DB13/T 5925-2024 石墨矿 锂、铍等 10 个元素含量测定 微波消解-电感耦合等离子体质谱法

ICS73.080

CCSD50/59

13

河北省地方标准

DB13/T5925—2024

石墨矿锂、铍等10个元素含量测定微波

消解-电感耦合等离子体质谱法

2024-02-02发布2024-03-02实施

河北省市场监督管理局发布

DB13/T5925—2024

目次

前言...............................................................................II

引言..............................................................................III

1范围.............................................................................1

2规范性引用文件...................................................................1

3术语和定义.......................................................................1

4原理.............................................................................1

5试剂和材料.......................................................................2

6仪器设备.........................................................................2

7样品.............................................................................2

8试验步骤.........................................................................2

9试验数据处理.....................................................................4

10精密度..........................................................................4

11正确度..........................................................................4

12质量保证和质量控制..............................................................5

13注意事项........................................................................5

附录A（资料性）单元素标准储备溶液的配制...........................................6

附录B（资料性）仪器参考工作条件...................................................7

附录C（资料性）实验室间试验结果的统计数据.........................................8

I

DB13/T5925—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规

定起草。

本文件由河北省地质矿产勘查开发局提出并归口。

本文件起草单位：河北省地质实验测试中心。

本文件主要起草人：李晓敬、张金明、孟建卫、王立平、刘爱琴、金倩、胡艳巧、王磊、陈庆芝、

赵良成。

II

DB13/T5925—2024

引言

石墨化学性质稳定，酸碱难以分解石墨样品，没有原样消解的方法。碱熔融带来大量固溶物，

影响微量元素检测和后续仪器维护；直接酸消解比较困难，敞口酸溶和普通微波消解都无法实现石

墨样品的完全消解。高温微波消解相比普通微波消解，消解温度更高，经高温微波消解可彻底分解

石墨矿的碳元素，实现样品完全消解。

除碳以外的元素（杂质）对石墨制品的性能、石墨的提纯及深加工有较大影响，应用时需了解

微量元素的含量。为准确测定石墨矿中的微量元素，本文件采用高温微波消解法对石墨矿进行消解，

电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）同时测定其中的锂、铍、钛、钒、锰、镓、铯、钨、铊、铀含

量。相比现阶段石墨矿主量、微量元素检测采用灼烧逐项检测灰分的方法，简化操作流程、提高效

率、降低污染，满足相关领域石墨应用、石墨矿微量元素检测的要求，有效提升石墨矿样品的测试

水平和分析质量，将在石墨矿样品元素分析方面得到广泛应用。

本文件的发布机构提请注意，声明符合本文件时，可能涉及到8.3与《一种石墨化学成分含量测

定的前期预处理方法》相关的专利的使用。

本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。

该专利持有人已向本文件的发布机构承诺，他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件

下，就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案。相关信息可以通

过以下联系方式获得：

专利持有人姓名：河北省地质实验测试中心

地址：河北省保定市竞秀区向阳北大街900号

请注意除上述专利外，本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利

的责任。

III

DB13/T5925—2024

石墨矿锂、铍等10个元素含量测定微波消解-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

本文件规定了石墨矿中锂（Li）、铍（Be）、钛（Ti）、钒（V）、锰（Mn）、镓（Ga）、铯

（Cs）、钨（W）、铊（Tl）、铀（U）元素含量的微波消解-电感耦合等离子体质谱测定方法。

本文件适用于石墨矿中锂（Li）、铍（Be）、钛（Ti）、钒（V）、锰（Mn）、镓（Ga）、铯

（Cs）、钨（W）、铊（Tl）、铀（U）元素含量的微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定。方法

检出限及测定范围见表1。

表1方法检出限和测定范围

元素质荷比检出限（μg/g）测定范围（μg/g）

锂70.190.57～125

铍90.0690.21～500

钛4819.257.6～5000

钒510.381.14～500

锰551.895.67～500

镓710.0450.14～125

铯1330.0480.14～25

钨1820.0420.13～25

铊2050.0270.081～500

铀2380.0450.14～500

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/T6379.2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/T6379.4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/T6682分析实验室用水规格和试验方法

GB/T14505岩石和矿石化学分析方法总则及一般规定

3术语和定义

本文件没有需要界定的术语和定义。

4原理

石墨矿样品经高温微波消解预处理后，采用电感耦合等离子体质谱仪进行检测，根据元素的质

谱图或特征离子进行定性，内标法定量。

1

DB13/T5925—2024

5试剂和材料

警示——本文件中所使用的硝酸、盐酸、氢氟酸、高氯酸、硫酸等均具有强烈的化学腐蚀性和

刺激性，应避免直接接触，相关操作应由具备正规实验室工作经验的人员在通风橱中进行。

除非另有说明，在分析中仅使用优级纯及以上化学试剂，以及符合GB/T6682规定的一级水。

盐酸：ρ（HCl）=1.19g/mL。

硝酸：ρ（HNO3）=1.42g/mL。

氢氟酸：ρ（HF）=1.13g/mL。

高氯酸：ρ（HClO4）=1.67g/mL。

硫酸：ρ（H2SO4）=1.84g/mL。

硝酸溶液（5+95）：将5份硝酸（5.2）与95份水混合。

王水：用3份盐酸（5.1）与1份硝酸（5.2）混合，现用现配。

王水溶液（1+1）：用1份王水（5.7）与1份水混合。

单元素标准储备溶液：具体配制参见附录A，或可直接购买溶液国家标准物质。

内标标准储备溶液：ρ=100μg/mL。直接分取不同体积单元素6Li、Ge、Rh、Re标准储备溶液

（5.9）于100mL容量瓶中配置，溶液介质为2.5%王水溶液。

仪器调谐溶液：分别取Li、Y、Co、Ce、Tl的标准储备溶液（ρ=l.0mg/mL）用硝酸（5.6）

逐级稀释至质量浓度为1ng/mL的混合溶液，用于分析前的仪器调谐和质量校准。

氩气：φ(Ar)≥99.995%。

氦气：φ(He)≥99.995%。

6仪器设备

电感耦合等离子体质谱仪：仪器能在5u～250u质量范围内进行扫描，调谐元素Li、Y、Co、

Ce、Tl信号的最小分辨率为在5%峰高处1u峰宽。

微波消解仪：测温范围常温～280℃(±0.1℃)，测压范围0～10MPa(±0.01MPa)。附微波

消解管，TFM材质，规格100mL，最高使用温度不小于260℃，最大耐压不小于10MPa。

聚四氟乙烯烧杯：50mL。

聚乙烯容量瓶：50mL。

控温式电热板：最高温度不小于260℃，控温精度±5℃。

分析天平：感量0.1mg。

7样品

按照GB/T14505的相关规定，加工样品的粒径应小于74μm。

样品应在105℃±5℃烘箱中预干燥2h～3h，置于干燥器中冷却至室温。

称取0.1g样品，精确至0.1mg。

8试验步骤

空白试验

随同样品进行不少于2份空白试验，测定条件同样品一致。

验证试验

随同样品分析同类型、含量相近的标准物质，测定条件同样品一致。

样品分解

将样品（7.3）置于微波消解管中，加入3mL硝酸（5.2），1.5mL氢氟酸（5.3），1.5mL高氯

酸（5.4）和3mL硫酸（5.5），旋紧管盖后置于微波消解仪中，按微波消解仪工作条件进行条件设

置，参见表2，消解样品。消解完成，冷却后取出微波消解管，缓慢打开管盖排气，将溶液转移至聚

2

DB13/T5925—2024

四氟乙烯烧杯（6.3）中，用少量水冲洗内盖，将聚四氟乙烯烧杯（6.3）放在控温式电热板（6.5）

上，蒸发至硫酸白烟冒尽，加入王水溶液（5.8）5mL，加热浸取5min后，冷却至室温，转移至50mL

聚乙烯容量瓶（6.4）中定容，摇匀待测。

表2微波消解程序参考工作条件

步骤1步骤2步骤3

升温时间保温时间升温时间保温时间升温时间保温时间

温度（℃）温度（℃）温度（℃）

（min）（min）（min）（min）（min）（min）

150251020025102402540

测定

8.4.1仪器调试

按照电感耦合等离子体质谱仪操作说明书规定条件启动仪器，进行初始化调试。仪器稳定至少

30min，稳定后用含1ng/mLLi、Y、Co、Ce、Tl的仪器调谐溶液（5.11）进行仪器参数最佳化调试。

分析仪器参考工作条件、待测元素和内标元素质量数（m/z）的选择参见附录B。

8.4.2校准曲线的绘制

分取一定体积的锂、镓、铯、钨单元素标准储备溶液（5.9）和内标标准储备溶液（5.10）于聚

乙烯容量瓶（6.4）中，逐级稀释成校准溶液，其浓度和介质见表3。内标标准储备溶液（5.10）可

以直接加入到校准溶液中，也可在样品雾化之前通过蠕动泵在线加入。所选内标的浓度应远高于样

品自身所含内标元素的浓度。常用的内标浓度范围为10ng/mL～1000ng/mL。用ICP-MS进行测定，

以各元素质量浓度为横坐标，各待测元素与内标元素的信号强度之比为纵坐标，建立校准曲线。由

于使用过程中不同元素的浓度范围不同，应根据样品实际含量选择合适的浓度范围。

表3校准溶液系列1

浓度（ng/mL）

元素

空白溶液标准系列1标准系列2标准系列3标准系列4标准系列5标准系列6标准系列7

锂025102040100250

镓025102040100250

铯00.412482050

钨00.412482050

注：溶液介质均为5%王水。

分取一定体积的钒、锰、铍、铊、铀单元素标准储备溶液（5.9）和内标标准储备溶液（5.10）

于聚乙烯容量瓶（6.4）中，逐级稀释成校准溶液，其浓度和介质见表4。

表4校准溶液系列2

浓度（ng/mL）

元素标准系标准系标准系标准系标准系标准系标准系标准系标准系标准系标准系

空白溶液

列8列9列10列11列12列13列14列15列16列17列18

钒00.20.51241020502005001000

锰00.20.51241020502005001000

铍00.20.51241020502005001000

铊00.20.51241020502005001000

铀00.20.51241020502005001000

注：溶液介质均为5%王水。

分取一定体积的钛单元素标准储备溶液（5.9）和内标标准储备溶液（5.10）于聚乙烯容量瓶（6.4）

中，逐级稀释成校准溶液，其浓度和介质见表5。

表5校准溶液系列3

浓度（ng/mL）

元素

空白溶液标准系列19标准系列20标准系列21标准系列22标准系列23标准系列24

3

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表5校准溶液系列3（续）

元素浓度（ng/mL）

钛01000200030004000500010000

注：溶液介质均为5%王水。

8.4.3测定

按照测定条件进行样品溶液（8.3）的测定，同时测定空白试验溶液（8.1）和验证试验溶液（8.2）。

9试验数据处理

计算结果

样品中待测元素含量以质量分数ω(𝐵)计，数值以微克每克（μg/g）表示，按式（1）计算：

（𝜌−𝜌）

ω(𝐵)=0×𝑉×10−3·····························································(1)

𝑚

式中：

ρ——样品测定溶液中待测物质量浓度的数值，单位为纳克每毫升（ng/mL）；

𝜌0——空白试验溶液中待测物质量浓度的数值，单位为纳克每毫升（ng/mL）；

V——样品测定溶液体积的数值，单位为毫升（mL）；

m——试验用样品质量的数值，单位为克（g）。

结果表示

计算结果按GB/T14505表示为：XXXµg/g、XX.Xµg/g、X.XXµg/g、0.XXµg/g、0.0XXµg/g。

10精密度

按GB/T6379.2规定的方法，在重复性条件下，对同一样品获得的两次独立测试结果的测定

值，在表6给出的水平范围内，其绝对差值不超过重复性限（r），超过重复性限（r）的情况不超

过5%，重复性限（r）按表6所列方程式计算。

在再现性条件下，对同一样品获得的两次独立测试结果的测定值，在表6给出的水平范围内，

其绝对差值不超过再现性限（R），超过再现性限（R）的情况不超过5%，再现