《稀土矿石化学分析方法 第 2 部分：铝、铁、钙、镁、钾、钠、钛、锰、磷及 15 个稀土元素含量测定 混合酸分 解―电感耦合等离子体原子发射光谱法（报 批稿） 编制说明》

第一章任务来源和编制过程

第一节任务来源

本标准源于地质调查工作项目：地质调查标准制修订与升级推广项目（所属

计划项目：国土资源开发与保护基础地质支撑计划；项目编号：12120115054901；

工作起止年限：2015—2016年；项目负责人：王亚平）的一个工作内容（工作

内容负责人：许俊玉），总体目标为：铝土矿、典型轻稀土等17种标准物质和铌

钽铍稀土等8项标准方法研制。承担单位：国家地质实验测试中心。

该标准在2019年就列入标准制修订计划，文件号：自然资办发【2019】49

号；文件名称：《国土资源部办公厅关于印发2019年国土资源行业标准制修订计

划的通知》；标准计划号201913032。

第二节编制过程

1.预研阶段

本项目标准方法研究是在地调工作项目《现代光质谱技术在钨铁铜等重要矿

种成矿及伴生元素同时分析中的研究与应用示范》的研究任务基础上于2015年

1月开始启动，根据任务书的要求，查询了铌钽矿石检测相关的标准和文献资料，

明确了本标准制定的主要问题、技术难点、技术路线和实验方案，组织内部专家

论证，指出在标准制定过程中应对标准中的检出限、测定限、分析步骤等内容进

一步细化，使其更具有可操作性。编制了项目工作内容设计书，设计书于2015年

6月通过了中国地质调查局组织有关专家的审查，根据专家审查意见完成了对设

计书的修改，同时向项目组织实施单位中国地质调查局发展研究中心提交了修改

后的工作内容设计书和设计修改说明。确定了标准的工作内容为五个新增标准方

法：

1、《铌矿石钽矿石化学分析方法第1部分：铌、钽、钨量测定封闭酸溶-

电感耦合等离子体原子发射光谱法》；

2、《铌矿石钽矿石化学分析方法第2部分：锂、铷、铍、镍、铜、锌、铌、

钽、钨、钇元素量的测定封闭酸溶-电感耦合等离子体质谱法》；

3、《稀土矿石化学分析方法第1部分：二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二

铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、二氧化钛、氧化锰、五氧化二磷、锶和

钡量的测定偏硼酸锂碱熔—电感耦合等离子体原子发射光谱法》；

4、《稀土矿石分析方法第2部分：铝、铁、钙、镁、钾、钠、钛、锰、磷

和稀土量测定混合酸分解―电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）》；

5、《稀土矿石化学分析方法第3部分：锂、铍、钪、锰等36个元素量的测

1/92

定混合酸分解―电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)》。

本标准方法是其中之一：稀土矿石化学分析方法第2部分：铝、铁、钙、

镁、钾、钠、钛、锰、磷和稀土量测定混合酸分解―电感耦合等离子体原子发

射光谱法。

2015年6-10月，项目组根据任务书的要求，结合设计审查会上专家提出的

意见和建议及标准制定的要求，在查询、调研国内外有关铌钽矿石检测的标准、

文献以及技术资料的基础上，确定了实验方案，并在本实验室内部进行了等离子

体光谱、质谱上机过程中的相关参数实验，包括元素谱线、测量范围、背景扣除

及选用的标准溶液等，编写了本标准的征求意见稿初稿及编制说明。

根据工作安排，2016年3月进行方法协作实验样品的选择制备工作，以及

均匀性检验工作。

2016年6月选择地质行业10家有相关测试经验的实验室，发放铌钽矿石试

验样品，进行方法精密度协作试验。

2.起草阶段

2017年5月至7月对10家实验室提交的实验数据进行统计分析，确定分析

方法重复性限与再现性限，于2017年8月完成了标准方法文本和标准编制说明

征求意见稿。

3.征求意见阶段

2018年5月至6月对《稀土矿石分析方法第2部分：铝、铁、钙、镁、钾、

钠、钛、锰、磷和稀土量测定混合酸分解―电感耦合等离子体原子发射光谱法》

广泛征求意见。

2018年7月～2019年9月，根据专家的意见，对征求意见稿进行了修改完

善。

2019年10月9日，组织专家在北京铁道大厦召开现场技术研讨会，对这5

个行业标准方法的征求意见稿进行技术研讨。

2019年10月至2022年8月，对照收集的各条意见建议，对标准征求意见

稿及编制说明进行修改完善，形成了标准送审稿及相关送审材料，提交至全国自

然资源标准化技术委员会勘查技术与实验测试分技术委员会，准备审查。

4.审查阶段

2022年8月25-26日，全国自然资源与国土空间规划标准化技术委员会勘查

技术与实验测试分技术委员会组织实验测试技术专家组在北京召开标准审查会，

对本标准送审稿进行审查。与会专家一致同意修改完善后，作为行业标准上报。

根据专家的意见，起草组对相关内容进一步验证，对文本进行了修改。2022

年9月完成归口技术委员会的全体委员投票，修改形成报批稿。

5．报批阶段

2022年9月，完成标准报批。

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第三节主要编制人员

主要编制人员情况，见表1。

表1主要编制人员情况

序专业工

姓名学历专业职称对制定标准的具体贡献

号作年限

开展方法试验、组织方法精密

环境矿物

1朱云博士副研究员10度协作试验与数据统计分析，

学

标准文本及编制说明编写。

参与方法试验和方法验证，标

2张欣硕士地球化学工程师11准文本及编制说明编写以及修

改。

参与方法试验，组织方法精密

3孙红宾本科分析化学工程师17

度协作试验与数据统计分析。

组织方法精密度协作试验与数

4王蕾本科分析化学高工20据统计分析，标准文本及编制

说明编写以及修改。

参与方法试验和方法验证工

正高级工

5马生凤硕士分析化学16作，标准文本及编制说明编写

程师

以及修改。

6郭琳本科分析化学高工21参与方法试验以及数据统计

教授级项目负责人，制定项目设计书，

7许俊玉本科分析化学33

高工指导方法实验。

指导方法试验，织精密度协作

教授级

8温宏利本科分析化学40试验，标准文本及编制说明编

高工

写。

指导标准文本及组织协作实验

9安子怡硕士分析化学副研究员11

工作

指导标准文本及组织协作实验

10屈文俊博士分析化学研究员32

工作

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第四节参加方法精密度协作试验的单位

参加方法精密度协作试验的有12家单位（见表2），代表着地质行业的实验

室的平均测试水平：

表2方法精密度协作试验实验室

代码单位名称

1山东省地质科学研究院

2湖南省地质测试研究院

3国家地质实验测试中心

4河北省地矿中心实验室

5沈阳地调中心

6成都地调中心

7安徽省地质实验研究所

8黑龙江省地质矿产测试应用研究所

9中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所

10南京地调中心

11西安地调中心

12浙江省地质矿产研究所

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第二章标准编制原则和确定标准主要内容的依据

第一节标准编制的主要原则

编制原则是根据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》，GB/T20001.4-2015《标准编写规则第4部分：试验方法标准》，

GB/T6379.2-2004/ISO5725-2:1994《测量方法与结果的准确度（正确度与精

密度）第二部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法》编制。

第二节编制目的

地质矿产实验测试标准化工作是一项重要的基础性技术工作，也是地质调查

工作质量和水平的重要保证和集中体现。我国开展地质矿产实验测试标准工作已

有30年的历史，已初步形成了以国家和行业实验测试方法标准为主体，地质矿

产实验测试质量管理标准、国家一级和二级地质标准物质相配套的地质矿产实验

测试标准体系。但随着分析技术的快速发展和地质研究工作的新需求，已有的地

质矿产实验测试标准体系不能满足技术进步和国家地质工作发展的需要，存在标

标准方法滞后、整体配套性差、系列化程度差等问题。

稀土资源全球集中度高，中国产量、储量全球第一。稀土在电池、武器、风

力涡轮机、电动汽车等产品中发挥着重要的作用，各国政府均加强了对稀土资

源开发的管控。我国的稀土资本与开发利用技术已成为影响稀土国际市场的重要

力量。目前在已颁布的稀土矿石标准分析方法中，只有测定稀土各元素的量和主

量元素，并且主量元素的测定采用化学分析方法，其分析方法的缺点是：分析流

程长，步骤复杂、速度慢、测定元素单一、劳动强度大。

采用ICP-AES分析技术，结合新的样品分解方法建立的分析方法，其特点是：

测定元素多、分析速度快、干扰小，各元素的动态线性范围宽，能够测定不同品

位的稀土矿石样品的主次元素，分析方法简单，易于掌握和推广。ICP-AES现已

在各个行业的检测实验室，各个地区的科研院所、工厂矿山等大量装备使用，是

主、次、痕量元素分析中被广泛使用的分析手段，也是地质行业主要分析手段之

一；但我国目前尚缺少混合酸溶ICP－AES分析相关稀土矿石的标准方法，因此

研究建立了本稀土矿石标准分析方法。

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本标准方法描述了混合酸分解稀土矿石样品，24个元素的电感耦合等离子

体原子发射光谱测定方法，适用于稀土矿石中铝、铁、钙、镁、钾、钠、钛、锰、

磷及15种稀土元素含量的测定。

第三节确定标准主要内容依据

本标准的主要实验参数是通过相关的条件试验来确定的。

本标准的主要技术指标包括方法检出限、测定范围（方法定量限～方法测定

上限）、精密度、正确度等。

2.2.1由于稀土矿石样品基体的复杂性，采用11个全流程试剂空白中加入

部分相应的主要基体，按照方法中规定的仪器条件，将仪器调整到最佳状态，连

续测定值的3倍标准偏差所相当的分析物浓度为检出限，连续测定值的10倍标

准偏差所相当的分析物浓度为定量限。

2.2.2根据最高含量稀土矿石样品的溶液浓度和仪器的测定能力，确定了

本方法的测定上限，通过线性回归方程一次拟合度检验，本方法线性范围的评价

参数为曲线的相关系数γ≥0.9995。本方法的稀释倍数为250～1000。

2.2.3精密度和正确度是通过按照GB/T6379.1—2004《测量方法与结果

的准确度（正确度与精密度）第1部分：总则与定义》的要求，邀请了13个实

验室参加方法准确度协作试验，将5个精密度协作试验样品发放到13家实验室，

要求对所接受的精密度试验样品所测试的元素提供4个独立分析数据，然后根据

GB/T6379.2—2004《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》来对数据统计计算，计算出各元

素重复性标准差Sr和重复性限r、再现性标准差SR和再现性限R、以及它们和

含量水平m之间的函数关系式（现在发回实验数据不全，不能进行相关数据处

理）。

第三章标准方法主要条件实验研究

第一节样品分解方法的研究

本分析方法是借鉴盐酸+硝酸+氢氟酸和高氯酸（或硫酸）分解化探样品的方

法，经过实验对分析方法进行了改进，使之适用稀土矿石样品的分解工作。

6/92

3.1.1硫酸加入对稀土矿石样品分解的影响

分别使用盐酸+硝酸+氢氟酸和高氯酸分解两组稀土矿石物质GBW07160、

GBW07161、GBW07187和GBW07188，一组加入（1+1）硫酸1mL，而另一组未加进

行对比实验，考察酸溶中硫酸对稀土矿石分解的影响。

实验数据（ICP-MS测定）见表3。数据表明：加入硫酸的稀土元素的测定结

果高，并与标准物质推荐值吻合，而有些未加入硫酸的稀土元素测定结果明显偏

低，因此样品分解时需要加入一定量的硫酸。

表3加入硫酸和不加硫酸对比数据表

GBW07160检测结果µg/g

检测编号加硫酸未加硫酸推荐值s

La92.26893.88.5

Ce25.818.328.34.1

Pr37.228.537

N/p>

Sm12610112917

Eu1.130.971.60.3

Gd251209234

Tb50.743.349.15.1

Dy32628231444

Ho72.563.465.55.4

Er21719119226

Tm29.52727.73.1

Yb19918119326

Lu28.325.826.72.6

GBW07161检测结果µg/g

检测编号加硫酸未加硫酸推荐值s

La235021602362145

Ce1851691878

Pr47845744625

Nd16461590159586

Sm28427328526

Eu63.4961.464.83.6

Gd23122122626

Tb34.132.934.62.2

7/92

GBW07161检测结果µg/g

检测编号加硫酸未加硫酸推荐值s

D/p>

Ho37.936.335.74

Er107103969

Tm13.813.213.21.1

Yb93.289.387.811

Lu12.912.311.90.9

GBW07187检测结果µg/g

检测编号加硫酸未加硫酸推荐值s

La20541939213285

C/p>

Pr51450154633

Nd19601897206086

Sm56255356952

Eu6.936.678.30

Gd78676879017

Tb1621571629

Dy992962104687

Ho213206201

Er59357259517

Tm74.371.372.67.3

Yb45344145026

Lu59.357.856.74.4

GBW07188检测结果µg/g

检测编号加硫酸未加硫酸推荐值s

La190016702000170

Ce42437643033

Pr73568773033

Nd32653059340090

Sm16261530170090

Eu17.516.2181.5

Gd22132103220090

8/92

GBW07188检测结果µg/g

检测编号加硫酸未加硫酸推荐值s

Tb47945947034

Dy280426003200270

Ho586572560

Er16951661170090

Tm24524327090

Yb174817191800180

Lu22922626018

注：斜体为推荐值

3.1.2高氯酸加入对稀土矿石样品分解的影响

分别使用盐酸+硝酸+氢氟酸和硫酸分解两组稀土矿石物质GBW07160、

GBW07161、GBW07187和GBW07188，一组加入高氯酸1mL，而另一组未加进行对

比实验，考察酸溶中高氯酸对稀土矿石分解的影响。

实验数据（ICP-MS测定）见表4。数据表明：加不加高氯酸对稀土矿石的测

定结果明显的影响，测定结果均与标准物质的推荐值吻合的很好；但在样品含有

机质比较多时，未加高氯酸制备的样品溶液中会含有比较多的碳，所以本方法确

定采用盐酸+硝酸+氢氟酸+高氯酸和硫酸分解稀土矿石样品。

表4加入高氯酸和不加高氯酸对比数据表

GBW07160检测结果µg/g

检测元素加高氯酸未加高氯酸推荐值s

Y256625492386205

La153104949

Ce30.331.528.34.1

Pr44.037.137.2

Nd21918018917

Sm12812712917

Eu1.81.41.550.26

Gd254250234

Tb52.853.649.15.1

Dy37837931444

Ho71.171.565.55.4

Er21921919226

Tm30.931.127.73.0

Yb19419819326

9/92

GBW07160检测结果µg/g

检测元素加高氯酸未加高氯酸推荐值s

Lu28.828.226.72.6

GBW07161检测结果µg/g

检测元素加高氯酸未加高氯酸推荐值s

Sc8.798.757.70.6

Y978104197647

La235321992361145

Ce1871751878

Pr48644745025

Nd16521558159586

Sm31929328426

Eu68.765.164.83.6

Gd28427122626

Tb39.738.634.62.2

Dy19818618317

Ho37.436.035.74.0

Er11510996.28.7

Tm14.413.813.21.1

Yb91.889.187.810.5

Lu14.013.812.00.9

GBW07187检测结果µg/g

检测元素加高氯酸未加高氯酸推荐值s

Y654467296300310

La21592211213090

Ce16616617016

Pr49550055040.0

Nd18661861206086

Sm59559757050

Eu7.547.538.00.6

Gd90892279020

Tb178178160.09.0

Dy10521055105090

Ho215215200/

10/92

GBW07187检测结果µg/g

检测元素加高氯酸未加高氯酸推荐值s

Er58159259017

Tm75.870.572.07.2

Yb47447145026

Lu62.362.357.04.4

GBW07188检测结果µg/g

检测元素加高氯酸未加高氯酸推荐值s

Y172101737017000790

La195919212000170

Ce41439643033

Pr74273073033

Nd32733218340090

Sm17901746170090

Eu19.419.018.01.5

Gd22112234220090

Tb50951347034

Dy330032723200270

Ho647629560/

Er17461772170090

Tm2892852709

Yb178317931800180

Lu30029526018

3.1.3硫酸加入量

采用标准物质GBW07159为实验样品，在样品分解时分别加入（1+1）硫酸

1.00mL、0.75mL、0.50mL、0.25mL，进行对比实验，实验数据（ICP-AES测定）

见表5。数据表明：当硫酸加入量为0.25mL时，Al、Fe、Ca、Mg、Mn的结果明

显偏低，而当硫酸加入量大于0.5mL以上时，结果基本一致。

表5硫酸加入量对比数据表单位：µg/g

硫酸加入量（mL）AlFeCaMgKNaTiMn

0.2553940627077.3372445801346115103

0.5079310816689.7472419601265105130

0.7578370803990.2453415001232103129

1.0077330800090.4453411701242104127

推荐值778008040186464413001170132132

11/92

硫酸加入量（mL）AlFeCaMgKNaTiMn

s3203506010001041277

3.1.4盐酸提取实验

用标准物质GBW07160、GBW07161、GBW07187和GBW07188为实验样品，在样

品分解过程中，分别采用浓盐酸和（1+1）盐酸进行复溶对比实验，实验数据

（ICP-MS测定）见表6，浓盐酸复溶结果明显偏低，而（1+1）盐酸复溶结果基

本与标准物质推荐值吻合。

表6浓盐酸和（1+1）盐酸提取实验数据对比表

GBW07160检测结果µg/g

检测原始浓盐酸（1+1）盐酸推荐值s

Y117523502386205

La36.692.293.88.5

Ce12.425.828.34.1

Pr17.137.237

Nd94.318918917

Sm6812612917

Eu0.681.131.60.3

Gd141251234

Tb3050.749.15.1

Dy21032631444

Ho45.472.565.55.4

E/p>

Tm19.729.527.73.1

Yb12619919326

Lu18.928.326.72.6

GBW07161检测结果µg/g

检测原始浓盐酸（1+1）盐酸推荐值s

Y56692497647

La89823502362145

Ce1061851878

Pr26247844625

Nd9761646159586

S/p>

Eu45.663.564.83.6

Gd16423122626

Tb24.134.134.62.2

D/p>

Ho29.337.935.74

Er83.9107969

12/92

GBW07161检测结果µg/g

检测原始浓盐酸（1+1）盐酸推荐值s

Tm11.513.813.21.1

Yb7593.287.811

Lu1112.911.90.9

GBW07187检测结果µg/g

检测原始浓盐酸（1+1）盐酸推荐值s

Y417163226300315

La8952054213285

Ce11117243133

Pr28951473733

Nd13011960206086

Sm40256256952

Eu5.396.938.30.9

Gd61778679017

Tb1231621629

Dy829992104687

Ho173213201

Er49459359517

Tm63.474.372.67.3

Yb36745345026

Lu50.559.356.74.4

GBW07188检测结果µg/g

检测原始浓盐酸（1+1）盐酸推荐值s

Y103501702317500790

La79819002000170

Ce25542443033

Pr32773573033

Nd20723265340090

Sm1