铜矿石化学分析方法概述与评价
摘要：研究人员在铜矿多元素实验分析发现，电感耦合等离子体发射光谱（LCP-AES）和X射线荧光光谱分析法（XRF）具有精度高、灵敏度好、分析过程快、对元素分析覆盖面广等特点，被广泛应用。

本文就这两种方法在实验过程中
存在的优缺点进行分析，从而对相关实验人员在工作过程中出现的问题进行指导，旨在为相关研究提供借鉴。

关键词：铜矿石；化学分析；实验方法
引言：电感耦合等离子体发射光谱（ＩＣＰ—ＡＥＳ）￣Ｘ射线荧光光谱
（ＸＲＶ）已成为当今铜矿多元素分析的基本的有效的技术方法。

因其具有分析
速度快、精度高、灵敏度高、重现性好、分析元素范围广等优点，广泛的应用于
金属矿石样品的成分分析。

对电感耦合等离子体发射光谱（ＩＣＰ—ＡＥＳ）￣
Ｘ射线荧光光谱法（ＸＲＦ）进行了概述，并对其分析方法的优缺点进行了评价。

1电感耦合等离子体发射光谱法
等离子体发射光谱分析法是原子光谱分析技术中．以等离子体炬作为激发光
源的一种原子发射光谱分析技术其中以电感耦合等离子体（ｉｎｄｕｃ．ｔｉｖ
ｅｌｙｃｏｕｐｌｅｄｐｌａｓｍａ．简称为ＩＣＰ）作为激发光源的原子发射
光谱分析方法（简称为ＩＣＰ—ＡＥＳ）．是光谱分析中研究最为深入和应用最
为广泛、有效的分析技术之一从ＩＣＰ光源的特点和ＩＣＰ直读仪器的发展来看．ＩＣＰ—ＡＥＳ分析法是冶金分析中一个很理想的分析方法．特别是高分辨
率的ＩＣＰ仪器更适合于各种冶金物料、复杂基体的冶金产品的直接测定，可以
减少样品的前处理操作。

因此．在矿产品元素分析上应用日益广泛
1.1所用仪器及试剂
电感耦合等离子体发射光谱法分析实验所用的仪器为Ｏｐｔｉｍａ７３００
Ｖ型电感耦合等离子体发射光谱仪（美国ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ公司生产）、
ＡＬｌ０４型电子天平ｆ分辨率为０．０００１ｇ，瑞士梅特勒公司生产）、聚
四氟乙烯坩埚、电热板等。

试剂有：Ｃｕ标准溶液（采用国家标准物质加酸溶解
配制而成）、盐酸、硝酸、高氯酸、氢氟酸（以上各酸溶液均为优级纯）；实验
用高纯水为二次去离子水。

1.2实验方法概述
首先称取０．２０００ｇ经粉碎过筛的土壤样品放置于聚四氟乙烯坩埚
中．加入少量水润湿．加入５ｍＬ硝酸．５ｍＬ盐酸，１０ｍＬ氢氟酸和ｌｍＬ
高氯酸，将坩埚放置于电热板上进行加热分解，使之蒸发到白烟冒尽的程度：然
后将坩埚取下。

待其变得稍冷后．用少量高纯水冲洗坩埚壁．加入１０ｍＬ盐酸
溶液溶解盐类．最后将坩埚中的溶液移入１００ｍＬ容量瓶中，用水定容至１０
０ｍＬ刻度．混匀备用。

下一步进入计算样品溶液中Ｃｕ的含量的阶段．这个阶
段的方法简单介绍如下：即在选定的工作条件下利用电感耦合等离子体发射光谱
仪对标准溶液进行测定并绘制标准曲线．由标准曲线即可计算出样品溶液中Ｃｕ
的含量。

1.3分析方法评价
ＩＣＰ—ＡＥＳ分析法是近年来发展迅速的分析方法．具有检出限低，灵敏
度高，精密度好，线性范围宽．可以同时进行多元素分析的特点。

用电感耦合等
离子体发射光谱法测定土壤样中Ｃｕ含量时必须把控对标准溶液的选用．严格控
制好校准曲线的校准过程和仪器的稳定性．从而得到准确度和可信度都令人满意
的测定结果近年来王静萍采用ＩＣＰ—ＡＥＳ法测定其中的主要成分和次要成分：马红岩用ＩＣＰ—ＡＥＳ法测定了进口铜精矿中的有害元素：杨红生等研究了铜
精矿的样品处理技术．采用ＩＣＰ—ＡＥＳ法测定，建立一种同时测定砷、锑、铋、铅、锌、钙、镁含量；陈永欣等对铜精矿、铜矿石等含铜物料展开了系统研究。

探讨了不同样品前处理方法，不同元素的测定条件，建立了一系列的ＩＣＰ—ＡＥＳ检测方法．囊括了多个元素的测定．具有很好的推广意义。

2 X射线荧光光谱法
X射线荧光光谱法的工作依据是每种元素所具有的X射线强度与其在样品中
的含量成正比例。

依据这一前提，使用X射线对试样进行照射，使试样中的不同
原子内壳层的电子在激发作用下逐出原子，在原子内壳为空的状态下，外壳电子
会向内壳跃迁，在这一过程中，发出具有独特特征的X射线。

对于每一种元素来说，波长都是特定的X射线。

在进行X射线荧光光谱法实验时，进行科学校准，
可以测算出某种元素在试样中的确切含量。

2.1仪器和测量条件
本次实验需要的仪器主要包括：X射线荧光光谱仪、粉末压样机、冷却循环
水系统、真空光路、4kW端窗铑靶X射线管等。

测量条件满足实验要求所需的标
准实验室。

2.2实验方法概述
对实验样品进行前期处理，使试样粒度不大于74μm，把烘干机温度调整至105℃下，对实验样品进行2h烘干，同时在干燥器中冷却，冷却效果要达到室温
标准。

在试样达到实验要求后，称取4.0g试样放置在塑料环中，同时进行30t
加压，时间保持15s，将试样制作成32mm直径的圆形片体，同时写上编号，重新
放入干燥器中待用［1］。

2.3分析方法评价
相对于原子吸收、电感耦合等离子体发射光谱法等实验方法而言，本方法的
优势在于定量分析的效果比较好。

采用X射线荧光光谱法，在样品中主要元素、
次要元素和微量元素处于10hg/dm 3至100hg/dm 3之间的情况下，不仅能做出
准确的定量分析，还能对含有未知元素的实验样品进行近似定量分析，为后续选
择准确的定量方法指明方向。

采用X射线荧光光谱法，可以进行卤族元素分析，
实验成本低，花费时间短，应用范围比较广。

在科学的实验条件下，能够对不同
的金属材料和非金属材料、玻璃样品、粉状样品或者液体样品分别进行定性、定
量实验分析。

在样品制备方面，要求比较简单，可以满足非破坏性实验的需要。

在制样方法上，通常情况下，实验单位可以采用直接粉末压片和硼酸盐熔片两种
方式，两者各具有自己的优缺点。

采用直接粉末压片，可以不采用其他化学试剂，
制作过程比较简单且具有经济性，但是测量精度不高。

采用硼酸盐熔片制样，可
以使某些元素的测量满足实验要求，从而得出相对较高的精密度和准确度，但由
于在试样制作过程中，添加了其他化学试剂，整体实验的灵敏度降低，影响部分
元素挥发，从而产生无法测定的情况。

同时，采用这种制样方式，在制样过程中，程序相对复杂，制样成本比较高［2］。

3两种实验方法的应用对比
电感耦合等离子体发射光谱法和X射线荧光光谱法在铜矿石成分分析过程中
都是常用的方法，相对其他技术分析方法而言，其分析准确度更高，应用范围更
加广泛。

在实际选用过程中，实验单位应根据铜矿石分析的具体要求，结合当地
实验室技术人员的特点和设备购置情况进行选择。

在实验过程中，注重操作技巧
平衡和数据记录的准确性，发现问题要及时查找相关资料进行核对，科学总结实
验结果，以便为实际生产提供更加科学的指导［3］。

结语：目前，我国在铜矿石、铁矿石和锰矿、铬矿等不同矿产资源的样品测
定中，已经将电感耦合等离子体发射光谱法和X射线荧光光谱法分析列入了国家
标准，极大地推动了其在地质材料分析实验中的应用力度。

随着这方面仪器在实
际应用中不断发展，实验单位应依据实际发展需要，制定出现代多元素同步分析
方法为主的铜矿分析方法的国标政策，从而在与现代主流分析技术相结合，建立
完善的技术分析体系。

参考文献：
［1］陈永欣，黎香荣，杨俊，等．新型巯基棉分离富集——ＩＣＰ—ＡＥ
Ｓ法测定含铜物料中的金、银［Ｊ］．黄金，２００９，３０（２）：４９—５２．
［2］杨红生，卢秋兰．ＩＣＰ－－ＡＥＳ法同时测定铜精矿中砷、锑、铋、铅、锌、钙、镁含量【Ｊ】．铜业工程，２００５（１）：５９—６０．
［3］马红岩．ＩＣＰ—ＡＥＳ法测定进１：３铜精矿中有害元素ｆＪ
１．理化检验——化学分ｈ１］＇，２００４．４０（６）：３３４—３３５．。