CN111208077A - 一种在线测试样品中二价铁以及全铁含量的设备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种一种在线测试样品中二价铁以及全铁含量的设备和使用方法，所述所述设备包括以下组件:设置有消解电热板的消解罐，蠕动泵，自动进样器，流动注射分析仪；所述消解罐和史莱克真空线相连，用于通入惰性气体；所述自动进样器通过蠕动泵将样品进样于流动注射分析仪，所述流动注射分析仪集成有光度分析仪，并且具有和还原剂/高纯水，缓冲溶液，显色剂，废液相连的管道。所述方法包括以下步骤：在惰性气体保护下在消解设备中进行样品的消解和定容，然后在流动注射分析仪中和显色剂混合后，通过流动注射分析仪中集成的光度仪器检测，测试样品溶液中的二价铁和全铁。大大缩短了分析测试时间，节省人工，并且提高了检测的精度和准确性。

Description

一种在线测试样品中二价铁以及全铁含量的设备和使用方法
技术领域
本发明属于地球化学领域，具体涉及一种流动注射精确分析岩石样品中的二价铁和全铁的方法。
背景技术
测定岩石矿物中的铁的不同价态在地质学上有重要意义。岩石矿物中的铁元素的价态组合及其氧化态还原态比值具有重要指示意义，可以用于计算氧逸度，氧逸度控制着地幔矿物中的矿物组合，与成矿作用及规模密切相关；还可以对古气候变化进行示踪，反映地质作用的环境条件，古环境演化等。总之，铁的不同形态组分的含量在地学研究中的一个重要参数，对不同价态的铁元素进行精确定量在地质学上具有重要意义。
对于地质样品中的不同价态的铁进行分析，主要有三类方法：第一类是，滴定分析，主要用于分析氧化亚铁，包括直接滴定分析(Wilson,1960；Xue et al.,2017)和间接滴定分析(Cooke,1867)。滴定分析是仲裁分析，非常重要，但是滴定分析需要的样品量大(100～200mg)，分析灵敏度差(检测限＞0.5％)，因此对于微量样品，或者样品中含氧化亚铁量非常低的样品不能进行分析。另外，如果地质样品中存在还原性物质，如硫、有机碳，这些还原性物质容易与滴定用的高锰酸钾或者重铬酸钾反应，造成分析结果偏高；第二类是X射线仪器分析方法，如采用XRF(Finkelshtein and Chubarov,2010)，EPMA(电子探针——Electron Probe Micro-analyzer)(Li et al.,2019)，XANES(X射线吸收近边结构)(Dyaret al.,2002)和穆斯堡尔谱(Jayasuriya et al.,2004)等。目前使用X射线光谱类仪器分析困难重重，主要有以下难点：严重依赖标样，标样值使用湿法分析得到的；谱峰重叠难以识别；受矿物效应的影响严重；分析精度和灵敏度远远落后于传统湿法分析；第三类是分光光度分析，分光光度法相比于滴定分析，灵敏度高，可以显著的降低样品用量，也可用于低含量样品的分析。特别是，分光光度法可以消除滴定法中涉及到的还原性物质的影响。另外，分光光度法所用的仪器设备较为简单，准确度好，灵敏度高，被广大地球化学实验室所采用。目前，国际上对地质样品主要采用传统的间歇操作模式(批式分析)，如采用Husler菲洛嗪为显色剂(Husler et al.,2011)，Tarafder和Thakur采用邻二氮菲为显色剂(Tarafder and Thakur,2013)。传统的间歇操作如说明书附图2所示，需要多次定容，转移等多个操作步。主要手动为主，至今仍被广泛应用。手工分析的缺点是劳动强度高，需要大量的清洗工作，比如清洗大量的容量瓶和移液管。另外，手续繁杂、速度慢，分析结果的准确度，精密度与分析人员的技术水平和熟练程度有关。20世纪60年代，skeggs创始的间隔式连续流动分析(Skeggs,1957)，突破了延续了200年的分析化学传统的以玻璃器皿和量具为主要工具的操作模式，把分析化学转移到有液体连续流动的管道中。它的基本方法是把各种化学分析所要用的试剂和试样按一定的顺序和比例用管道和泵输送到一定的反应区域，进行混合，完成化学反应，最后经检测器检测并由记录仪显示分析结果，实现了管道化的自动连续分析。1975年，针对这一点，
Figure BDA0002386237050000021
J.Hansen,E.H提出了流动注射分析(Flowinjection analysis，FIA)的概念(
Figure BDA0002386237050000022
and Hansen,1975)。把试样溶液直接以“试样塞”的形式注入到管道的试剂载流中，不需反应进行完全，就可以进行检测。摆脱了传统的必须在稳态条件下操作的观念，提出化学分析可在非平衡的动态条件下进行，实现了化学分析的自动化。采用流动注射分析技术分析铁的不同价态，已经发表了很多文献，但是前人的研究对象都是水样品。水样品本身是液体，可以不做前处理，或者做微小的前处理就可以直接进样(Mulaudzi et al.,2002；Paluch et al.,2017；Pragourpun et al.,2015)。而对于地球化学中经常面对的岩石，矿石等固体样品，需要将样品消解成液体状态，大大提高了自动分析的难度。
参考文献：
文献1：Wilson,A.D.(1960)
The micro-determination of ferrous iron in silicate minerals by avolumetric and a colorimetric method.Analyst,85,823-827.
文献2：Xue,D.,Wang,H.,Liu,Y.,Xie,L.,Shen,P.(2017)
An Improved Procedure for the Determination of Ferrous Iron MassFraction in Silicate Rocks Using a Schlenk Line-Based Digestion Apparatus toExclude Oxygen.Geostandards and Geoanalytical Research,41,411-425.
文献3：Cooke,J.P.(1867)
A method of determining the amount of protoxide of iron in silicatesnot soluble in the ordinary mineral acids.Amer.J.Sci.,44,347–350.
文献4：Finkelshtein,A.L.,Chubarov,V.M.(2010)
X-ray fluorescence determination ofthe FeO/Fe2O3tot ratio in igneousrocks.X-Ray Spectrometry,39,17-21.
文献5：Li,X.et al.(2019)
Electron probe microanalysis ofFe2+/ΣFe ratios in calcic and sodic-calcic amphibole and biotite using the flankmethod.Chemical Geology,509,152-162.
文献6：Dyar,M.D.,Lowe,E.W.,Guidotti,C.V.,Delaney,J.S.(2002)
Fe3+and Fe2+partitioning among silicates in metapelites:A synchrotronmicro-XANES study.American Mineralogist,87,514-522.
文献7：Jayasuriya,K.D.,O’Neill,H.S.C.,Berry,A.J.,Campbell,S.J.(2004)
A M.ssbauer study of the oxidation state of Fe in silicatemelts.American Mineralogist,89,1597-1609.
文献8：Skeggs,L.T.,Jr.(1957)
An Automatic Method for Colorimetric Analysis.American Journal ofClinical Pathology,28,311-322.
9
Figure BDA0002386237050000031
J.,Hansen,E.H.(1975)
Flow injection analyses:Part I.A new concept offast continuous flowanalysis.Analytica Chimica Acta,78,145-157.
文献10：MulaudFi,L.V.,van Staden,J.F.,Stefan,R.I.(2002)
On-line determination of iron(II)and iron(III)using aspectrophotometric sequential injection system.Analytica ChimicaActa,467,35-49.
文献11：Paluch,J.et al.(2017)
Novel approach to two-component speciationanalysis.Spectrophotometric flow-based determinations ofFe(II)/Fe(III)and Cr(III)/Cr(VI).Talanta,171,275-282.
文献12：Pragourpun,K.,Sakee,U.,FernandeF,C.,Kruanetr,S.(2015)
Deferiprone,a non-toxic reagent for determination of iron in samplesvia sequential injection analysis.Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc,142,110-117.
综上所述，迫切需要研发一种快捷的分析方法，可以实现在线消解地质样品，自动化或半自动化地完成整个分析流程，同时检测快速，灵敏，准确。
发明内容
为解决测试地质样品中二价铁含量目前的检测方法繁复，检测周期长，在测试过程中容易氧化的缺点导致准确度不能满足要求的缺陷。本发明设计了在线测试样品二价铁含量的方法，采用流动注射分析仪，和各装置设备连接，消除了间歇操作过程中间的等待环节，减少样品溶液中二价铁被氧化的风险，同时减少了劳动强度，人为误差，提高了分析的精密度。而且采用了一种新型的显色剂，提高了检测的灵敏度，更好的实现了地质样品中二价铁和全铁的高灵敏度检测分析。
本发明的第一个目的是提供一种在线测试样品中二价铁以及全铁含量的设备，所述设备包括以下组件:设置有消解电热板的消解罐，蠕动泵，自动进样器，流动注射分析仪；
所述消解罐和史莱克真空线相连，用于通入惰性气体；所述自动进样器通过蠕动泵将样品进样于流动注射分析仪，所述流动注射分析仪集成有分光光度分析仪，并且具有和还原剂/高纯水，缓冲溶液，显色剂，废液相连的管道。
优选地，流动注射分析仪分别连接有以下管道：样品溶液进入管道，样品溶液废液管道，还原剂/水管道，惰性气体管道，混合后的样品溶液管道，缓冲溶液管道，显色剂管道，废液管道，以及惰性气体经过三通分配去向用于预混合线圈的管道。
进一步地，所述消解设备包括消解罐和消解电热板，分别如图3和图4所示。消解罐上有一气体接口，可以接入史莱克真空线，用于通入惰性气体保护；消解罐上还有一进料口，用于加入消解样品用硫酸，氢氟酸，硼酸等。所述消解电热板具有多个消解位置，比如1-10个消解位置，优选为1-4个消解位置，可以同时对多个样品进行消解。
本发明的第二个目的是提供一种在线测试样品中二价铁以及全铁含量的方法，包括以下步骤：
在惰性气体保护下在消解设备中进行样品的消解和定容，然后在流动注射分析仪中和显色剂混合后，通过流动注射分析仪中集成的光度仪器检测，测试样品溶液中的二价铁和全铁。
所述的惰性气体没有特别的限定，可以是氮气，氩气，氦气中的至少一种，优选为氩气。
所述消解是准确称量地质样品于消解罐中，消解罐通气孔连接到史莱克真空线，先抽真空，再通入惰性气体，重复进行抽真空和通惰性气体的操作2-5次，优选为3-4次，以充分排除体系中的氧气。之后在进料口加入浓硫酸和氢氟酸，在电热板加热5-10min，完成消解。
消解完成后，进行定容。所述定容是在消解完成后，在消解罐中加入饱和硼酸，最后通过高蠕动泵加入高纯水进行定容。
定容后，样品溶液直接放置到自动进样器下，进入流动注射分析仪。样品溶液与水/还原剂混合，具体是当测量二价铁[Fe(II)]时，选择水；当测量全铁[Fe(T)]时，选择还原剂，本发明还原剂选择质量浓度5-10％的羟胺盐酸盐，之后缓冲溶液和显色剂吸到连续流动注射分析仪中，并在固定盘管中充分混合，然后在微流通池中进行测量。显色剂只和二价铁发生作用，[Fe(II)]和[Fe(T)]的测试结果均从相同的样品溶液中获得。先进行[Fe(II)]的测试，在显色剂的最大吸光度的特征峰波长下测量复合物的吸光度，再根据二价铁标准曲线确定样品溶液中二价铁的浓度。测试结束后，样品溶液自动排除。测全铁时，需重新进样，并且将测试二价铁[Fe(II)]时注入的水替换为还原剂，将样品溶液在还原剂作用下将溶液中的[Fe(III)]还原为[Fe(II)]，之后再进行测试，得到全铁[Fe(T)]的数据。进而计算地质样品中二价铁和全铁的质量含量。
优选地，当测试多个样品时，先测试全部样品中二价铁含量，之后再测试还原后的全铁含量。这样在进行批量处理较多样品时，可以提高准确度。因为对于全铁的分析，样品中所有的不同价态的铁都要还原为二价，不怕被二价铁被氧化。
作为本发明的的一个具体实施方式，流动注射分析仪上具有10条管道，分别是1，样品溶液进样管道；2，样品溶液废液管道；3，还原剂/水管道；4，氩气管道；5，氩气进过三通后分配去向线圈A；6，氩气进三通后分配去向线圈D；7，还原混合后/混合后的样品溶液；8，缓冲溶液管道；9，显色剂管道；10，混合液废液管道。可以参见图5，为本发明流动注射分析仪的一种示意性的管路布置图。
样品溶液通过第一管道，进入流动注射分析仪，还原剂/水通过第三管道进入流动注射分析仪，惰性气体通过第四管道进入流动注射分析仪，经过一个三通分成两条气体管道，分别为第五管道，第六管道；第一管道，第三管道和第五管道汇合后进入第一线圈进行预混合，再由第一线圈进入热浴中，液体从热浴经过第二线圈进入第七管道，部分气泡和废液由第二管道排出仪器，第七管道中混合后的样品溶液与第六号管道中的惰性气体以及第八管道号管道中的缓冲溶液汇合后，进入第三线圈进行预混合，预混合后的液体再与第九号管道中的显色剂在第四线圈中充分混合，最后进入光度计检测器进行分析检测，检测后的废液由第十号管道排出仪器。
按照间歇操作的方式，整个分析周期较长，移液，定容，稀释，加入饱和硼酸，加入水/还原剂，容器的清洗，每一步骤都需要人工操作。如果采用本发明上述的具体实施方式的操作，大大节省了分析地质样品中二价铁以及全铁含量的测试周期。如果仅测试一个样品，测试周期大致是20分钟。但是，实际上，当完成第一个样品溶液的进样后，自动进样器的探针上升，并转换为冲洗状态。冲洗后，测量下一个样品。整个基于流动注射的系统开始以连续状态工作。此外，可以将四个样品同时溶解在定制的加热板上。取出分析样品后，已经准备好新样品，可以立即进行测量。因此，后续样品将共享初始消解时间和测量时间。测量的样本越多，每个样本花费的时间越少。根据我们的统计，连续运行4小时后可以分析40个样品。在我们的实验中，二价铁[Fe(II)]和全铁[Fe(T)]是独立确定的。由于[Fe(II)]易于氧化，因此首先测量了初始[Fe(II)]，在完成40个样品后，通过化学方法将样品中所有三价铁[Fe(III)]通过和还原剂作用全部转换为二价铁[Fe(II)]，然后进行[Fe(T)]的测量。该系统的通量为每小时10个样品(包括样品的消解)，即1小时可以完成10个样品的二价铁[Fe(II)]或全铁[Fe(T)]的测试。通常采用上午4小时分析40个[Fe(II)]，再4小时分析同一批次样品中的40个[Fe(T)]。这是以往的手动分析方法远远无法达到的。由于缩短了分析测试的时间，一方面节省了人工，而且减少了样品接触空气的机会，也使得检测精度和准确度明显提高。
本发明采用的显色剂选自邻二氮菲、菲洛嗪、2-喹啉-8-基-[1,10]菲咯啉。邻二氮菲、菲洛嗪是本领域常见的用于测试二价铁的显色剂。
发明人预料不到地发现，采用如下式(I)所示的2-喹啉-8-基-[1,10]菲咯啉(CAS号为845862-87-5)作为显色剂，在检测地质样品中，能够更为灵敏，准确地得到检测结果。
Figure BDA0002386237050000061
其可能的原因是该化合物摩尔吸光系数更高(参见图6)，而且在更为广范的pH范围内都能保持最大吸光度(参见图7)。进而同时提高了检测的灵敏度和准确度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明创造性的把史莱克线，样品消解设备与流动注射分析仪联用在一起，首次实现了岩石样品的在线消解和岩石样品中二价铁和全铁的连续分析，大大缩短了分析测试时间，节省人工，并且提高了检测的精度和准确性。
二、发明人还预料不到地发现，使用2-喹啉-8-基-[1,10]菲咯啉作为二价铁的显色剂，检测的灵敏度更强，而且与二价铁的作用的pH值条件非常宽，从pH值为3到pH值为10都可以获得最大吸光度，适应各类样品的分析，如水样品，强酸消解过的岩石样品。进而使得检测时的检测限和准确度都显著提高。
说明书附图说明
图1为现有技术检测地质样品中二价铁含量测试方法流程图。
图2为本发明检测地质样品中二价铁含量测试方法流程图。
图3为本发明消解罐的示意图。
图4为本发明消解电热板的示意图。
图5为本发明流动注射分析仪的管路局部图。
图6为三种显色剂在相同浓度下的UV-Vis谱图。
图7为2-喹啉-8-基-[1,10]菲咯啉作为显色剂吸光度和pH的关系图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，所用试剂均为本领域可商购的试剂。
本发明所用各类显色剂，醋酸钠，盐酸，硫酸，氢氟酸，氢氧化钠等化学试剂均购自国药集团有限公司。
底液的配置：将9mL浓硫酸(98％)，12mL氢氟酸(38％)和120mL饱和硼酸用高纯水稀释到3000mL聚四氟乙烯瓶中。在本发明实验中，由于分析对象是地址岩石样品，消解液具有很高的酸度。为了保证连续流动分析仪中的酸性介质和分析溶液的酸度在整个分析过程中保持一致，并防止由于酸度的变化导致分析基线产生波动，根据消解液加入的各种酸，配制底液，用于洗涤连续流动注射分析仪。
二价铁标准溶液配置：采用高纯硫酸亚铁铵试剂配置，硫酸亚铁铵购买制sigma公司。7.022g of(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O溶于高纯水，定容到1000mL容量瓶中。上述溶液用移液管移液5mL至50mL容量瓶中，采用底液稀释到50mL，配置工作储备液100.0μg mL-1。工作用二价铁标准溶液通过采用底液稀释工作储备液获得。
岩石标准物质(JB-1a，JG-1a，JR-2)来自于日本地质调查局。高精度蠕动泵采用保定兰格BT100-1F型号的高精度分配蠕动泵。流动注射分析仪采用法国Alliance流动注射分析仪(FUTURA连续流动分析仪，铁模块，装备有50mm流通池，配备有自动进样器)。进样时间30秒，冲洗时间195秒。采用工作用二价铁标准在流动注射分析仪器上，制作工作曲线。
实施例 岩石标准物质中二价铁和全铁的分析测试
实施例1
消解定容：准确称取2-8mg标准地质样品JB-1a于聚四氟乙烯溶样罐罐体中拧紧螺纹盖，通气孔连接到史莱克真空线；塞紧盖子，接下来，先抽真空，再通入氩气，重复该操作三次；打开盖子，在氩气流中用移液枪加入硫酸(9mol/L)0.6mL，氢氟酸0.4mL；在电热板上加热消解6分钟；消解完成后，在氩气流中加入饱和硼酸4.0mL；在氩气流中加入高纯水95.0mL进行定容；
测试：定容后的样品溶液直接引入流动注射分析仪进行分析；具体操作是，样品溶液通过1号样品管道，进入流动注射分析仪。同时，还原剂或者水(分析全铁时，用到液体是还原剂；分析二价铁时，用到的液体是水)通过3号管道进入流动注射分析仪。氩气做为保护气，通过4号管道进入流动注射分析仪，经过一个三通分成2条气路，分别进入5号，6号管道。1，3和5号管道汇合后进入A线圈进行预混合，再由A线圈进入热浴B中。液体从热浴B中出来，经过C线圈，部分气泡和废液由2号管道排出仪器，7号管道中的还原混合后/混合后的样品溶液与6号管道中的氩气以及8号管道中的缓冲溶液汇合后，进入D线圈进行预混合，预混合后的液体再与9号管道中的显色剂在E线圈中充分混合。最后进入检测器进行分析检测。检测后的废液由10号管道排出仪器。
所用的缓冲溶液为10％(w/v)的醋酸钠溶液，显色剂为0.1％(w/v)的邻二氮菲作为显色剂溶液。定容后的样品溶液直接引入流动注射分析仪进行分析。在显色剂邻二氮菲最大吸光度510nm处测试吸光度，测量次数为5次。根据标准曲线得到样品溶液中二价铁的浓度，再换算为样品中铁的质量百分比。若测试全铁，测试前需要先用还原剂为6％(w/v)的盐酸羟胺溶液将样品中三价铁全部还原为二价铁后进行测试。对国际标准物质JB-1a中二价铁和全铁的测定值与标准值的对比如表1所示：
表1
Figure BDA0002386237050000081
表中，FeOwt％，TFe2O3wt％表示氧化亚铁或者全铁占整个岩石标准物质的重量百分比。全铁以TFe2O3的形式表示。测定值以测定平均值±标准偏差的形式表达，在测定值和标准推荐值接近的情况下，标准偏差越低，说明检测的精密度越高。从表1中的实验数据可知，本发明采取的惰性气体保护措施联用流动注射分析技术，对分析方法的准确度没有影响，极大提高了检测的精密度，说明本发明以一种接近于自动化的快速的分析方法，具有优异的可靠性和产业上的可行性。
实施例2
其他步骤和实施例1相同，区别在于采用岩石标准物质JG-1a，采用菲洛嗪作为显色剂，定容后的样品溶液直接引入流动注射分析仪进行分析。测量次数为5次。利用上述测定方法对国际标准物质JG-1a中二价铁和全铁的测定值与标准值的对比如表2所示：
表2
Figure BDA0002386237050000082
实施例3
其他步骤和实施例1相同，区别在于采用岩石标准物质JR-2，定容后的样品溶液直接引入流动注射分析仪进行分析。测量次数为5次。利用上述测定方法对国际标准物质JG-1a中二价铁和全铁的测定值与标准值的对比如表3所示：
表3
Figure BDA0002386237050000083
实施例4
其他步骤和实施例1相同，区别在于采用2-喹啉-8-基-[1,10]菲咯啉作为显色剂，定容后的样品溶液直接引入流动注射分析仪进行分析。测量次数为5次。对国际标准物质JB-1a中二价铁和全铁的测定值与标准值的对比如表4所示：
表4
Figure BDA0002386237050000091
与实施例1比较，发现采用2-喹啉-8-基-[1,10]菲咯啉作为显色剂，测试的平均值仍在标准推荐值范围内，但是标准偏差大为减小，说明采用2-喹啉-8-基-[1,10]菲咯啉作为显色剂，检测地质样品的二价铁和全铁含量时，比邻二氮菲作为显色剂现实出很大的改进。
实施例5
其他步骤和实施例2相同，区别在于采用2-喹啉-8-基-[1,10]菲咯啉作为显色剂，定容后的样品溶液直接引入流动注射分析仪进行分析。测量次数为5次。对国际标准物质JB-1a中二价铁和全铁的测定值与标准值的对比如表5所示：
表5
Figure BDA0002386237050000092
与实施例2比较，发现采用2-喹啉-8-基-[1,10]菲咯啉作为显色剂，测试的平均值仍在标准推荐值范围内，但是标准偏差大为减小，说明采用2-喹啉-8-基-[1,10]菲咯啉作为显色剂，检测地质样品的二价铁和全铁含量时，比菲洛嗪作为显色剂现实出很大的改进。
实施例6
其他步骤和实施例3相同，区别在于采用2-喹啉-8-基-[1,10]菲咯啉作为显色剂，定容后的样品溶液直接引入流动注射分析仪进行分析。测量次数为5次。利用上述测定方法对国际标准物质JR-2中二价铁和全铁的测定值与标准值的对比如表6所示：
表6
Figure BDA0002386237050000093
实施例7 检测限的测试
检测限：方法检测限和方法定量限根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)给出的方法进行计算(3倍的7次全流程空白的标准偏差除以标准曲线的斜率)，采用该流动注射分析系统，分析7次全流程空白，然后进行计算，结果如下表7所示。
表7
Figure BDA0002386237050000101
通过表7数据可以看出，以2-喹啉-8-基-[1,10]菲咯啉相对于其他常规显色剂进行地质样品中铁含量的检测，检测限更低，因此在检测地质岩石样品时，灵敏度和准确度得到了保证。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细制备方法，但本发明并不局限于上述详细制备方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细制备方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种在线测试样品中二价铁以及全铁含量的设备，所述设备包括以下组件:设置有消解电热板的消解罐，蠕动泵，自动进样器，流动注射分析仪；所述消解罐和史莱克真空线相连，用于通入惰性气体；所述自动进样器通过蠕动泵将样品进样于流动注射分析仪，所述流动注射分析仪集成有光度分析仪，并且具有和还原剂/高纯水，缓冲溶液，显色剂，废液相连的管道。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述流动注射分析仪分别连接有以下管道：样品溶液进入管道，样品溶液废液管道，还原剂/水管道，惰性气体管道，混合后的样品溶液管道，缓冲溶液管道，显色剂管道，废液管道，以及惰性气体经过三通分配去向用于预混合线圈的管道。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，述消解设备包括消解罐和消解电热板，消解罐上有一气体接口，可以接入史莱克真空线，用于通入惰性气体保护；消解罐上还有一进料口；和/或所述消解电热板具有1到10个消解位置，优选为1到4个消解位置。
4.一种使用权利要求1-3任一项所述设备在线测试样品中二价铁以及全铁含量的方法，包括以下步骤：
在惰性气体保护下在消解设备中进行样品的消解和定容，然后在流动注射分析仪中和显色剂混合后，通过流动注射分析仪中集成的光度仪器检测，测试样品溶液中的二价铁和全铁。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述消解是准确称量地质样品于消解罐中，消解罐通气孔连接到史莱克真空线，先抽真空，再通入惰性气体，重复进行抽真空和通惰性气体的操作2-5次，优选为3-4次，之后在进料口加入浓硫酸和氢氟酸，在电热板加热5-10min，完成消解。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，定容后，样品溶液直接放置到自动进样器下，进入流动注射分析仪，具体是当测量二价铁[Fe(II)]时，与流动注射分析仪相连通的为水；当测量全铁[Fe(T)]时，与流动注射分析仪相连通的为还原剂。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，当测试多个样品时，先测试全部样品中二价铁含量，之后再测试还原后的全铁含量。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，样品溶液通过第一管道，进入流动注射分析仪，还原剂/水通过第三管道进入流动注射分析仪，惰性气体通过第四管道进入流动注射分析仪，经过一个三通分成两条气体管道，分别为第五管道，第六管道；第一管道，第三管道和第五管道汇合后进入第一线圈进行预混合，再由第一线圈进入热浴中，液体从热浴经过第二线圈进入第七管道，部分气泡和废液由第二管道排出仪器，第七管道中混合后的样品溶液与第六号管道中的惰性气体以及第八管道号管道中的缓冲溶液汇合后，进入第三线圈进行预混合，预混合后的液体再与第九号管道中的显色剂在第四线圈中充分混合，最后进入光度计检测器进行分析检测，检测后的废液由第十号管道排出仪器。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述显色剂选自邻二氮菲、菲洛嗪、2-喹啉-8-基-[1,10]菲咯啉，优选为2-喹啉-8-基-[1,10]菲咯啉。
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