為了對電子垃圾進行專業回收，需要盡可能準確地了解其元素組成。本文介紹了采用ICP-OES方法對電子垃圾的重金屬進行分析。
對于電子垃圾的分析是件棘手的事，從物料中獲取有代表性的樣品需要耗費巨大的精力，物料的不均勻性也增加了工作的難度，電子垃圾中的其他元素還可能對所采用的光譜分析方法，例如感應耦合等離子光譜(ICP-OES)分析方法產生干擾，此外樣品加工（熔劑、溶劑）過程也會引入一些干擾元素。
在元素分析中，為了增強分析結果的可靠性，大多數情況下會采用加入合格的參比物質的方法，然而在電子垃圾領域可用的合格參比物質數量極其有限。基于這一原因，聯邦礦山、冶金、原材料和環境技術協會（GDMB）的化學委員會貴金屬工作小組，和聯邦材料研究與檢驗局（BAM）共同決定，為電子垃圾分析制定合格的參比物質。其專業認證通過比對實驗進行，對元素銀、鈹、銅、金、鎳、鈀、鉑和銦進行了測定，可是在銦的測定上卻遇到很大的困難，所得結果為88.2ppm±23.5ppm，單值波動范圍為52~131ppm。對于如此巨大的分散度結果，作為認證的參考物質是不可接受的。Horiba Jobin Yvon公司利用其具有高分辨率的ICP光譜儀對這一問題進行了研究探討。
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圖2. 銦在158.577 nm 發射波長的譜圖。
ICP-OES方法開發
由于不同的物料來源可能使樣品物質包含了眾多伴隨元素，同時還可能通過黃鐵礦的石化作用將大量的鐵引入樣品中，因此在用ICP-OES 進行分析時，根據光譜儀的分辨率情況可能會出現一系列的干擾。要對具有如此復雜基體的樣品進行方法開發，意味著會產生高昂的成本，銦的發射波長都需通過對所有伴隨元素波長的攝譜情況加以檢驗，需要耗費很長時間才能找到相應的解決方案，大多數情況下還需要運用不同的濃度來進行測量。現在，采用了Horiba Jobin Yvon公司高分辨率的ICP光譜儀進行分析，測量過程快速、安全，方法包括兩個步驟：半定量分析和借助剪輯與控制軟件進行發射譜線的選擇。
半定量分析
為了選擇合適的發射波長，首先要了解樣品元素的組成，在此基礎上還需對電子垃圾樣品進行半定量分析，這里采用了簡單的樣品制備方法。
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圖3. 銦的451.131 nm 發射波長的譜圖（經變焦）。
1g樣品于坩鍋中用10g過氧化鈉熔融，熔體用稀硝酸溶解，轉入到100ml容量瓶中定容。對溶液進行半定量分析，總共可測定58種元素的組成和含量。通過伴隨元素及其濃度這兩方面的信息，便為應用智能軟件選擇適當的發射波長提供了依據。例如為銦元素選擇適當的發射波長，需要考慮27種元素，而其他元素因濃度不夠無需關注。
發射波長的選擇
Horiba Jobin Yvon公司在3年前便開發了一種波長數據庫，其中包含了56000條發射譜線，值得注意的是，這一波長數據庫首次完全建立在電感耦合等離子激發光源上，并被用于分析具有不同元素濃度的純元素。實驗是在120~800nm范圍內攝取全部發射光譜，通過所得發射光譜的疊加可獲得有關單個發射波長的信息，除了譜線位置，還可測得它們的檢測限、分離度（半峰寬）以及飽和極限。這56000條發射波長所獲得的數據，被加工成兩種不同的軟件套餐，用以承擔ICP-OES 光譜儀不同檢測限和分辨能力的計算。剪輯軟件用于譜線強度譜圖的收集，專為具有光電倍增管檢測器的高分辨率ICP-光譜儀而開發。控制軟件是為具有電荷耦合器件（CCD）檢測器的ICP-光譜儀專門增補的，是提高可靠性的多線程分析選擇工具。
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通過輸入待測元素及每一元素預期的最高和最低濃度，就能在數據庫所含信息中尋找合適的發射波長。由于高濃度元素始終會干擾另一些低濃度元素的測定，通過剪輯軟件，根據分析任務的設置，并對銦的全部發射波長考察了潛在干擾后，最后僅剩下兩個發射波長：158.577nm和451.131nm，該程序可于任何時刻查明所有元素的全部發射波長，這也是為什么有些發射波長未被考慮和加以刪除的原因所在。表1匯集了元素銦最常用的發射波長及其干擾。若451nm發射波長實際位于氬發射線側翼而使其靈敏度明顯降低，該發射波長就應棄之不用，同時為了用標準加入法繪制工作曲線，需要將分析溶液分成若干等份，通過加入分析溶質的溶液而使待測分析溶質進一步被稀釋。事實上這種稀釋作用使得定量工作難度加大，因此放棄了對451nm發射波長的應用。圖2和圖3顯示了銦在158nm和451nm發射波長的譜圖（實際的消解溶液）。
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分析與結果
實際采用158nm發射波長的分析通過兩種途徑進行：應用儀器軟件中所設置的標準加入法和應用與基體相適應的標準直接校正法。與基體相適應的標準系由佛爾茲海姆的普通金銀精煉廠提供。分析工作ICP-光譜儀 Ultima 2（標準加入法和直接校正法）采用 Activa M （直接校正法) 來進行。實驗得到的中值數為91.7 ppm ±2.53 ppm，由比對實驗反饋的第一批樣品求值結果的當前中值數為93 ppm ±6.4 ppm。表2列出的是Horiba Jobin Yvon 公司測得的銦的全部數據。
結語
對于ICP-OES 而言，要想獲得正確和精密的分析結果，選擇沒有干擾的發射波長是基本前提。通過選擇沒有干擾的發射波長，無需修正模型，從而可以更好地利用分析時間。誠然，選擇一種沒有干擾的發射波長并非易事，而通過巧妙地應用Horiba Jobin Yvon 公司所建立的半定量分析方法和智能化軟件，就能夠大大簡化對適當發射波長的選擇，并于最短時間內得到可靠的結果。
電子垃圾樣品物料的制備
為了制備合格的參考物料，將50kg電子垃圾進行切絲，與50kg黃鐵礦共熔（“石化”），將由此得到的物料進一步破碎并研磨成為0.2 mm 的顆粒。
