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1、礦物分析析樣品之之前處理理方法邱垂賢一、礦物物分析樣樣品之前前處理方方法簡介介（一）、酸酸分解法法：一般般純度較較高之碳碳酸鹽（大大理石、白白雲石、菱菱鎂礦）、硫硫酸鹽（石石膏、芒芒硝）、磷磷酸鹽（磷磷灰石）、硝硝酸鹽（硝硝石）、氧氧化物（磁磁鐵礦、赤赤銅礦）、硫硫化物（黃黃鐵礦、方方鉛礦）等等礦物，皆皆可以鹽鹽酸、硝硝酸、硫硫酸、過過氯酸、氫氫氟酸等等以單獨獨或混合合方式予予以分解解。（二）、鹼鹼性助熔熔劑分解解法：1、助熔熔劑用量量：約為為礦石試試樣重量量之510倍倍。2、助熔熔劑特性性及應用用： 助熔劑助熔劑特特性熔解溫度度/坩堝類類別可熔解礦礦石碳酸鈉（NNa2CO3）鹼性助熔熔劑，用
2、用於熔解解矽酸鹽鹽礦石95010000/白金坩坩堝石英、長長石、瓷瓷土、火火粘土、石石英砂、雲雲母、滑滑石、蛇蛇紋石、碳酸鈉加加碳酸鉀鉀（K22CO3）可於較低低溫度熔熔解矽酸酸鹽礦石石8509000/白金坩坩堝同上偏硼酸鋰鋰（LiiBO22）lithhiumm meetabboraate熔解矽酸酸鹽礦石石，溶於於酸可得得澄清溶溶液95010000/白金坩坩堝/石石墨坩堝堝同上（可可用於AAA、IICP分分析礦物物中主要要及次要要元素）註一碳酸鉀熔解砷酸酸鹽、鎢鎢酸鹽、95010000/白金坩坩堝白鎢礦（CCaWOO4）、黑鎢鎢礦【(Fe，Mn)WOO4】硼酸鈉（NNa4BB2O7）加碳碳酸鈉
3、熔解高鋁鋁質 、鋯鋯礦95010000/白金坩坩堝剛玉【AAl2O3】、鋯鋯英石【ZrSiO4】碳酸鈉加加過氧化化鈉（NNa2O2）強氧化助助熔劑，用用鎳坩堝堝熔解錫錫礦、鎢鎢礦、鉻鉻礦700800/鎳坩坩堝鉻鐵礦【(Mg,Fe)Cr2O4】、錫石【SnO2】註一：礦礦物中主主要及次次要元素素成份（SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、 MgO、Na2O、K2O，TiO2；含量0.01%），此亦為日常分析頻率最高之項目。二、礦物物樣品之之前處理理及分析析實務簡簡介（依依據分析析元素項項目是否否含Sii分述）（一）、分分析元素素項目含含SiOO2：分析項目目含SiiO2必須用用鹼性助助熔劑分
4、分解法，若若使用重重量法定定量SiiO2，最常使使用助熔熔劑為碳碳酸鈉（NNa2CO3），若若使用IICP-AES、AAA、或或分光光光度計法法（UVV-Viisibble Speectrrophhotoometter）定定量，最常使使用助熔熔劑為偏偏硼酸鋰鋰（LiiBO22）或硼硼酸鈉（NNa2B4O7），但但SiOO2含量低低者，可可用碳酸酸鈉（NNa2CO3）。1、重量量法或吸吸光光度度法定量量SiOO2：含量量多者依依據CNNS1112233耐火粘粘土化學學分析法法或CNNS1112877矽石及及矽砂化化學分析析法規定定之【二二氧化矽矽定量法法脫水水量重（凝凝集量重重）鉬藍藍吸光光光度
5、併用用法】，含含量低者者則直接接用鉬藍藍吸光光光度法（或或ICPP-AEES）。熔解（鹼鹼性助熔熔劑）氫氯酸酸蒸發至乾乾涸（或或加聚氧氧化乙烯烯直接凝凝集沉澱澱）氫氯酸酸、水溶解過濾濾液一定容積分取氫氟酸硼酸鉬酸銨酒石酸還原劑顯色一定容積測定吸收度殘留二氧化矽沉澱灼熱秤量硫酸、氫氟酸蒸發至乾涸灼熱秤量主二氧化矽二氧化矽矽2、除SSi濾液液之分析析：依據據參考標標準方法法及含量量多寡決決定分析析法，AAl2O3（重量法法EDTTA滴定定法或）、Fe2O3（氧化還還原滴定定法）、CaOO和MgOO（EDDTA滴滴定法）、TiiO2（光度度計法）。3、鹼性性助熔劑劑分解法法：可用用於ICCP分析析礦
6、物中中主要及及次要元元素成份份（SiiO2、Al2O3、Fe2O3、CaOO、MgOO、Naa2O、KK2O、TTiO22；00.1）。分解解之步驟驟：（1）秤秤取0.100000.111000g礦樣於於白金坩坩鍋(備註22)，加約約0.880g助熔熔劑（偏偏硼酸鋰鋰LiBBO2），混混合均勻勻（2）放放入高溫溫爐加熱熱至9550（3）115分鐘鐘後取出出迅速置置入冷水水中冷卻卻（4）分分多次入入3v/vv氫氯酸酸約100ml，使使用電磁磁攪拌溶溶出熔融融物，移移入1000mll 量瓶瓶，並用用同濃度度氫氯酸酸稀釋至至標線備備用（二）、若若分析元元素項目目不含SSiO22：常用混酸酸（HCCl
7、O4HNNO3HFF）分解解法，一一般日常常所見礦礦物幾乎乎皆可分分解，諸諸如矽酸酸鹽類石英、長長石、瓷瓷土、火火粘土、石石英砂、雲雲母、滑滑石、蛇蛇紋石、，此此外大部部分之碳碳酸鹽、硫硫酸鹽、硫硫化礦等等亦可分分解。混混酸分解解法後之之溶液可可直接用用ICPP分析礦礦物中除除矽以外外主要及及次要元元素成份份（All2O3、Fe2O3、CaOO、MgOO、Naa2O、KK2O、TTiO22；00.1）。以以下為混混酸分解解之步驟驟：1、 秤取試樣樣約0.1g0.2g（至00.1mmg）於於白金坩坩堝，加加HCllO4 24 mmL 、HNOO3 12 mmL 、HF 510 mL ，用白白金線
8、混混合，在在電爐或或砂浴上上小心加加熱分解解，蒸發發至乾涸涸。不同礦礦物含SSiO22量不一一，可斟斟酌樣品品除矽後後其他元元素成份份含量，秤秤取較大大量樣品品。例如如：對高純純度石英英砂，如如秤取110 gg含999.5SiOO2砂樣，經經混酸分分解後，其其溶質含含量僅有有約500mg，可可藉此提提高樣品品之偵測測極限。（如如取較大大量樣品品，可酌酌量增加加劑量或或加兩次次混酸，以以確保分分解完全全）2、冷卻卻後，加加HCll（11）5mLL，加熱熱溶解後後加水110mLL，繼續續加熱約約5110分鐘鐘，至溶溶解完全全。（最最好用白白金坩堝堝蓋覆覆覆蓋，以以免溶劑劑揮發）3、冷卻卻後，移移入
9、1000mLL 量瓶瓶，可配配合分析析方法添添加其他他試劑後後，再加加水至標標線備用用。（三）、如如何確認認前處理理是否完完全？1、鹼性性助熔劑劑法：樣樣品熔融融後溶於於HCll，應觀觀察溶液液部分是是否澄清清，固狀狀物部分分是否呈呈白色絮絮狀（矽矽水解物物），燒燒杯底部部無雜質質、砂質質等不溶溶物，乾乾涸至無無HCll，再溶溶於HCCl應保保持於沸沸點附近近加熱至至溶解完完全，才才可進行行過濾、洗洗滌步驟驟。2、 混酸分解解法：乾乾涸後溶溶於HCCl或HNOO3，觀察察溶液是是否澄清清或含有有不溶物物。3、 如試樣無無法溶解解完全，則則須改用用不同鹼鹼性助熔熔劑、混混酸或兼兼用鹼熔熔和酸溶溶
10、，總之之，一定定得確認認完全溶溶解後，才才可進行行後續分分析。三、分析析結果之之計算（一）、分析結果以（wt ）或（ppm）為表示單位，濃度低於方法偵測極限之數值須以無法偵測(Not detected，N.D.)表示，並註明方法偵測極限值（MDL）。其計算如下式礦物中中元素含含量（wwt）測測定值（mg/L）*0.100L/樣品質量（mg）*100【以秤取100200mg樣品經消化後溶解於100mL量瓶】礦物中中氧化物物含量（wt）元素含量（）氧化物換算係數（二）、樣品經稀釋或濃縮必須加以校正。（三）、重覆樣品分析之相對差異百分比（RPD；Relative Percent Difference
11、）計算如下式(一)（四）、檢量線確認溶液及品管樣品溶液之分析回收率計算方式：（五）、樣品添加回收率之計算，如下式：四、應用用實例探探討（一）、ICP-AES法及重量法分析矽酸鹽礦物中二氧化矽之比較1、試樣樣：高領領土、雲雲母、長長石、蛇蛇紋石、滑滑石美國國地質調調查所認認證之標標準岩樣樣（Miica Schhistt、Bassaltt、 Syyeniite）。2、分析析方法：重量法法依據CCNS1112223耐火火粘土化化學分析析法及IICP-AESS分析法法。3、礦樣樣熔解法法：取樣樣0.1100000.111000g，加00.800g助熔熔劑（LLiBOO2）， 9500熔融。4、標準準溶
12、液製製備：MMERKK 六氟氟矽酸銨銨 Ammmonniumm heexaffluoorossiliicatt（10000mmg/ll），00 3350.0 mmg/ll。5、標準準岩樣重重量法分分析結果果比較回回收率999.661000； ICCP-AAES法法標準岩岩樣及試試樣回收收率988.71001。（二）、ICP-AES法分析礦物中主要成分（Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、TiO2）之比較1、試樣樣：美國國地質調調查所認認證之標標準岩樣樣（Miica Schhistt、Bassaltt、 Syyeniite）。2、混合合校正標標準溶液液製備：用MEERK 1
13、0000mgg/L標標準儲備備溶液製製備，最最高濃度度（mgg/L）分分別為：Al（1100.0）、FFe（1100.0）、Ca（1100.0）、Mg（550.000）、Naa（400.000）、KK（700.000）、TTi（220.000）。3、標準準岩樣AAl2O3（133.8188.4）回收收率988.01000.77；Fe2O3（5.22122.2）回收收率999.41000.44；CaOO（1.09111.4）回收收率977.11001.99；MgOO（0.107.23）回收收率1000.001004.77；Naa2O（22.0558.94）回收收率1002.001003.77；K
14、2O（00.5224.28）回收收率1001.221007.77；TiiO2（00.1442.70）回收收率922.91004.88。（三）、分分析結果果檢討1、礦物物中主要要成分（0.11）分析，如如樣品溶溶液濃度度（00.2m/vv），可可使用具具公信力力的廠商商標準儲儲備溶液液（10000mmg/LL）製備備混合校校正標準準溶液，選擇適當波長直接分析。2、次要要成分（0.11）分析或或樣品溶溶液濃度度（00.2m/vv），必必須並用用背景校校正或基基質匹配配法。3、基質質效應：基質成成分增加加，霧化化率降低低，分析析元素訊訊號強度度降低，無無機酸影影響：HHClHNOO3H2SO4。五、
15、 精精密度及及準確度度（一）、精密度（Precision）：分析結果之精密度是否在允許範圍指一組重重覆分析析其測定定值間相相符的程程度，精精密度可可由重覆覆分析樣樣品後計計算其測測定值間間之相對對標準偏偏差(nn2)或相對對差異百百分比(n=22)來設設定，如在規規定範圍圍內，取取重覆分分析值之之平均值值為結果果。另依實實驗場場場所，亦亦可區分分為為重重複性（RRepeeataabillityy/同一一實驗室室）及再現現性（RReprroduucibbiliity/不同實實驗室間間）。1、相對對差異百百分比（n=22）：同同一樣品品重覆分分析二次次，得測測定值XX1、X2，依依下式計計算其相相
16、對百分分差異RR%（RPDD；Rellatiive Perrcennt DDifffereencee）。2、樣品品分析值值之標準準偏差（n2）：其中： Xi樣品之之個別測測定值樣品測測定值之之平均值值n測定定值數目目相對標準準偏差（Relativestandard deviation ；RSD）（二）、準確確度（AAccuuraccy/TTrueenesss）：分析結結果之準準確度度度是否在在允許範範圍。指一測定定值或一一組測定定值之平平均值與與真值接接近的程程度，通通常以測測定值的的總平均均值與真真值之間間的差來來表示。準準確性可可由分析析濃度經經確認過過之標準準品來認認定。一一般以誤誤差（
17、eerroor）、相相對誤差差（reelattivee errrorr）或回回收率表表示誤差（eerroor）測定值值真值值相對誤差差（reelattivee errrorr）（測測定值真值）/真值*1000回收率（(Reecovveryy)）測定值值/真值值*10001、利用用相當之之標準參參考物質質（Staandaard Reffereencee Maaterriall, SSRMss）同時時進行分分析。【USGS；NIST（U.S. National Institute of Standards and Technology）】。2、若無無適當SSRMss，可同同時進行行樣品添添加回收收率分析析，藉以以確認樣樣品中有有無基質質干擾或或所用之之分析方方法是否否適當之之過程。3、利用用實驗室室自建相相近標準準樣品已依標標準試驗驗方法確確認，同同時進行行比對分分析。