纯Al2O3 TiO2 Fe2O3基准KCl NaCl均经500℃灼烧后干燥器中冷却。Al2O3 TiO2经偏硼酸锂熔融分别制成含4g/L偏硼酸锂、5%HCl的标准溶液ρ（Al2O3）=3mg/mL，ρ（TiO2）=0.5mg/mL；Fe2O3用HCl溶解制成含4g/L偏硼酸锂、5%HCl的标准溶液ρ（Fe2O3）=1mg/mL，；用 KCl和NaCl制成含4g/L偏硼酸锂、5%HCl的混合标准溶液ρ（K2O，Na2O）=1，0.2mg/mL。
6.校准曲线配制：三点校准曲线：基体匹配溶液为零点，低点：ρ（Al2O3，Fe2O3，TiO2，K2O，Na2O）=120，20，10，2，0.5μg/mL，高点：ρ（Al2O3，Fe2O3，TiO2，K2O，Na2O）=600，100，50，10，2.5μg/mL。校准溶液均用基体匹配溶液稀至刻度摇匀。
1.3 样品分析手续：于十万分之一电子天平上称取试样50mg（准确至0.05mg）于石墨坩埚中加入200mg的脱水偏硼酸锂，搅匀，将石墨坩埚套于磁坩埚中放入预先升温至1000℃高温炉中熔融15分钟，取出坩埚将流动熔融物直接倒入装有15mL1+19盐酸的100mL烧杯中，把烧杯放入超声波清洗器水槽中，再超声波水浴下已炸裂的熔融物细小颗粒迅速分解，移入50mL容量瓶中1+19HCl稀至刻度摇匀。按仪器供应商操作说明及优化实验条件测定。
拟定条件下各被测组分的检出限及测量精密度见表1
检出限为连续测定基体匹配溶液12次标准偏差的三倍乘以校准曲线斜率倒数。
测量精密度是连续12测定国家一级标准物质GBW07179 的相对标准偏差。
测量准确度是连续12测定国家一级标准物质GBW07179 的平均值与推荐值的相对误差。
蓝晶石精矿样品与其他方法测试结果对照见表3
感谢河北联合大学牛福生教授提供蓝晶石精矿样品
2 结论
实验结果表明：利用偏硼酸鋰对含高铝矿物的分解能力且可测定氧化钾、钠的特性，商品蓝晶石精矿的5种化学成分可以用电感耦合等离子发射光谱法同时测定，标准物质分析结果与推荐结果吻合；蓝晶石精矿分析结果与X射线荧光光谱法一致。
参考文献
[1] 阮福增，程广才.蓝晶石族矿物的物相分析[J].冶金分析，1996 16（3）：39-44.
[2] 赵亚平，张红，安崔婕.蓝晶石化学物相分析方法的探讨[J].建材地质，1997（4）：30-31.
[3] 王梅英.蓝晶石的化学物相分析[J].非金属矿，2006 29（1）：15-16.
[4] 岩矿分解方法编写组. 岩矿分解方法[M] 科学出版社 1979：64.
[5] YB/T4032-2010：蓝晶石 红柱石 硅线石[S] 标准出版社 2010.
[6] 岩石矿物分析 第二分册（第四版）[M]：地质出版社 2011：89-90.
[关键词]ICP-AES 测定 蓝晶石
中图分类号：TQ533.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）48-0074-01
蓝晶石化学组成为Al2O3.SiO2。蓝晶石族矿物（包括红柱石、蓝晶石、矽线石） 都是天然的优质高铝耐火矿物原料，具有耐火度高、高温强度大、蠕变率低、热膨胀率小、抗化学侵蚀性强、热震稳定性好等一系列优良的力学、化学和高温性能而应用于钢铁工业。蓝晶石具有极强的化学稳定性，即使是氢氟酸也不能将其溶解。基于此性质岩矿分析工作者建立了蓝晶石化学物相分析方法[1，2]。分离后蓝晶石含量测定以及选矿精矿中Al2O3的测定一般采用KOH熔融分解[3]，也有文献介绍了氢氟酸和高氯酸混合酸压力分解蓝晶石矿物[4]。但是笔者使用上述两种分解方法，对河北联合大学多个蓝晶石选矿精矿进行分析时，发现分解并不完全，有明显残渣，经验证Al2O3偏低5-10%。蓝晶石族精矿产品[5]要求测定的化学成分为Al2O3 Fe2O3 TiO2 K2O Na2O，偏硼酸锂为熔剂[6]具有分解能力强同时可以测定K2O Na2O的优点，因此采用偏硼酸锂为熔剂，样品在石墨坩埚中熔融，稀盐酸提取ICP-AES法同时测定上述5种组分，实验确定了优化仪器条件，标准物质测定结果满意；本法经与X-荧光光谱法对照，样品结果一致。
1 实验部分
1.1 仪器与实验参数
ICAP6300型电感耦合等离子体发射光谱仪（Thremo Fisher Scientific）。仪器工作参数为： 射频输出功率1150 w；辅助气流量0.5L/min；冷却气流量 12 L/min；载气压力0.25MPa；积分时间 短波15s长波5s；溶液提升量1mL/min；观测高度12mm。待测元素波长、光谱级次及背景扣除：Al 237.312nm{141}扣左侧背景，Fe 240.488nm{140}扣双侧背景，Ti 344.941nm{100}扣右侧背景，K 766.491nm{44}扣双侧背景，Na 589.592nm{57}扣双侧背景，
1.2 标准溶液与主要试剂
1.无水偏硼酸锂（优级纯）。
2.1+1HCl溶液：1份优级纯浓HCl与1份去离子水混合。
3.1+19HCl溶液：1份优级纯浓HCl与19份去离子水混合。
4.基体匹配溶液：1g偏硼酸锂放入250ml烧杯中，加入12.5ml浓HCl加入去离子水溶解盐类，移入250ml容量瓶中，水稀至刻度摇匀。
5.标准储备液；高纯Al2O3 TiO2 Fe2O3基准KCl NaCl均经500℃灼烧后干燥器中冷却。Al2O3 TiO2经偏硼酸锂熔融分别制成含4g/L偏硼酸锂、5%HCl的标准溶液ρ（Al2O3）=3mg/mL，ρ（TiO2）=0.5mg/mL；Fe2O3用HCl溶解制成含4g/L偏硼酸锂、5%HCl的标准溶液ρ（Fe2O3）=1mg/mL，；用 KCl和NaCl制成含4g/L偏硼酸锂、5%HCl的混合标准溶液ρ（K2O，Na2O）=1，0.2mg/mL。
6.校准曲线配制：三点校准曲线：基体匹配溶液为零点，低点：ρ（Al2O3，Fe2O3，TiO2，K2O，Na2O）=120，20，10，2，0.5μg/mL，高点：ρ（Al2O3，Fe2O3，TiO2，K2O，Na2O）=600，100，50，10，2.5μg/mL。校准溶液均用基体匹配溶液稀至刻度摇匀。
1.3 样品分析手续：于十万分之一电子天平上称取试样50mg（准确至0.05mg）于石墨坩埚中加入200mg的脱水偏硼酸锂，搅匀，将石墨坩埚套于磁坩埚中放入预先升温至1000℃高温炉中熔融15分钟，取出坩埚将流动熔融物直接倒入装有15mL1+19盐酸的100mL烧杯中，把烧杯放入超声波清洗器水槽中，再超声波水浴下已炸裂的熔融物细小颗粒迅速分解，移入50mL容量瓶中1+19HCl稀至刻度摇匀。按仪器供应商操作说明及优化实验条件测定。
拟定条件下各被测组分的检出限及测量精密度见表1
检出限为连续测定基体匹配溶液12次标准偏差的三倍乘以校准曲线斜率倒数。
测量精密度是连续12测定国家一级标准物质GBW07179 的相对标准偏差。
测量准确度是连续12测定国家一级标准物质GBW07179 的平均值与推荐值的相对误差。
蓝晶石精矿样品与其他方法测试结果对照见表3
感谢河北联合大学牛福生教授提供蓝晶石精矿样品
2 结论
实验结果表明：利用偏硼酸鋰对含高铝矿物的分解能力且可测定氧化钾、钠的特性，商品蓝晶石精矿的5种化学成分可以用电感耦合等离子发射光谱法同时测定，标准物质分析结果与推荐结果吻合；蓝晶石精矿分析结果与X射线荧光光谱法一致。
参考文献
[1] 阮福增，程广才.蓝晶石族矿物的物相分析[J].冶金分析，1996 16（3）：39-44.
[2] 赵亚平，张红，安崔婕.蓝晶石化学物相分析方法的探讨[J].建材地质，1997（4）：30-31.
[3] 王梅英.蓝晶石的化学物相分析[J].非金属矿，2006 29（1）：15-16.
[4] 岩矿分解方法编写组. 岩矿分解方法[M] 科学出版社 1979：64.
[5] YB/T4032-2010：蓝晶石 红柱石 硅线石[S] 标准出版社 2010.
[6] 岩石矿物分析 第二分册（第四版）[M]：地质出版社 2011：89-90.