锰矿是钢铁工业和化学工业不可缺少的原料之一。准确、快速地测定锰矿中的杂质元素，对控制工艺参数、产品质量和技术经济指标起着至关重要的作用。锰矿石中杂质的国际和国家标准测定方法中，主要采用原子吸收光谱法测定铝、铜、铅、锌，分光光度法测定砷。没有测定铅和镉的标准方法。由于元素含量不同，往往需要二次稀释或置换的方法，繁琐费时，而且只能测定单一元素。
电感耦合等离子体原子发射光谱法是一种成熟的仪器分析方法，具有适用范围广、可同时测定多种元素、速度快、动态范围宽、基体影响小、灵敏度高等优点。这是锰矿中多元素分析的理想方法。报道了ICP-AES法测定锰矿中杂质元素锰、铁、钙、镁、铝、钛和磷。研究了ICP-AES法同时测定锰矿中铝、铜、锌、铅、砷、镉6种杂质元素，确定了最佳样品溶解条件和仪器工作条件，建立了快速测定方法。标准加入回收率试验和锰矿标样的测定表明，该方法可用于大批量锰矿的日常检验。
第一，实验部分
(一)主要仪器和工作条件
2100DV等离子体原子发射光谱仪(美国Perkin Elmer公司)，配有AS93Plus自动进样器；纯水发生器(德国Sartorius)。
仪器采用轴向观测。具体操作条件见表1，仪器测量参数见表2。
表1 ICP-AES的工作参数
表2发射波长、背景校正、积分模式和每个峰的峰数。
(二)主要试剂
铝、铜、锌、铅、砷、镉标准储备液(国家钢铁材料检测中心):1000mg/L；混合标准系列溶液:用各元素的标准储备液配制盐酸体积分数为10%、基体元素Mn含量为800mg/L、Fe含量为10mg/L的溶液；盐酸:φ= 37%；硝酸:φ= 65%；高氯酸:φ= 70%；氢氟酸:中等= 35%。
实验用水为18.2mω·cm去离子水。
(3)实验方法
称取0.2g样品(精确至0.0001g)于250 mL聚四氟乙烯烧杯中，加入15 ~ 20ml盐酸(1+1)，盖上表面皿，在低温电热板上加热至微沸，直至样品完全溶解，打开表面皿，加入2mLHNO3和2mLHF，加热蒸发至体积约10mL，然后加入2mL高氯酸，继续加热至冒白烟，样品近干。加入10 mL盐酸，用少量水冲洗杯壁，加热溶解可溶性盐，过滤，定容至100mL，摇匀，根据仪器工作条件用ICP-AES测定。
二。结果和讨论
(一)样品溶解方法的选择
通常有两种矿物样品处理方法:熔融法和氢氟酸分解法。熔融法会引入大量的盐，必须采用高稀释法降低溶液的含盐量，导致检出限差，影响锰矿中低含量元素的测定。此外，熔剂中的杂质含量也会增加被测元素的空白值。因此，在锰矿样品预处理方面，本文考虑采用混合酸溶解法。
通常，用于溶解矿石样品的酸有盐酸、硝酸、双氧水、氢氟酸、王水、硫酸等。不同种类的酸对矿样有不同的溶解作用。以国家标准物质GBW07261为研究对象，比较了三种混酸溶解方法，结果见表3。从表3可以看出，在不添加HF (1)的情况下，Al的测量值低得多。如果按照ISO 5889-1983 (e)用碱处理金融残渣，可以得到令人满意的结果，这表明残渣中al的残留量大；在(2)和(3)条件下加入HF有利于矿样的溶解，并能挥发大部分硅。两种方法都能得到满意的结果。考虑到基体与标准工作液匹配较好，本文选择了第三种溶出条件。
表3锰矿溶解方法测定结果的比较
(2)基质干扰
在ICP-AES中，基体效应相对较小，但干扰仍然存在。保持样品溶液和标准溶液具有近似相同的基体是消除基体干扰的有效方法之一。锰矿中的主要元素是锰、铁和硅，由于样品预处理时硅的低温摆动，待测元素不受硅的影响。锰矿样品中锰和铁的含量因产地和矿物不同而不同，但一般为W (Mn) = 30% ~ 50%，W (Fe) = 2% ~ 10%。溶液中这两种元素的含量对被测元素有相对恒定的影响。本实验选取一个折中值，即在配制的标准系列溶液中加入8000个矩阵元素。
(3)方法的线性范围和检出限
使用空白色溶液和4种混合标准溶液作为校准曲线。测定添加到基质中的空的12个连续白色溶液，并计算标准偏差。该方法的检测限按标准偏差的3倍计算。表4结果表明，该方法线性良好，各元素的相关系数均大于0.9991，检出限为0.005 ~ 0.058 mg/L。
表4校准曲线的线性、检出限和相对标准偏差
根据上述样品预处理方法和仪器工作条件，连续进样测定同一锰矿样品12次，考察方法的重现性。表4和表5的结果表明，6种待测元素的相对标准偏差(RSD，n = 12)为0.6% ~ 2.0%；标准样品和实际样品的测定结果与认可值和其他方法的测定值一致，均在国家标准允许的公差范围内。
三。样本分析
锰矿石标准物质(GBW 07261和GB W07262)加入相同浓度水平的被测元素，按照实验方法进行溶出试验，验证方法的准确性。该方法的回收率为86% ~ 110%，如表5所示。
表5标准样品分析结果
建立了快速测定不同锰矿样品中杂质元素的分析方法。加入HCl低温溶解后，逐步加入HNO3和HF，进一步消化矿样。最后，以φ = 10%盐酸为溶解介质，在标准溶液中加入一定量的锰和铁进行基体匹配，用ICP-AES测定其中的铝、铜、锌、铅、砷和镉。该方法所需试剂少，克服了碱熔带来的背景干扰和操作复杂等问题。该方法操作简单、速度快、灵敏度高，能很好地满足大宗商品进出口检验的需要。
