硅酸鹽巖石中鋰銣鍶銅鉛鋅鎳鉻鎘元素檢測儀

ICP-OES電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀在硅酸鹽巖石多元素化學分析中的應用介紹

一、儀器概述

ICP-OES（電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀）是一種基于原子發(fā)射光譜原理的高性能分析儀器，在硅酸鹽巖石化學分析領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。它能夠同時對硅酸鹽巖石中的鋰、銣、鍶、銅、鉛、鋅、鎳、鈷、釩、鉻、鎘、鉬、鎢等多種元素進行快速、準確的定量分析，為地質(zhì)研究、資源勘探等提供了關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支持。

二、工作原理

ICP-OES的核心工作原理基于原子發(fā)射光譜現(xiàn)象。儀器中的高頻發(fā)生器產(chǎn)生高頻電流，通過感應線圈產(chǎn)生交變磁場，使通入炬管的氬氣電離形成等離子體。等離子體溫度高，可達6000 - 8000K，為樣品中元素的激發(fā)提供了理想條件。

硅酸鹽巖石樣品經(jīng)過溶解、霧化等預處理后，以氣溶膠的形式進入等離子體。在高溫環(huán)境下，樣品中的原子被激發(fā)到高能態(tài)。當這些激發(fā)態(tài)的原子回到低能態(tài)時，會發(fā)射出具有特定波長的特征光譜。這些光譜線的波長與元素的種類一一對應，而光譜線的強度則與樣品中對應元素的含量成正比。

分光系統(tǒng)將混合的光按照波長進行分離，檢測器則測量每個波長處的光強度。通過與已知濃度的標準溶液的光譜進行對比，利用標準曲線法或其他定量分析方法，就可以計算出硅酸鹽巖石樣品中各元素的含量。

三、儀器優(yōu)勢

（一）多元素同步分析能力

ICP-OES可一次性同時測定多種元素，大大提高了分析效率。對于硅酸鹽巖石這種成分復雜的樣品，無需分別對每種元素進行單獨分析，節(jié)省了時間和人力成本。例如，在一次分析過程中，就能同時得到鋰、銣、鍶等多種元素的含量數(shù)據(jù)。

（二）高靈敏度和低檢測限

該儀器具有好的靈敏度，能夠檢測到硅酸鹽巖石中痕量元素的含量，檢測限可以達到ppb（十億分之一）級別。對于一些在巖石中含量很低但具有重要地質(zhì)意義或經(jīng)濟價值的元素，如鋰、銣等稀有元素，也能實現(xiàn)準確測定。

（三）寬線性范圍

ICP-OES的線性范圍較寬，能夠同時準確測定高含量和低含量元素。在硅酸鹽巖石中，不同元素的含量差異可能很大，比如銅、鉛等元素的含量可能較高，而一些伴生元素的含量則很低。該儀器無需對樣品進行復雜的稀釋或富集處理，就可以在一次分析中準確測定這些含量差異較大的元素。

（四）良好的抗干擾能力

電感耦合等離子體的高溫和高電離度能夠有效地分解樣品中的復雜基體，減少基體對分析元素的干擾。這使得儀器對不同類型的硅酸鹽巖石樣品都具有良好的適應性，保證了檢測結(jié)果的準確性和可靠性。

四、應用場景

（一）地質(zhì)研究

通過對硅酸鹽巖石中多種元素的分析，可以了解巖石的成因、演化歷史以及地質(zhì)構(gòu)造等信息，為地質(zhì)學家研究地球的形成和演化提供重要依據(jù)。

（二）資源勘探

在礦產(chǎn)資源勘探中，準確測定硅酸鹽巖石中的鋰、銣等稀有元素以及其他伴生元素的含量，有助于發(fā)現(xiàn)新的礦床和評估礦產(chǎn)資源的經(jīng)濟價值。

下面詳細介紹ICP-OES儀器

儀器性能特點：

  1、儀器自動化程度高

  儀器的自動化程度好，除了電源開關(guān)外，所有操作均由軟件完成。智能化的軟件，可實時可對各項操作進行實時反饋及信息提示。

  2、安全可靠的固態(tài)射頻電源

  儀器采用的射頻電源，具有體積小、輸出效率高、輸出功率穩(wěn)定，帶有水路、氣路及過載等各類安全保護功能，大大提升儀器的安全性，減小了儀器的故障率。

  3、全自動點火及匹配技術(shù)

  軟件可全自動一鍵點火，所有的參數(shù)設置變化，均自動完成。配合優(yōu)良的自動匹配技術(shù)，點火成功率高，操作簡便。

  4、智能化的火焰監(jiān)視功能

  儀器配置了靈敏度好的光纖傳感器，可在儀器工作狀態(tài)下，實時監(jiān)測火焰的工作情況，如遇異常熄火情況，可自動關(guān)閉儀器。

  5、超高分辨率的光路系統(tǒng)

  儀器配置了超高分辨率的4320刻線的進口光柵，配合光路調(diào)節(jié)技術(shù)，把普通儀器的分辨率約0、008nm降低至0、005nm以內(nèi)，超高的分辨率保證了測試元素之間沒有相互干擾。

  6、高精度的恒溫系統(tǒng)

  儀器整體光路采用精密恒溫系統(tǒng)保護，溫度的控制可根據(jù)客戶實驗室實際環(huán)境溫度實時設定，無需長時間不間斷的開可調(diào)，控溫精度≤±0、1℃，精密的恒溫系統(tǒng)保證了光路的穩(wěn)定性，測試數(shù)據(jù)更穩(wěn)定。

  7、高精度的氣流控制系統(tǒng)

  儀器工作中的等離子氣、輔助氣、載氣全部采用高精度的質(zhì)量流量控制器（MFC）來控制，具有流量連續(xù)可調(diào)、輸出氣流的精度高，保證了測試數(shù)據(jù)的準確性。

  8、蠕動泵進樣裝置

  儀器配置了通道十二滾軸的高精度蠕動泵，可同時保證進樣的精度和防止積液，蠕動泵的轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，滿足客戶的多種測試要求。

  9、觀測位置自動調(diào)節(jié)

  儀器采用二維的移動平臺設計，可通過軟件實時調(diào)節(jié)炬管的位置，通過反饋的信號值找到優(yōu)化的觀測位置，以獲取較強的靈敏度，得出準確的測試效果。

  10、超低的使用成本

  儀器非工作狀態(tài)下儀器電源、冷卻水箱、氣體全部關(guān)閉，不產(chǎn)生任何費用，儀器工作即開即用，無需長時間的光路預熱。使用氬氣純度為99、99%即可，無需99、999%的高純氬，成本節(jié)約至少三分之一。

  11、高靈敏度的檢測器

  儀器配置了高靈敏度進口光電倍增管（PMT）作為檢測器，可針對不同的待測元素自動設置測試參數(shù)，以達到理想的檢測狀態(tài)，給出準確的測試結(jié)果。無需制冷，無需吹掃，使用壽命長。

  儀器技術(shù)參數(shù)：

  1、輸入電源：電壓交流220V，電流20A。

  2、采用CzernyTurner型光路，焦距為1000mm。

  3、離子刻蝕全息光柵，刻劃面積（80×110）mm。

  4、全自動一鍵點火，自動匹配，點火穩(wěn)定、便捷。

  5、采用同心圓霧化器搭配旋流霧室，1ppmMn強度＞1000000cps。

  6、分辨率（Mn257、610nm）：≤0、005nm（4320刻線光柵）；≤0、008nm（3600刻線光柵）；≤0、015nm（2400刻線光柵）。

  7、波長范圍：190-460nm（4320刻線光柵）；190-500nm（3600刻線光柵）；190-800nm（2400刻線光柵）

  8、自主研發(fā)全固態(tài)射頻電源，輸出功率800-1600W,連續(xù)可調(diào)，電源效率大于65%，工作頻率27、12MHz，頻率穩(wěn)定性＜0、05%，功率輸出穩(wěn)定性＜0、05%。

詳細指標參數(shù)如下：

說明：下表為檢定用溶液標準

表A.1 檢定波長用標準溶液

                            表A.2 工作曲線系列標準溶液               單位：mg/L

典型元素檢出限（μg/L）：

硅酸鹽巖石中鋰銣鍶銅鉛鋅鎳鉻鎘元素檢測儀