一种微波消解-ICP-OES连续测定铅锌冶炼烟尘中Ga、In、Ge的检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种微波消解-ICP-OES连续测定铅锌冶炼烟尘中Ga、In、Ge的检测方 法。
【背景技术】
[0002] 镓（Ga)、铟（In)、锗（Ge)作为稀散金属的典型代表，是当代高新技术的支撑材料， 应用于计算机、数字通讯、宇航、农业、医药、医疗、军工及高科技装备等国民经济的各个部 门。
[0003] 具体的：镓通常用作制造半导体氮化镓、砷化镓、磷化镓、锗半导体掺杂元；纯镓 及其低熔合金可作核反应的热交换介质；高温温度计的填充料；有机反应中作二酯化的催 化剂(例如作为制备聚酯切片的催化剂)。锗是一种重要的半导体材料，用于制造晶体管及 各种电子装置；其终端应用为光纤系统与红外线光学，也用于聚合反应的催化剂(例如作为 制备聚酯切片的催化剂)，电子用途与太阳能电力等方面。金属铟主要用于制造低熔合金、 轴承合金、半导体、电光源等的原料。
[0004] 我国虽然在镓、铟、锗的储量上并不贫乏，但由于稀散金属大多没有独立的矿床， 往往伴生在铝土矿、铅锌矿、铜矿等矿物中，其质量分数从百万分之几到万分之几的水平， 即这些元素在自然界的丰度很低，能回收利用的稀散金属是在主体金属冶炼过程中富集的 部分，而冶炼烟尘就是其中的主要一种，即这些稀散元素的主要来源。对稀散金属镓、铟、锗 的研宄也正符合国土资源部在"中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）和国土资 源"十二五"科学和技术发展规划"中对矿产资源高效利用和循环利用的思想。
[0005] 镓、铟、锗的测试技术伴随着有色金属矿的开发和利用而产生，目前比较成熟齐全 且形成检测规程或检测标准的方法都是针对矿石，如原地质矿产部科技司实验管理处编写 的《岩石和矿石分析规程》、地质出版社的《岩石矿物分析》第四版、GB/T 14353. 13-1993《铜 矿石、铅矿石和锌矿石化学分析方法乙酸丁酯萃取分离罗丹明B光度法测定镓量》、GB/T 8151. 13-2012《锌精矿化学分析方法第13部分：锗量的测定氢化物发生-原子荧光光谱 法和苯芴酮分光光度法》、GB/T 14352. 15-2010《钨矿石、钼矿石化学分析方法第15部 分：锗量测定》、GB/T 17036-1997《铀矿地质样品中锗的测定水杨基萤光酮分光光度法》 等。另外也有很少量含镓、铟、锗的物料的检测标准，如GB/T 23523-2009《再生锗原料中 锗的测定方法》、YS/T 746. 12-2010《无铅锡基焊料化学分析方法第12部分：铟含量的测 定Na2EDTA滴定法》和YS/T 903. 1-2013《铟废料化学分析方法第1部分：铟量的测定 EDTA滴定法》。
[0006] 从上述规程和检测标准中总结得出：较成熟的检测镓、铟、锗的方法基本是针对丰 度极低的矿石(一般含量小于0.005%)，方法多为萃取分离或沉淀分离后比色测定或原子 吸收测定，检测流程复杂繁琐，容易导致损失和污染，且三种元素不能同时测定。为数不多 的含镓、铟、锗的物料检测标准中多采用容量法检测，对低含量的这三种元素的检测会增大 误差，并且也不能同时测定。至于对镓、铟、锗的重要来源物铅锌冶炼烟尘(一般含量大于 0. 005%)中这三种元素的测定更是没有典范的规程和标准，使得检测数据不够准确，也不能 给稀散元素的提取、回收及市场交易以可靠的保障。
[0007] 即：现有技术的缺点一是没有专门关于冶炼烟尘灰中镓、铟、锗同时测定的快速简 便的方法，二是可供参考的镓、铟、锗检测方法大多检测流程复杂繁琐，操作过程中涉及使 用有机试剂和较多的酸碱，不利于操作人员身体健康和能源环保，检测过程较繁琐，不能适 应新形势下市场快速准确的需要。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种微波消解-ICP-OES连续测定铅锌冶炼烟尘中Ga、In、 Ge的检测方法。
[0009] 本发明所采取的技术方案是： 一种微波消解-ICP-OES连续测定铅锌冶炼烟尘中Ga、In、Ge的检测方法，步骤为： 1) 取待测烟尘样品干燥、粉碎，称量设定量的样品作为分析样； 2) 将分析样置于消解罐中，再加入水、盐酸、硝酸、氢氟酸，再进行微波消解；同时制备 空白溶液，也同步进行微波消解； 3) 将分析样制备的消解液以及空白溶液制备的消解液定容，得到待测样品液与待测空 白液； 4) 配置系列标准溶液：分别配置Ga、In、Ge的系列标准溶液； 5) 工作曲线绘制：针对步骤4)配置的标准溶液，利用ICP-OES进行测定，得到信号强 度与各元素浓度的工作曲线； 6) 元素测定：利用ICP-0ES，测定步骤3)得到的待测样品液与待测空白液，结合步骤5) 得到的工作曲线，得到待测样品液中的元素含量，进而换算出烟尘样品中的Ga、In、Ge的含 量。
[0010] 步骤1)中，样品粉碎至160-300目。
[0011] 步骤2)中，盐酸的浓度为5-10mol/L ;硝酸的浓度为5-10mol/L ;所述的氢氟酸的 质量浓度为30-50%。
[0012] 步骤2)中，分析样、水、盐酸、硝酸、氢氟酸的用量比为：lg: (5-20)mL: (30-60) mL:(10-20)mL:(2-5)mL。
[0013] 步骤2)中，对分析样进行微波消解的方案具体为：在微波消解仪中进行样 品溶解：功率均选择600-1000W，第一步0. 1-0. 5MPa压力，反应时间1-5分钟；第二步 0. 5-1. OMPa压力，反应时间2-6分钟；第三步1-1. 5MPa压力，反应时间3-8分钟；第四步 1. 5-2. OMPa压力，反应时间5-10分钟。
[0014] 步骤2)中，针对空白溶液进行微波消解的方案与针对分析样进行微波消解的方案 相同。
[0015] 步骤3)中，定容至IOOmL或定容至250mL或定容至500mL。
[0016] 步骤4)中，配置的Ga的系列标准溶液的浓度分别为：0. 00ug/mL、0. 20ug/mL、 0· 50ug/mL、l. 00ug/mL、2. 00ug/mL、5. 00ug/mL ;配置的Ge的系列标准溶液的浓度分别为： 0· 00ug/mL、0. 20ug/mL、0. 50ug/mL、l. 00ug/mL、2. 00ug/mL、5. 00ug/mL ;配置的 In 的系列标 准溶液的浓度分别为：〇· 〇〇ug/mL、0. 50ug/mL、l. 00ug/mL、2. 00ug/mL、5. 00ug/mL、10.0 Oug/ mL〇
[0017] 步骤 5)与步骤 6)中，ICP-OES 测定时，谱线选择为 Ga 294. 364nm，In 230. 606nm， Ge 209.426nm〇
[0018] 步骤5)与步骤6)中，ICP-OES测定时，仪器的工作条件为：功率1350 W，等离子体 气流量为15 L/ min，辅助气流量为0.2 L / min，雾化器流量为0.85 L / min，积分时间为 自动，试样吸入流量为I. 50mL/ min，冲洗流量为2. 50 mL / min，读数延迟时间为40s。
[0019] 本发明的有益效果是： 本发明采用的方法中，对样品的溶解快速环保，测定方法简便易行，能够较准确的测定 铅锌冶炼烟尘中的Ga、In、Ge元素含量。
【具体实施方式】
[0020] 一种微波消解-ICP-OES连续测定铅锌冶炼烟尘中Ga、In、Ge的检测方法，步骤 为： 1) 取待测烟尘样品干燥、粉碎，称量设定量的样品作为分析样； 2) 将分析样置于消解罐中，再加入水、盐酸、硝酸、氢氟酸，再进行微波消解；同时制备 空白溶液，同步进行微波消解； 3) 将分析样制备的消解液以及空白溶液制备的消解液定容，得到待测样品液与待测空 白液； 4) 配置系列标准溶液：分别配置Ga、In、Ge的系列标准溶液； 5) 工作曲线绘制：针对步骤4)配置的标准溶液，利用ICP -OES进行测定，得到信号强 度与各元素浓度的工作曲线； 6) 元素测定：利用ICP -0ES，测定步骤3)得到的待测样品溶液以及空白溶液，结合步 骤5)得到的工作曲线，得到待测样品液中的元素含量，进而换算出烟尘样品中的Ga、In、Ge 的含量。
[0021] 优选的，步骤1)中，样品粉碎至160-300目；进一步优选的，为200目。
[0022] 优选的，步骤2)中，分析样、水、盐酸、硝酸、氢氟酸的用量比为：lg: (5-20) m