电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定低品位硼矿中硼含量的方法
【专利摘要】电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定低品位硼矿中硼含量的方法，它涉及一种测定低品位硼矿中硼元素含量的方法。本发明要解决现有将低品位硼矿做为复混肥料而没有一种检测方法测定低品位硼矿中硼含量的问题。本发明是按以下步骤完成：1、固体样品的预处理，2、制备样品消解液和空白消解液，3、制备标准溶液，4、绘制标准曲线，5、测定样品消解液和空白消解液中硼元素的含量，6、通过公式计算得到低品位硼矿中硼元素的含量，即完成电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定低品位硼矿中的硼含量。本发明解决了低品位硼矿中其它金属元素的基体干扰，准确度高，线性范围宽。本发明应用于元素分析领域。
【专利说明】电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定低品位硼矿中硼含量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及元素分析领域，主要涉及一种测定低品位硼矿中硼元素含量的方法。【背景技术】
[0002]我国硼矿资源主要分布在全14个省(区、市)。其中辽宁、青海、西藏分别占全国总储量的64.12%%,29.94%和1.44%，是我国硼矿资源较集中的省份。从五十年代开始，我国的硼工业首先在辽宁兴起，辽宁的硼工业生产规模具全国之首，随着硼工业生产的不断发展，硼矿资源逐渐在减少。而青海、西藏地区的硼工业发展较晚，生产规模也只有辽宁省的二十分之一。依据硼资源的不可再生性，今后，硼工业的发展趋势必向青海、西藏转移。从青海、西藏两地已探明的硼矿来看，多以贫矿为主(B203〈16% )，而低品位硼矿的储量约占该地区总储量的90%以上。
[0003]近几年来，一些拥有硼资源的国家对硼资源的开发利用极为重视，低品位硼资源合理有效开发利用已成为研究工作的重要内容。其中针对低品位硼矿及硼泥在肥料中的应用在期刊《磷肥与复肥》中提到，利用低品位硼矿及硼泥造粒后应用与配方肥中起到很好的肥效。但是作物对硼元素的吸收是有量的限制，因此了解低品位硼矿及硼泥中硼含量具有重要意义，而现行国家标准GB/T14540-2003中规定复混肥料中硼的测定方法主要是针对硼的测定是以硼砂为原料的肥料，而以低品位硼矿做为复混肥料的测定方法目前还没有规定的方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决对现有将低品位硼矿做为复混肥料而没有一种检测方法测定低品位硼矿中硼含量的问题，而提供一种电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定低品位硼矿中硼含量的方法。
[0005]本发明电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定低品位硼矿中硼含量的方法，是按以下步骤实现:
[0006]一、固体样品的预处理:将低品位硼矿在研钵中进行研磨，过100目筛，得细粉；
[0007]二、制备样品消解液和空白消解液:
[0008]①样品消解液的制备:称取0.2?0.5g步骤一得到的细粉放入石英磨口三角瓶中，加入100?200mL去离子水，摇匀，放置在200?220°C沙浴锅中，回流冷凝15?20min，取下石英磨口三角瓶，冷却至室温后转移到容量瓶中，再向容量瓶中加IOmL浓硝酸，用去离子水定容，摇匀，得到消解液，将消解液过滤，弃去最先滤出的50?IOOmL滤液后，保留剩余滤液，即得样品消解液，用于测定硼元素含量；
[0009]②空白消解液的制备:向石英磨口三角瓶中加入100?200mL去离子水，再依照步骤①所述的回流冷凝方法制得空白消解液；
[0010]三、制备标准溶液:用质量百分含量为20%硝酸溶液将浓度为1000mg/L的硼标准溶液稀释成浓度为100mg/L的硼标准溶液，再用质量百分含量为20%硝酸溶液将得到的浓度为100mg/L的硼标准溶液逐级稀释成10mg/L、8mg/L、6mg/L、4mg/L、2mg/L和Omg/L的硼标准工作溶液；
[0011]四、绘制标准曲线:设定电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)工作参数，将步骤三所述得到的6个浓度的硼标准工作溶液导入电感耦合等离子体原子发射光谱仪中，测定在249.772nm处的波谱强度，得到响应值，以步骤三得到的6个浓度的硼标准工作溶液的浓度为横坐标，以电感耦合等离子体原子发射光谱仪测得的响应值为纵坐标，绘制出硼元素的标准工作曲线；
[0012]其中所述的电感耦合等离子体光谱仪工作参数为:射频功率1.1KW，冷却气流量19L/min，积分时间10s，雾化器流量0.35L/min，雾化器压力为234.5kPa，溶液提升量1.4mL/min,重复次数3次；
[0013]五、测定样品消解液和空白消解液中硼元素的含量:将步骤二得到的样品消解液和空白消解液分别导入到步骤四所述的已设定工作参数的电感耦合等离子体原子发射光谱仪中，测定样品消解液和空白消解液在249.772nm处的波谱强度，分别得到样品消解液的响应值和空白消解液的响应值，再通过步骤四得到的硼元素的标准工作曲线，确定出样品消解液中硼元素的浓度和空白消解液中硼元素的浓度；
[0014]六、通过以下公式计算得到低品位硼矿中硼元素的含量:
[0015]B(%) = (C样品一C空白)XVX 100%/m/1000
[0016]B(%) 一低品位硼矿中硼元素的质量百分比，单位为％ ；
[0017]C#s—步骤五中得到样品消解液中硼元素的浓度，单位为mg/L ；
[0018]Cs自一步骤五中得到空白消解液中硼元素的浓度，单位为mg/L ；
[0019]V 一步骤二所述的容量瓶的容量,单位为mL ；
[0020]m 一步骤二中所称取的步骤一得到的细粉的质量，单位为g。
[0021]本发明的有益效果:
[0022]1、本发明采用去离子水煮沸进行前处理，通过ICP-AES法可测定将低品位硼矿做为复混肥料中硼元素的含量，采用ICP-AES法在249.772nm处进行测量，解决了甲亚胺方法中消除颜色干扰和显色温度，显色时间对结果的影响，基体干扰较大而导致结果偏差较大的问题。2、使用ICP-AES法定量测定低品位硼矿中硼元素，方法的检出限在0.005?
0.09mg/L之间，基体干扰小，能够满足生产生活的需要。3、采用ICP-AES方法还可以很好的解决低品位硼矿中其它金属元素的基体干扰，准确度高，线性范围宽。
【具体实施方式】
[0023]下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施例不限于此。
[0024]【具体实施方式】一:本实施方式中电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定低品位硼矿中硼含量的方法，是按以下步骤实现:
[0025]一、固体样品的预处理:将低品位硼矿在研钵中进行研磨，过100目筛，得细粉；
[0026]二、制备样品消解液和空白消解液:
[0027]①样品消解液的制备:称取0.2?0.5g步骤一得到的细粉放入石英磨口三角瓶中，加入100?200mL去离子水，摇匀，放置在200?220°C沙浴锅中，回流冷凝15?20min，取下石英磨口三角瓶，冷却至室温后转移到容量瓶中，再向容量瓶中加IOmL浓硝酸，用去离子水定容，摇匀，得到消解液，将消解液过滤，弃去最先滤出的50?IOOmL滤液后，保留剩余滤液，即得样品消解液，用于测定硼元素含量；
[0028]②空白消解液的制备:向石英磨口三角瓶中加入100?200mL去离子水，再依照步骤①所述的回流冷凝方法制得空白消解液；
[0029]三、制备标准溶液:用质量百分含量为20%硝酸溶液将浓度为1000mg/L的硼标准溶液稀释成浓度为100mg/L的硼标准溶液，再用质量百分含量为20%硝酸溶液将得到的浓度为100mg/L的硼标准溶液逐级稀释成10mg/L、8mg/L、6mg/L、4mg/L、2mg/L和0mg/L的硼标准工作溶液；
[0030]四、绘制标准曲线:设定电感耦合等离子体原子发射光谱仪工作参数，将步骤三所述得到的6个浓度的硼标准工作溶液导入电感耦合等离子体原子发射光谱仪中，测定在249.772nm处的波谱强度，得到响应值，以步骤三得到的6个浓度的硼标准工作溶液的浓度为横坐标，以ICP-AES光谱仪测得的响应值为纵坐标，绘制出硼元素的标准工作曲线；
[0031]其中所述的电感耦合等离子体光谱仪工作参数为:射频功率1.1KW，冷却气流量19L/min，积分时间10s，雾化器流量0.35L/min，雾化器压力为234.5kPa，溶液提升量
1.4mL/min,重复次数3次；
[0032]五、测定样品消解液和空白消解液中硼元素的含量:将步骤二得到的样品消解液和空白消解液分别导入到步骤四所述的已设定工作参数的ICP-AES仪器中，测定样品消解液和空白消解液在249.772nm处的波谱强度，分别得到样品消解液的响应值和空白消解液的响应值，再通过步骤四得到的硼元素的标准工作曲线，确定出样品消解液中硼元素的浓度和空白消解液中硼元素的浓度；
[0033]六、通过以下公式计算得到低品位硼矿中硼元素的含量:
[0034]B(%) = (C样品一C空白)XVX 100%/m/1000
[0035]B(%)—低品位硼矿中硼元素的质量百分比，单位为％ ；
[0036]C#s—步骤五中得到样品消解液中硼元素的浓度，单位为mg/L ；
[0037]Cse—步骤五中得到空白消解液中硼元素的浓度，单位为mg/L ；
[0038]V —步骤二所述的容量瓶的容量，单位为mL ;
[0039]m 一步骤二中所称取的步骤一得到的细粉的质量，单位为g。
[0040]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是，步骤一中所述的研钵为石英材质或无硼玻璃材质制成。其它与【具体实施方式】一相同。
[0041]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是，步骤二中所述的容量瓶的容量为250mL或500mL。其它与【具体实施方式】一或二相同。
[0042]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是，步骤二中所述的称取步骤一得到的细粉0.2g放入250mL石英磨口三角瓶中，加入IOOmL去离子水。其
它与【具体实施方式】一至三之一相同。
[0043]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是，步骤二中所述的称取步骤一得到的细粉0.5g放入250mL石英磨口三角瓶中，加入150mL去离子水。其它与【具体实施方式】一至四之一相同。
[0044]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同的是，步骤二中所述的浓硝酸为分析纯的硝酸。其它与【具体实施方式】一至五之一相同。
[0045]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同的是，步骤二中所述的沙浴锅为控温沙浴锅。其它与【具体实施方式】一至六之一相同。
[0046]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】一至七之一不同的是，步骤三中所述的质量百分含量为20%硝酸为分析纯的硝酸。其它与【具体实施方式】一至七之一相同。
[0047]通过下述试验验证本发明的有益效果:
[0048]本验证实验电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定低品位硼矿中硼含量的方法，是按以下步骤实现:
[0049]一、固体样品的预处理:将低品位硼矿在研钵中进行研磨，过100目筛，得细粉；
[0050]二、制备样品消解液和空白消解液:
[0051]①样品消解液的制备:称取0.2g步骤一得到的细粉放入石英磨口三角瓶中，加入IOOmL去离子水，摇匀，放置在200?220°C沙浴锅中，回流冷凝15min，取下石英磨口三角瓶，冷却至室温后转移到250mL的容量瓶中，再向容量瓶中加IOmL浓硝酸，用去离子水定容，摇匀，得到250mL消解液,将消解液过滤,弃去最先滤出的50mL滤液后,保留剩余滤液，即得样品消解液，用于测定硼元素含量；
[0052]②空白消解液的制备:向石英磨口三角瓶中加入150mL去离子水，再依照步骤①所述的回流冷凝方法制得空白消解液；
[0053]三、制备标准溶液:用质量百分含量为20%硝酸溶液将浓度为1000mg/L的硼标准溶液稀释成浓度为100mg/L的硼标准溶液，再用质量百分含量为20%硝酸溶液将得到的浓度为100mg/L的硼标准溶液逐级稀释成10mg/L、8mg/L、6mg/L、4mg/L、2mg/L和0mg/L的硼标准工作溶液；
[0054]四、绘制标准曲线:设定电感耦合等离子体原子发射光谱仪工作参数，将步骤三所述得到的6个浓度的硼标准工作溶液导入电感耦合等离子体原子发射光谱仪中，测定在249.772nm处的波谱强度，得到响应值，以步骤三得到的6个浓度的硼标准工作溶液的浓度为横坐标，以ICP-AES光谱仪测得的响应值为纵坐标，绘制出硼元素的标准工作曲线；
[0055]其中所述的电感耦合等离子体原子发射光谱仪工作参数为:射频功率1.1KW，冷却气流量19L/min，积分时间10s，雾化器流量0.35L/min，雾化器压力为234.5kPa，溶液提升量1.4mL/min,重复次数3次；
[0056]五、测定样品消解液和空白消解液中硼元素的含量:将步骤二得到的样品消解液和空白消解液分别导入到步骤四所述的已设定工作参数的电感耦合等离子体原子发射光谱仪中，测定样品消解液和空白消解液在249.772nm处的波谱强度，分别得到样品消解液的响应值和空白消解液的响应值，再通过步骤四得到的硼元素的标准工作曲线，确定出样品消解液中硼元素的浓度和空白消解液中硼元素的浓度；
[0057]六、通过以下公式计算得到低品位硼矿中硼元素的含量:
[0058]B(%) = (C样品一C空白)XVX 100%/m/1000
[0059]B(%)—低品位硼矿中硼元素的质量百分比，单位为％ ；
[0060]C样品一步骤五中得到样品消解液中硼元素的浓度，单位为mg/L ；
[0061]C空白一步骤五中得到空白消解液中硼元素的浓度，单位为mg/L ；
[0062]V —步骤二所述的容量瓶的容量，单位为mL ;[0063]m 一步骤二中所称取的步骤一得到的细粉的质量，单位为g。
[0064]采用GB/T14540-2003和本验证实验方法测定同等质量同一低品位硼矿中硼含量进行测定，重复次数为5次，测定结果如下表，表中的平均值表示同一种方法对同一低品位硼矿中硼含量分别进行5次重复测定，5次重复测定结果的平均值。
[0065]表一采用GB/T14540-2003和电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定同等质量同
一低品位硼矿中硼含量的结果
[0066]
【权利要求】
1.电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定低品位硼矿中硼含量的方法，其特征在于电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定低品位硼矿中硼含量的方法，是按以下步骤实现: 一、固体样品的预处理:将低品位硼矿在研钵中进行研磨，过100目筛，得细粉； ~、制备样品消解液和空白消解液: ①样品消解液的制备:称取0.2~0.5g步骤一得到的细粉放入石英磨口三角瓶中，加A 100~200mL去离子水，摇匀，放置在200~220°C沙浴锅中，回流冷凝15~20min，取下石英磨口三角瓶，冷却至室温后转移到容量瓶中，再向容量瓶中加IOmL浓硝酸，用去离子水定容，摇匀，得到消解液，将消解液过滤，弃去最先滤出的50~IOOmL滤液后,保留剩余滤液，即得样品消解液，用于测定硼元素含量； ②空白消解液的制备:向石英磨口三角瓶中加入100~200mL去离子水，再依照步骤①所述的回流冷凝方法制得空白消解液； 三、制备标准溶液:用质量百分含量为20%硝酸溶液将浓度为1000mg/L的硼标准溶液稀释成浓度为100mg/L的硼标准溶液，再用质量百分含量为20%硝酸溶液将得到的浓度为100mg/L的硼标准溶液逐级稀释成10mg/L、8mg/L、6mg/L、4mg/L、2mg/L和0mg/L的硼标准工作溶液； 四、绘制标准曲线:设定电感耦合等离子体原子发射光谱仪工作参数，将步骤三所述得到的6个浓度的硼标准工作溶液导入电感耦合等离子体原子发射光谱仪中，测定在249.772nm处的波谱强度，得到响应值，以步骤三得到的6个浓度的硼标准工作溶液的浓度为横坐标，以电感耦合等离子体原子发射光谱仪测得的响应值为纵坐标，绘制出硼元素的标准工作曲线； 其中所述的电感耦合等离子体光谱仪工作参数为:射频功率1.1KW，冷却气流量19L/min，积分时间10s，雾化器流量0.35L/min，雾化器压力为234.5kPa，溶液提升量1.4mL/min，重复次数3次； 五、测定样品消解液和空白消解液中硼元素的含量:将步骤二得到的样品消解液和空白消解液分别导入到步骤四所述的已设定工作参数的电感耦合等离子体原子发射光谱仪中，测定样品消解液和空白消解液在249.772nm处的波谱强度，分别得到样品消解液的响应值和空白消解液的响应值，再通过步骤四得到的硼元素的标准工作曲线，确定出样品消解液中硼元素的浓度和空白消解液中硼元素的浓度； 六、通过以下公式计算得到低品位硼矿中硼元素的含量: B(%) = (C样品一C空白)XVX 100%/m/1000 B(%) 一低品位硼矿中硼元素的质量百分比，单位为％ ； C#s—步骤五中得到样品消解液中硼元素的浓度，单位为mg/L ； Cse—步骤五中得到空白消解液中硼元素的浓度，单位为mg/L ； V 一步骤二所述的容量瓶的容量，单位为mL ； m 一步骤二中所称取的步骤一得到的细粉的质量，单位为g。
2.根据权利要求1所述的电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定低品位硼矿中硼含量的方法，其特征在于步骤一中所述的研钵为石英材质或无硼玻璃材质制成。
3.根据权利要求1所述的电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定低品位硼矿中硼含量的方法，其特征在于步骤二中所述的称取步骤一得到的细粉0.2g放入250mL石英磨口三角瓶中，加入IOOmL去离子水。
4.根据权利要求1所述的电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定低品位硼矿中硼含量的方法，其特征在于步骤二中所述的称取步骤一得到的细粉0.5g放入250mL石英磨口三角瓶中，加入150mL去离子水。
5.根据权利要求1所述的电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定低品位硼矿中硼含量的方法，其特征在于步骤二中所述的沙浴锅为控温沙浴锅。
6.根据权利要求1所述的电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定低品位硼矿中硼含量的方法，其特征在于步骤二中所述的浓硝酸为分析纯的硝酸。
7.根据权利要求1所述的电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定低品位硼矿中硼含量的方法，其特征在于步骤三中所述的质量百分含量为20%硝酸为分析纯的硝酸。
【文档编号】G01N21/73GK103604801SQ201310520475
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】严君, 韩晓增, 郭爱雪 申请人:中国科学院东北地理与农业生态研究所