行业背景与技术挑战
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铜是战略金属,纯度直接影响导电、导热及加工性能。铜产业链上中下游(矿山开采、冶炼精炼、高纯铜材及电子材料制造)对痕量杂质(Ag、Au、Pt、Pd、As、Pb、Bi、Se、Te、P、S、Ni、Fe等)的准确测定是质控关键。
但铜及伴生铁、钴等基体发射谱线丰富,常规ICP-OES分辨率仅10~20 pm,难以分离重叠谱线,导致贵金属及关键杂质检出限高、数据可靠性差。同时,各环节样品基体差异大(矿石至高纯铜),含量跨度宽(ppb级至%级),对灵敏度、线性范围及稳定性要求极高。
针对上述痛点,德国耶拿基于PlasmaQuant 9200系列高分辨ICP-OES,开发了覆盖铜全产业链的一站式痕量元素分析方案。

ICP-OES核心技术优势
超高分辨率,彻底消除光谱干扰
PlasmaQuant 9200系列具备2 pm @ 200 nm顶级分辨率(常规10~20 pm),160~900 nm全波长覆盖及43000+标准谱线库,实现Au、In、P、Bi、Se、Te等易受干扰元素的基线分离。软件集成CSI光谱建模与ABC自动背景校正,精确扣除复杂基体光谱,避免人为误差。

高分辨率光谱对比图
如图,左侧为常规分辨率(6 pm @ 200 nm)测得的铜精矿中Au 197.744 nm和In 325.609 nm谱图,Au峰与铜背景、In峰与铁背景严重重叠,无法准确定量;右侧为PlasmaQuant 9200(2 pm)测得结果,Au和Fe信号与基线完全分离,0.5mg/L加标样品峰形清晰可辨。
德国耶拿全面检测解决方案
标配轴向(高灵敏度)与径向(高浓度)观测模式,可同方法智能切换,实现痕量与常量元素同时测定,避免稀释误差。表2为钴铜矿及不同样品中镍含量的测试结果(同一方法不同观测方式)。轴向可检出低至0.3 mg/kg,径向可准确测定高达1636 mg/kg,一次方法完成全浓度范围测定。

钴铜矿及不同样品中镍含量测试
采用防积盐炬管及高盐进样系统,直接分析20 g/L铜基体。图2为在10%(w/v)铜溶液中添加1 mg/L多元素标液,连续运行12小时的回收率曲线。各元素(Ag、As、Bi、Fe、Ni、P、Pb、S、Sb、Se、Sn、Te、Zn)回收率稳定在94%~106%,RSD均<2.0%。

12小时长期稳定性回收率曲线
耶拿应用实验室对铜产业链各环节代表性样品进行系统验证,实测数据汇总如下:

不同类型样品测试
数据表明:PlasmaQuant 9200系列可满足铜矿石、黑铜、阳极铜、阴极铜、电子铜箔等全流程样品测试。

优化等离子体光路、密闭紫外光室及紫外增强检测器,使PlasmaQuant 9200在深紫外区(<200 nm)对P、S等具有优异灵敏度,检出限接近ICP-MS水平。下表为阴极铜过程控制样品检测结果及方法检出限(基体20g/L铜溶液,直接进样)。

阴极铜过程控制样品检测
数据表明,PlasmaQuant 9200对各元素测试稳定性及检出限,完全满足高纯阴极铜杂质限量的质控要求。
总结
PlasmaQuant 9200系列凭借2pm超高分辨率、高灵敏度、宽线性动态范围及优异长期稳定性,有效解决了铜产业链中基体干扰导致的数据可靠性不足、检出限不佳、效率低下等核心问题。
此外,耶拿提供方法开发、现场培训及3Q认证服务,帮助用户快速建立符合标准的内部质控体系。
END
上海恒奇仪器仪表有限公司,作为耶拿分析仪器的授权经销商,全心全意为您提供更多定制化的服务。
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