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本文综述了国内外对磷矿和磷肥中微量元素和常量元素的测定方法,磷矿和磷肥中微量元素测定时基体干扰问题的处理,以及质量稀释法的研究进展。本文在此基础上研究了:1、以离子交换纤维为固相萃取剂分离富集待测元素后,用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定磷矿和磷肥中微量元素Bi、Cd、Cr、Cu、Fe和Pb。2、对本课题所涉及固相萃取体系的热力学和动力学机理进行了研究。3、用质量稀释法稀释磷矿和磷肥样品溶液后,用ICP-AES同时测定磷矿和磷肥中常量元素Ca和P的含量。1、研究表明,当待测液中P和Ca的质量浓度分别大于Cd和Pb的10倍时,使用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)直接测定Cd和Pb的结果其相对误差均大于5%,而磷矿及磷肥中P和Ca相对于Cd和Pb的含量远高于此倍数。在pH≈2并含有0.01g/mL抗坏血酸和0.20mol/LKI的试液中,强碱性阴离子交换纤维(SBAEF)能够定量萃取试液中的Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ),而Ca2+、PO43-和其他共存的阳离子不被萃取;被SBAEF萃取的Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ),能够通过0.070mol/L EDTA溶液定量洗脱后,用ICP-AES测定,消除了 P和Ca等共存组分对测定的干扰。方法中Cd和Pb的测定下限分别为1.0×10-2和3.3×10-2μg/g。将该方法应用于实际磷矿和磷肥样品中Cd和Pb的测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=5)不超过4.4%,回收率在95.0%～107%之间。本分离方法也适用于火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定磷矿和磷肥中Cd和Pb。2、研究表明,当Ca的共存质量浓度大于Bi、Cr、Cu和Fe的50倍,P的共存质量浓度大于Bi、Cr、Cu和Fe的1500倍,Fe的共存质量浓度大于Bi、Cr和Cu时,ICP-AES直接测定Bi、Cr、Cu和Fe的误差大于5%,而磷矿及磷肥中P和Ca相对于Bi、Cr、Cu、Fe以及Fe相对于Bi、Cr、Cu的含量远高于此倍数。本文用0.60g抗坏血酸先将样品溶液中的Fe3+还原为Fe2+,调节pH≈4,使Bi3+、Cr3+和Cu2+与0.01Omol/LEDTA形成不被强酸性阳离子纤维(SACEF)萃取的配阴离子BiY-、CrY-和CuY2-,而此时试液中的Ca2+、Mg2+和Fe2+不与EDTA络合,而被SACEF萃取;在萃取除去Ca2+、Mg2+和Fe2+的试液中,P对Bi、Cr和Cu的干扰可以通过往Bi、Cr和Cu的标准溶液中加入1.00×102μg/mL的P进行补偿,从而实现ICP-AES准确测定Bi、Cr和Cu。对于Fe的测定,直接调节pH≈4后,使Fe3+与O.O1Omol/L EDTA形成FeY-后进行萃取分离,并加入1.00×102μg/mL的P进行补偿,实现ICP-AES准确测定Fe。将该方法应用于实际磷矿和磷肥样品中Bi、Cr、Cu和Fe的测定,结果相对标准偏差(RSD,n=5)不超过3.4%,回收率在96.2%～107%之间。3、研究表明,用ICP-AES直接测定按照国家标准方法溶解磷矿和磷肥后的样品溶液时,Ca和P浓度高于ICP-AES测量线性范围,而将溶液中Ca和P的浓度稀释至1.00～10.0μg/mL后,Ca和P的浓度落在仪器测量线性范围内,且直接测定溶液中Ca和P的误差小于5%。本文选择Ca 315.887nm和P 214.914nm作为分析谱线,用质量稀释法将样品溶液中Ca和P浓度稀释至1.00～10.0μg/mL后,用ICP-AES同时测定Ca和P。将该方法应用于实际磷矿和磷肥样品中Ca和P的测定,结果相对标准偏差(RSD,n=5)不超过1.8%,回收率在98.6%～108%之间。将本文质量稀释法测定结果、体积稀释法测定结果和国家标准方法测定结果进行比较,结果表明,本文方法所测结果与国家标准方法所测结果更为接近,相对误差不超过2.5%。4、本文对本课题所涉及固相萃取体系(SACEF萃取Ca2+和Mg2+,SBAEF萃取CdI42-和PPbI42-)的热力学和动力学机理进行了研究。研究表明,SACEF萃取Ca2+和Mg2+的过程均能较好的符合Freundlich和Langmuir方程,其中Freundlich方程经验常数n分别为1.87和4.46,表明萃取过程较容易进行;热力学常数AH>0,AS>0,AG<0,表示萃取为吸热过程,提高温度有利于萃取进行,萃取过程熵增大且自发进行;动力学研究表明,萃取符合Mckay准二级动力学过程,且主要控速步骤为化学反应。SBAEF萃取CdI42-和PbI42-的过程也均能较好符合Freundlich和Langmuir方程,其中其中Freundlich方程经验常数n为3.08和3.09,表明萃取过程较容易进行;热力学常数△H>0,△S>0,△G<0,表示萃取为吸热过程,提高温度有利于萃取进行,萃取过程熵增大且自发进行;动力学研究表明,萃取也符合Mckay准二级动力学过程,但主要控速步骤为纤维内扩散。