(高清版)DZT 0452.3-2023 稀土矿石化学分析方法 第3部分:锂、铍、钪、锰、钴、镍、铜、锌、镓、铷、铌、钼、铟、铯、钽、钨、铊、铅、铋、钍、铀及15个稀土元素含量的测定 ICP-MS法.pdf
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1、 ICS 73.060 CCS D43 DZ 中 华 人 民 共 和 国 地 质 矿 产 行 业 标 准 DZ/T 0452.3-2023 稀土矿石化学分析方法 第 3 部分:锂、铍、钪、锰、钴、镍、铜、锌、镓、铷、铌、钼、铟、铯、钽、钨、铊、铅、铋、钍、铀及 15 个稀土元素含量的测定 混合酸分解电感耦合等离子体质谱法 Methods for chemical analysis of rare earth orePart 3:Determination of lithium,beryllium,scandium,manganese,cobalt,nickel,copper,zinc,gall
2、ium,rubidium,niobium,molybdenum,indium,cesium,tantalum,tungsten,thallium,lead,bismuth,thorium,uranium and 15 rare earth elements contentMixed acid digestion-inductively coupled plasma mass spectrometry 2023-10-31发布 2024-01-01 实施 中华人民共和国自然资源部 发 布 DZ/T 0452.3-2023 I 目次 前言.II 引言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.2
3、3 术语和定义.2 4 原理.2 5 试剂和材料.2 6 仪器设备.3 7 样品.3 8 试验步骤.3 9 试验数据处理.4 10 精密度.5 11 正确度.6 12 质量保证和控制.6 附录 A(资料性)仪器参考工作条件.8 附录 B(资料性)元素标准储备溶液的配制.10 附录 C(资料性)实验室间准确度协作试验数据统计结果.14 DZ/T 0452.3-2023II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则和GB/T 20001.42015 标准编写规则 第4部分 试验方法标准的规定起草。本文件为DZ/T 0452-2023稀土矿石化学分
4、析方法的第3部分。DZ/T 0452-2023已经发布了以下部分。第1部分:二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、二氧化钛、氧化锰、五氧化二磷、锶和钡含量的测定 偏硼酸锂熔融电感耦合等离子体原子发射光谱法;第2部分:铝、铁、钙、镁、钾、钠、钛、锰、磷及15个稀土元素含量的测定 混合酸分解电感耦合等离子体原子发射光谱法;第3部分:锂、铍、钪、锰、钴、镍、铜、锌、镓、铷、铌、钼、铟、铯、钽、钨、铊、铅、铋、钍、铀及15个稀土元素含量的测定 混合酸分解电感耦合等离子体质谱法。本文件由中华人民共和国自然资源部提出。本文件由全国自然资源与国土空间规划标准化技术委员会(SAC/
5、TC 93)归口。本文件起草单位:国家地质实验测试中心。本文件主要起草人:刘贵磊、朱云、芦苒、王蕾、马生凤、张欣、许俊玉、温宏利、安子怡、屈文俊。DZ/T 0452.3-2023 III 引言 稀土是不可再生的重要战略资源,是改造传统产业、发展新兴产业及国防科技不可或缺的关键元素。在稀土探矿、开采、选矿、加工以及贸易过程中,各元素含量的测定贯穿其中。同时,简单快速的稀土矿石元素分析方法是稀土矿石类矿床综合评价以及稀土矿石综合利用的重要基础。本文件以现代光质谱仪器分析为依托,建立了能够实现多元素同时测定的DZ/T 0452-2023稀土矿石化学分析方法。DZ/T 0452-2023由三个部分构成
6、。第1部分:二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、二氧化钛、氧化锰、五氧化二磷、锶和钡含量的测定 偏硼酸锂熔融电感耦合等离子体原子发射光谱法。目的在于确立偏硼酸锂熔融-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定稀土矿石中硅、铝、铁、钙、镁、钾、钠、钛、锰、磷、锶和钡含量的分析方法。第2部分:铝、铁、钙、镁、钾、钠、钛、锰、磷及15个稀土元素含量的测定 混合酸分解电感耦合等离子体原子发射光谱法。目的在于确立混合酸分解-电感耦合等离子体发射光谱法测定稀土矿石中铝、铁、钙、镁、钾、钠、钛、锰、磷及15个稀土元素含量的分析方法。第3部分:锂、铍、钪、锰、钴、镍、铜、锌、镓、铷、铌、
7、钼、铟、铯、钽、钨、铊、铅、铋、钍、铀及15个稀土元素含量的测定 混合酸分解电感耦合等离子体质谱法。目的在于确立混合酸分解电感耦合等离子体质谱法测定锂、铍、钪、锰、钴、镍、铜、锌、镓、铷、铌、钼、铟、铯、钽、钨、铊、铅、铋、钍、铀及15个稀土元素含量的分析方法。本文件针对稀土矿石中次痕量元素含量分析,明确了样品分解和测定条件,确定了分析方法的检出限、测定范围和精密度,和现有标准方法相比缩短了样品分解流程,提高了分析效率,将为促进稀土矿产资源勘查与开发利用提供技术支撑。DZ/T 0452.3-2023 1 稀土矿石化学分析方法 第 3 部分:锂、铍、钪、锰、钴、镍、铜、锌、镓、铷、铌、钼、铟、铯
8、、钽、钨、铊、铅、铋、钍、铀及 15 个稀土元素含量的测定 混合酸分解电感耦合等离子体质谱法 警示使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件。1 范围 本文件规定了混合酸分解-电感耦合等离子体质谱测定稀土矿石中锂、铍、钪、锰、钴、镍、铜、锌、镓、铷、铌、钼、铟、铯、钽、钨、铊、铅、铋、钍、铀及15个稀土元素(钇、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥)含量的方法。本文件适用于稀土矿石中的锂、铍、钪、锰、钴、镍、铜、锌、镓、铷、铌、钼、铟、铯、钽、钨、铊、铅、铋、钍、铀及1
9、5个稀土元素(钇、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥)含量的混合酸分解-电感耦合等离子体质谱法测定。本文件各元素方法检出限和测定范围见表1。表1 方法检出限和测定范围 单位:g/g 元素 方法检出限 测定范围 Li 0.066 0.22200 Be 0.061 0.20200 Sc 0.037 0.12400 Mn 0.033 0.111000 Co 0.006 0.020200 Ni 0.26 0.87200 Cu 0.15 0.50200 Zn 1.4 4.7200 Ga 0.014 0.047200 Rb 0.014 0.0471000 Y 0.006 0.02020
10、000 Nb 0.007 0.02340 Mo 0.049 0.16200 In 0.001 0.003200 Cs 0.006 0.020200 La 0.014 0.0474000 Ce 0.015 0.0502000 Pr 0.004 0.0132000 Nd 0.017 0.0574000 Sm 0.022 0.0732000 Eu 0.002 0.007400 Gd 0.003 0.0102000 Tb 0.001 0.0032000 Dy 0.004 0.0134000 Ho 0.001 0.0031000 Er 0.002 0.0072000 Tm 0.001 0.003400
11、Yb 0.002 0.0072000 Lu 0.002 0.007400 DZ/T 0452.3-2023 2 表 1(续)元素 方法检出限(g/g)测定范围(g/g)Ta 0.003 0.01040 W 0.031 0.10340 Tl 0.018 0.060200 Pb 0.14 0.47200 Bi 0.005 0.017200 Th 0.013 0.043200 U 0.001 0.003200 注:方法检出限是用方法流程空白10次测定结果的3倍标准偏差在2000稀释倍数条件下的计算求得,是用附录A所列仪器条件测定。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必
12、不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 6379.2 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第2部分:确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法 GB/T 6379.4 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第4部分:确定标准测量方法正确度的基本方法 GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB/T 14505 岩石和矿石化学分析方法 总则及一般规定 DZ/T 0130 地质矿产实验室测试质量管理规范 3 术语和定义 本文件没有需要界定的术语和定义。4 原理 稀土矿石样品经盐酸、
13、硝酸、氢氟酸、高氯酸和硫酸加热分解,样品中的被测元素被溶解进入试液中,将样品溶液经雾化后由载气引入氩等离子体炬焰中,高温电离成离子,待测元素离子按质荷比进行分离,并被转换成电信号,在一定浓度范围内,被分离元素离子的数目即转换成电信号的强度与其浓度成正比,通过对这些电信号进行测量来计算样品中的待测成分的含量。5 试剂和材料 警示氢氟酸有毒,并有腐蚀性,操作时应戴乳胶手套,防止皮肤接触;硫酸具有强烈的腐蚀性和氧化性,需谨慎使用;高氯酸为易爆品,使用时小心!除非另有说明,在分析中仅使用符合国家标准的BV-级化学试剂和符合GB/T 6682规定的一级水或与其纯度相当的水。5.1 盐酸:=1.19 g/
14、mL。5.2 硝酸:=1.42 g/mL。5.3 氢氟酸:=1.16 g/mL。5.4 高氯酸:=1.67 g/mL。5.5 硫酸:=1.84 g/mL,优级纯。5.6 硫酸溶液(1+1):用1份硫酸(5.5)与1份水混合。5.7 盐酸溶液(1+1):用1份盐酸(5.1)与1份水混合。DZ/T 0452.3-2023 3 5.8 单元素标准储备溶液:具体配制方法参见附录B,也可购买市售的单元素标准溶液。5.9 多元素混合标准储备溶液:直接分取单元素标准储备溶液(5.8)配制以下多元素混合标准储备溶液,也可用市售多元素混合标准溶液稀释得到。配制混合标准储备溶液的元素组合、浓度和介质见表2。表2
15、多元素混合标准储备溶液 单位:g/mL 标准编号 元素 浓度 溶液介质 混合标准储备液 1 Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu 10 2.4 mol/L 盐酸 混合标准储备液 2 Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu 10 2.4 mol/L 盐酸 混合标准储备液 3 Li,Be,Mn,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Rb,Mo,In,Cs,Tl,Pb,Bi,Th,U 10 2.4 mol/L 盐酸 混合标准储备液 4 Nb,Ta,W 10 2.4 mol/L 盐酸 50 g/L 酒石酸,几滴 HF 5.10 内标溶液:直接分取铑和铼单元素标准储备溶液(5.8)配制内标溶液,
16、铑和铼含量各为10 ng/mL,溶液介质为0.6 mol/L盐酸。5.11 单元素标准溶液:直接分取单元素标准储备液(5.8)配制钛(浓度为1 g/mL),钡(浓度为0.1 g/mL),铈(浓度为0.11 g/mL),镨(浓度为0.11 g/mL),钕(浓度为0.11 g/mL),用以求干扰校正系数k。5.12 仪器调试储备溶液:直接分取单元素标准储备溶液(5.8)配制铍、钴、铟、铈、铀混合溶液(浓度为10 g/mL),溶液介质为0.8 mol/L硝酸。5.13 仪器调试溶液1:分取仪器调试储备溶液(5.13)配制铍、钴、铟、铈、铀混合溶液(浓度为200 ng/mL),溶液介质为0.8 mol
17、/L硝酸。5.14 仪器调试溶液2:分取仪器调试储备溶液(5.14)配制铍、钴、铟、铈、铀混合溶液(浓度为1 ng/mL),溶液介质为0.8mol/L硝酸。5.15 盐酸溶液(5+95):空白溶液。5.16 盐酸溶液(2+98):清洗溶液。6 仪器设备 电感耦合等离子体质谱仪:仪器能对 5 u250 u 质量范围内进行扫描,最小分辨率为在 5峰高处 1 u 峰宽。以某四极杆电感耦合等离子体质谱仪为例的工作参数见附录 A 表 A.1。多孔控温电热板:最高温度为 210,控温精度10。30 mL 聚四氟乙烯坩埚,聚四氟乙烯坩埚盖。分析天平:感量 0.1 mg。控温鼓风干燥箱:常温300,控温精度2
18、。7 样品 7.1 按照GB/T 14505的相关规定,加工样品的粒径应小于74 m。7.2 样品在105 2 预干燥2 h4 h,置于干燥器中,冷却至室温。7.3 称取0.1 g样品,精确至0.1 mg,此为试验用样品。8 试验步骤 空白试验 随同样品进行双份空白试验,所有试剂取自同一瓶,加入同等的量。DZ/T 0452.3-2023 4 验证试验 随同样品分析基体相同、含量相近的标准物质,制备验证试验溶液。样品分解 8.3.1 将样品(7.3)置于聚四氟坩埚(6.3)中。加入3 mL盐酸(5.1),2 mL硝酸(5.2),3 mL氢氟酸(5.3),1 mL高氯酸(5.4),1 mL硫酸溶液
19、(5.6),盖上坩埚盖,把坩埚放在控温电热板上,开启电热板(6.2),控制温度为130 分解样品2 h。8.3.2 洗净坩埚盖并取下,电热板控制温度为150 继续分解样品2 h,然后将电热板温度升至180 蒸至高氯酸浓烟冒尽。8.3.3 取下坩埚,冷却至室温,用盐酸溶液(5.7)冲洗坩埚壁,再放在电热板上继续赶酸,直至溶液体积不再变化,重复操作此步骤两次。8.3.4 取下坩埚,加入10 mL盐酸溶液(5.7),把坩埚放置在电热板上溶解盐类后15 min,取下坩埚冷却至室温后,转移至50 mL 容量瓶,用水稀释定容,摇匀备用。分取制备的溶液2.50 mL,稀释至10.00 mL,摇匀,此为样品测
20、定溶液。校准溶液系列的配制 直接用单元素标准储备溶液(5.8)或混合标准储备液1、2、3、4(5.9)配制多元素混合校准溶液。也可使用市售有证多元素混合校准溶液进行稀释。配制的多元素混合校准溶液的元素组合、质量浓度和介质见表3。表3 校准标准溶液的元素组合、质量浓度和介质 单位:ng/mL 校准溶液编号 元素及元素组合 系列 0 系列 1 系列 2 系列 3 系列 4 系列 5 标准溶液1 Li,Be,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Mo,In,Cs,Tl,Pb,Bi,Th,U 0.00 0.50 2.00 10.0 50.0 100 Mn,Rb 0.00 2.00 10.0 50.0 100
21、500 标准溶液2 Nb,Ta,W 0.00 0.50 2.50 5.00 10.0 20.0 标准溶液3 Sc、Eu 0.00 2.00 10.0 50.0 100 200 La,Nd 0.00 10.0 50.0 200 1000 2000 Ce,Pr,Sm 0.00 5.00 20.0 100 500 1000 Y 0.00 10.0 100 500 2000 10000 标准溶液4 Gd,Tb,Er,Yb 0.00 5.00 50.0 100 200 500 Tm,Lu 0.00 2.00 10.0 50.0 100 200 Dy 0.00 10.0 50.0 200 1000 200
22、0 Ho 0.00 5.00 20.0 100 500 1000 注1:校准标准溶液元素质量浓度可根据测定溶液的元素质量浓度,在确定的检测范围内进行调整。测定 8.6.1 启动仪器并调节至最佳工作状态(参见附录A表A.1),仪器启动后至少稳定30 min。8.6.2 建立分析方法,选择元素和分析质量数(参见附录A表A.2),编制样品分析表。8.6.3 校准曲线绘制:以校准空白溶液(5.15)为零点,以多个浓度水平的校准标准溶液(8.5)建立校准曲线。校准曲线每点数据采集至少3次,取平均值。8.6.4 测定每批样品溶液(8.1)时,同时测定空白试验(8.2)、验证试验(8.3)和平行试验(8.4
23、)溶液。8.6.5 每次测定间隔用盐酸溶液(5.16)清洗系统。9 试验数据处理 DZ/T 0452.3-2023 5 结果计算方法 样品中待测元素B的含量以质量分数(B)计,数值以(g/g)表示时,按式(1)计算:1000V)(10trmVVBo(1)数值以百分数(%)表示时,按式(2)计算:100010000V)(10trmVVBo(2)式中:(B)样品中被分析元素B的质量分数,单位为微克每克(g/g);tr 被分析溶液中被分析元素的质量浓度,单位为纳克每毫升(ng/mL);0 空白试验溶液(8.2)中被分析元素的质量浓度,单位为纳克每毫升(ng/mL);V0 制备溶液总体积,单位为毫升(
24、mL);V1 分取制备溶液体积,单位为毫升(mL);V 测定溶液体积,单位为毫升(mL);m 称取样品的质量,单位为克(g)。所得结果按GB/T 14505表示为:X.XX%、0.XXX%、XXX g/g、XX.X g/g、X.XX g/g、0.XX g/g、0.0XX g/g。结果干扰校正 干扰校正系数k按式(3)计算:ineqk (3)式中:eq 干扰元素标准溶液测得的相当待测元素的等效质量浓度的数值,单位为纳克每毫升(ng/mL);in 干扰元素标准溶液的已知质量浓度的数值,单位为纳克每毫升(ng/mL)。待测元素的质量浓度tr按式(4)计算:njk1sinijgrtr(4)式中:tr
25、扣除干扰后的样品溶液待测元素质量浓度的数值,单位为纳克每毫升(ng/mL);gr 样品溶液中待测元素存在被干扰时测得的总质量浓度的数值,单位为纳克每毫升(ng/mL);kij 干扰元素j对待测元素i的干扰校正系数;sin 样品溶液中干扰元素的实测质量浓度的数值,单位为纳克每毫升(ng/mL)。10 精密度 10.1 按GB/T 6379.2规定的方法,得到的混合酸分解-电感耦合等离子体质谱法测定稀土矿石中锂、铍、钪、锰、钴、镍、铜、锌、镓、铷、铌、钼、铟、铯、钽、钨、铊、铅、铋、钍、铀及15个稀土元素含量的重复性和再现性即方法精密度数据统计结果见表4。10.2 在重复性条件下获得的两次独立的测
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