火焰原子吸收光譜法測定高銻煙塵中的銀、鉛、鎘

黃儉惠 盧漢堤

(中國有色桂林礦產地質研究院，廣西 桂林 541004)

0 前言

含銻煙塵是火法煉銻過程中產出的一種主要含Sb，Pb，As，Sn等氧化物的煙塵,其中還含有其它有價值元素如Ag，Bi等，無論從經濟效益還是環境保護考慮，此類煙塵都有綜合利用的價值。為了以最大限度開發利用這些二次資源，對于此類物料的檢測分析是很有必要的。火焰原子吸收光譜法具有檢出限低、干擾少、精密度高等特點，已廣泛應用于各物料的測定[1-11]，但用于含銻煙塵中銀、鉛、鎘的測定未見報道。本文研究用氫溴酸除銻，鹽酸-高氯酸-硫脲介質火焰原子吸收光譜法測定含銻煙塵中的銀、鉛、鎘的連續測定，方法簡便、結果重現性好、穩定可靠，適合大批量樣品的測定。

1 實驗部分

1.1 儀器及主要試劑

HITACHI Z-2000型偏振塞曼效應原子吸收光譜儀、銀空心陰極燈、鉛空心陰極燈、鎘空心陰極燈(日本日立公司)。

銀標準儲備溶液(1.00 g/L)：稱取0.500 0 g銀片(高純)于燒杯中，加入30 mL HNO3(7.5 mol/L)，低溫加熱溶解，冷卻后移入500 mL棕色容量瓶中，補加20 mL HNO3(7.5 mol/L)，用水稀釋至刻度，混勻。

銀標準溶液(100.0 μg/mL)：移取10.00 mL銀標準儲備溶液于100 mL棕色容量瓶中，加入25 mL HCl，用水稀釋至刻度，混勻。

鉛標準儲備溶液(1.00 g/L)：稱取0.500 0 g光譜純鉛于燒杯中，加入30 mL HNO3(7.5 mol/L)，低溫加熱溶解，冷卻后移入500 mL容量瓶中，補加20 mL HNO3(7.5 mol/L)，用水稀釋至刻度，混勻。

鉛標準溶液(100.0 μg/mL)：移取10.00 mL鉛標準儲備溶液于100 mL容量瓶中，加入5 mL HCl，用水稀釋至刻度，混勻。

鎘標準儲備溶液(1.00 g/L)：稱取0.500 0 g光譜純鎘于燒杯中，加入30 mL HNO3(7.5 mol/L)，低溫加熱溶解，冷卻后移入500 mL容量瓶中，補加20 mL HNO3(7.5 mol/L)，用水稀釋至刻度，混勻。

鎘標準溶液(50.0 μg/mL)：移取5.00 mL鎘標準儲備溶液于100 mL容量瓶中，加入5 mL HCl，用水稀釋至刻度，混勻。

HCl，HBr，HNO3，HClO4均為優級純，硫脲溶液(50 g/L),實驗用水為二次去離子水。

1.2 儀器工作條件

儀器工作條件參數見表1。

表1 儀器工作條件Table 1 Operating conditions of this method

1.3 實驗方法

稱取銻煙塵0.2～0.5g(精確至0.000 2 g)于100 mL燒杯中，用水濕潤，加入15 mL HCl，蓋上表面皿，在低溫電熱板上加熱3～5 min后，加入5 mL HNO3和2 mL HClO4，繼續加熱溶解至冒白煙，取下，冷至室溫。加入5 mL HBr，在水浴上加熱至趕盡HBr，重復此操作3～4次。加入5 mL HCl和約30 mL水加熱溶解殘渣，取下，冷至室溫后，加入硫脲溶液10 mL，轉入100 mL容量瓶中，用水定容，混勻。按1.2設定儀器條件測量銀、鉛、鎘的吸光度，計算機打印結果，同時做試劑空白實驗。

1.4 工作曲線

取不同量的銀、鉛、鎘標準溶液于一組100 mL容量瓶中，加入5 mL鹽酸、10 mL硫脲溶液，用水定容，混勻。銀系列標準工作溶液為0.00，0.25，0.50，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 μg/mL，鉛系列標準工作溶液為0.00，1.00，3.00，5.00，10.00，15.00，20.00 μg/mL，鎘系列標準工作溶液為0.00，0.10，0.25，0.50，1.00，2.00 μg/mL。按1.2設定儀器條件測量銀、鉛、鎘的吸光度，計算機打印結果。

2 結果與討論

2.1 基體Sb的干擾與消除

稱取0.250 0 g高純銻(ωSb>99.99%)6份，分別置于100 mL燒杯中，加入銀、鉛、鎘標準溶液各4.0，10.0，2.0 mL，用王水溶解，在水浴上蒸干。加入5 mL HBr，繼續在水浴上蒸干，重復此操作0～5次。以下按1.3實驗方法的有關步驟進行，測定結果見表2。結果表明：大量Sb的存在產生水解對待測元素銀、鉛、鎘的測定會產生負干擾，而采用加HBr水浴上蒸干處理3次后，即可消除基體Sb的干擾。

表2 基體Sb的干擾與消除Table 2 Influence of Sb matrix on the determination of Ag,Pb and Cd /(μg·mL-1)

2.2 溶液介質的選擇

原子吸收光譜法測定鉛、鎘一般選用HCl或HNO3介質，測定銀普遍選用高濃度的王水或HCl介質，這對儀器有較大的腐蝕，當Ag濃度較高時會有部分AgCl析出造成銀、鉛、鎘結果偏低。硫脲是銀離子的有效絡合劑，在HCl介質中也可以與銀離子形成可溶性絡合物，從而阻止試液中氯化銀沉淀的析出，使偏低的銀、鉛、鎘結果得以矯正，硫脲介質也是原子吸收光譜法測定銀的常用介質之一[7]。

銻煙塵中含有大量的碳、硫，采用王水溶樣時需要加入HClO4以除去碳、硫，所以考察了HClO4對測定銀、鉛、鎘的影響，結果見表3。結果表明：0.36 mol/L以下的HClO4對銀、鉛、鎘的測定沒有影響，同時有HClO4存在可以消除Cu2+對測定銀的影響[2]。為此，選定了試液介質為HCl-HClO4-硫脲介質。

表3 HClO4對測定銀、鉛、鎘的影響Table 3 Influence of HClO4 on the determination of Ag, Pb, and Cd /(μg·mL-1)

2.3 硫脲用量的選擇

在一組100 mL容量瓶中，分別加入4.0 mL Ag標準溶液、10.0 mL Pb標準 溶液、2.0 mL Cd標準溶液和5 mL HCl以及不同量硫脲溶液，用水稀至刻度，混勻。以下按1.3實驗方法有關步驟進行，測定結果見表4。結果表明：4～20 mL以下的硫脲溶液對測定銀、鉛、鎘無影響，硫脲量過大時，在測定過程中容易燒結成鹽，堵塞燃燒器[7]，測定信號不穩定，因此，選擇加入10 mL硫脲溶液(試液中硫脲含量為0.5 g/100mL)。

表4 硫脲用量對測定Ag，Pb，Cd吸光度的影響Table 4 Influence of thiourea dosage on the determination of Ag, Pb and Cd /(μg·mL-1)

2.4 酸度的選擇

在一組100 mL燒杯中，分別加入4.0 mL Ag標準溶液、10.0 mL Pb標準溶液和2.0 mL Cd標準溶液在水浴上蒸干，用不同量的酸浸取，再加入10 mL硫脲溶液，以下按1.3實驗方法的有關步驟進行測定。測定結果見表4。

表4 不同酸對測定Ag、Pb、Cd吸光度的影響Table 4 Influence of acid species on the determination of Ag,Pb and Cd /(μg·mL-1)

實驗結果表明：在含有硫脲試液中，適量的酸對銀、鉛、鎘的測定結果無影響。因此，選用HC1(0.6 mol/L)介質(5 mL HC1浸取)。

2.5 共存元素的影響

在選定的測定條件下，實驗多種元素對銀、鉛、鎘測定的影響，結果表明：每毫升溶液中分別含2 500 μg銅、鉛、鋅、鐵，1 000 μg鉀、鈉、鎂、鈣、鎳、鍶、隔、五氧化二釩，200 μg鈦、錳、鋁、鉻，100 μg鉍，500 μg銀均不干擾測定。砷、銻、汞、錫對測定的影響已隨HBr的揮發得以消除。

2.6 線性范圍和檢出限

根據11次空白值測定結果求得方法檢出限，Ag為0.003 7 μg/mL，Pb為0.019 8 μg/mL，Cd為0.001 6 μg/mL。

Ag的線性范圍為0.0～5.00 μg/mL，Pb的線性范圍為0.0～20.00 μg/mL，Cd的線性范圍為0.0～2.00 μg/mL。

2.7 方法的精密度及加標回收率

對試樣中的銀、鉛、鎘按實驗方法進行了11次平行測定及加標回收實驗，結果見表5。由表可見：方法的加標回收率良好、精密度能滿足樣品中鉛、銀測定的要求。

2.8 不同方法的比較

用所制定的火焰原子吸收光譜法測定含銻煙塵中的銀、鉛、鎘含量，并與火法、容量法和ICP-AES法進行測定結果對照，結果統計于表6。由表可見：方法的準確度能滿足樣品中鉛、銀、鎘測定的要求。

表5 方法的精密度及準確度Table 5 Precision and accuracy tests of the method /(μg·mL-1)

表6 三種方法測定結果的統計Table 6 Determination results of three methods in the comparsion test(n=11) /(μg·mL-1)

3 結語

采用HBr除銻，消除了基體銻對測定的干擾，在鹽酸-高氯酸-硫脲介質中實現了一次溶樣銀、鉛、鎘的連續測定，具有操作簡單、快速、成本低的特點，適合批量樣品的測定。

[1] B·威爾茨.原子吸收光譜法[M].李家熙,陳耀惠,郭鐵錚,等譯.北京:地質出版社,1985:374-375.

[2] 代素芳,鄭浩.在高氯酸-酒石酸- 硫脲介質中原子吸收法測定多種礦石中的銀[J].巖礦測試,2000,19(4):301-303.

[3] 林海山.火焰原子吸收法測定礦雜銅中銀量[J].中國無機分析化學,2013,3(1):50-52.

[4] 雷素函,馮靜弦.火焰原子吸收光譜法測定鉛冶煉渣中的銀量[J].中國無機分析化學,2013,3(1):62-64.

[5] 韓秀麗,李紅萍．一次溶樣原子吸收法連續測定化探樣品中銀、銅、鉛、鋅[J].鄭州工業高等專科學校學報,2000,l6(3):17-20．

[6] 左國強,盧鑫,李全民,等.微波消解-火焰原子吸收光譜法測定鉛煙灰和鉛泥中銀[J].冶金分析,2012,32(6):43-46.

[7] 叢玉梅.火焰原子吸收光譜法測定巖石中銀的介質選擇[J].遼寧地質，1995(4):314.

[8] 江秋月.火焰原子吸收光譜法測定工業廢水中鉛鋅鎘[J].理化檢驗:化學分冊,2011,47(5):598-599.

[9] 董仁杰．火焰原子吸收光譜法測定污泥中銅、鋅、鉛、鎘、鎳[J]．理化檢驗:化學分冊,2002,38(10):500-501．

[10] 王曉．FAAS法連續測定鋅精礦中銅、鉛、鎘[J]．昆明理工大學學報:理工版,2003,28(5):177-180．

[11] 黃儉惠.火焰原子吸收光譜法測定銀錫焊料中的微量鉛[J].礦產與地質,2007,21(1):103-105．