稀土元素的ICP光谱分析

1  岩石、矿物中15种稀土元素分析

    （1）方法要点  用强酸性阳离子交换树脂为固定相，以硝酸和盐酸为淋洗剂，将稀土元素分离。用高功率ICP光谱法测定其中15个稀土元素。

    （2）仪器及工作条件  TJA ICAP-9000多道直读等离子体光谱仪。1.3kW高频功率，冷却气15L/min，载气0.6/min。

    （3）样品处理  1.000g样品用Na2O2在650~700℃马弗炉中熔融70min。冷却后用10%三乙醇胺溶解，不溶沉积物用盐酸（1+1）加热溶解。调整溶解液酸度为0.8mol/L，上柱吸附。用1.75mol/L HCl淋洗，用2mol/L盐酸解吸主体元素Fe，Al，Ca，Mg等。用4mol/L盐酸解吸稀土元素。解吸液蒸发浓缩，用5%盐酸溶液稀释至10ml用于测定。

    （4）干扰及校正  采用较高高频功率及较低观测高度可以消除碱金属的电离干扰。用干扰系数法校正稀土元素之间及残留基体的光谱干扰。

    （5）检出限及准确度  用地球化学标样GSR-1检验方法的准确性，数据见表1。

表1  准确性及检出限

2  地质样品中稀土元素直线分离和ICP光谱测定

    （1）方法要点  用流动注射装置在线双柱分离14个稀土元素和钇。取样0.1g，每小时可处理14个样品。

    （2）样品处理  用内径0.5mm微型交换柱，内装HEH（EHP）萃淋树脂，树脂粒度120~180μm。稀土元素在pH2~3时吸附，3.5mol/L HNO3溶液解吸。

    （3）仪器及分析条件  Jarrell Ash 1160多通道等离子体光谱仪，1.1kW高频功率，17L/min冷却气，0.4L/min载气流量。

    （4）检出限和精密度  14个稀土元素和Y的检出限在0.05~0.5μg/g之间，相对标准偏差在5%~10%，增强因子在8~15之间，回收率85%~102%。

 3  铜铁试剂沉淀分离ICP光谱测定地球化学样品中稀土和钪

    取样1.000g，用Na2O2在700℃马弗炉中熔融。用三乙醇胺溶液及EGTA溶液浸取。在5%~10%的盐酸溶液中用铜铁试剂Fe，Ti，Zr等共存元素，含有稀土元素的溶液经过滤和浓缩，转入10ml比色管中定容用于光谱测定。方法的检出限列于表2。重复测定实际样品的相对标准偏差，多数元素均小于10%，Ho为11.1%，Dy为11.8%。

表2  稀土元素的分析线及检出限

    除了上面介绍的三种地质样品中微量稀土元素的分离方法外，还有用氟化物沉淀法分离地质样品中微量稀土，一般为認氟化物共沉淀法的化学回收率较低，重现法也不理想。Buchanan的报告认为，用镱作为载体的氟化物共沉淀法也能提供适合的稀土分析数据。

    尽管阳离子交换法分离地质样品中稀土元素比较费时，但它仍是应用较广泛的微量稀土元素分离方法。用萃淋树脂分离，配合流动注射装置的在线ICP光谱法测定法是改进地矿样品微量稀土元素全分析的有效方法。