原子熒光光譜法測定鋅電解液中的痕量鍺

冉恒星 胡紅霞 張銳

（漢中鋅業有限公司化驗室，陜西漢中724204）

原子熒光光譜法測定鋅電解液中的痕量鍺

冉恒星 胡紅霞 張銳

（漢中鋅業有限公司化驗室，陜西漢中724204）

主要研究了鋅電解生產過程中新液、電解液中痕量鍺的準確穩定分析方法。結果表明：在20%的磷酸溶液中，用標準加入法，原子熒光光譜儀測定新液、鋅電解液中的鍺，對同一樣品進行8次測定，其相對標準偏差為5.3%，鍺的加標回收率為95.6%～102.0%，結果穩定可靠，能滿足生產要求。關鍵詞 標準加入法；原子熒光光譜法；鋅電解液；鍺

0 引言

在濕法煉鋅工藝中，鍺是危害比較嚴重的雜質元素，鋅電解液、新液中要求鍺含量不超過0.04mg/L，否則會使電流效率急劇下降，嚴重時會引起“燒板”，所以電解液、新液中鍺分析的準確性尤為重要。目前測定微量鍺的方法有：原子吸收光譜法［1］、極譜法［2］、分光光度法［3］等。對鋅冶煉中間產物中鍺的分析多采用萃取分離苯芴酮吸光光度法，但這種方法干擾多［4］，還要用有機溶劑萃取，操作繁瑣，不好掌握，結果重現性不好［5］。原子熒光光譜法具有靈敏度高、重現性好、物理和化學干擾少、線性范圍寬和多元素同時測定等優點，是一種性能優良的痕量和超痕量元素分析方法［6］。據此，本實驗采取原子熒光光譜法測定鍺。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

瑞利AF-610E原子熒光光譜儀（瑞利分析儀器公司）；鍺空心陰極燈。磷酸（分析純）；硫脲溶液（100g/L）；實驗用水為二次去離子水。

鍺標準儲備溶液（100μg/mL）：稱取0.144 1g二氧化鍺（≥99.99%），加0.5g氫氧化鈉，用水溶解后，加5mL硫酸（1＋6），移入1 000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

鍺標準溶液（1μg/mL）：移取10.00mL鍺標準儲備液于1 000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

硼氫化鉀溶液（10g/L）：稱取2g氫氧化鉀溶于約200mL去離子水中，加入10g硼氫化鉀并使其溶解，用去離子水稀釋至1 000mL，搖勻，用時現配。

1.2 儀器工作參數

儀器工作參數見表1。

表1 儀器工作參數Table 1 Operating parameters of instruments

1.3 實驗方法

分別于一組（5支）100mL比色管中移取試樣20.0mL，加入20mL磷酸，5mL硫脲（100g/L），混勻。分別加入0.0，1.0，2.0，4.0，8.0mL鍺標準溶液，以水定容，混勻。用原子熒光光譜法測定，采用標準加入法，在曲線上查得鍺含量。

2 結果與討論

2.1 硫脲濃度的影響

由于電解液中存在有高價錳等，有很強的氧化性，而原子熒光光譜法測定鍺必須在強還原氣氛中進行，而硫脲是樣品前期處理中比較好的還原劑，能有效去除氧化性氣氛，消除高價錳的干憂。硫脲的濃度對測定樣品有一定的影響（圖1）。圖1表明，隨著硫脲濃度的增大，熒光強度增大，當硫脲濃度為0.5%～2.5%時，熒光強度基本穩定，濃度過大，易形成結晶，影響測定。

圖1 硫脲濃度對熒光強度的影響Figure 1 Influence of thiourea concentration on fluorescence intensity.

2.2 樣品溶液酸度的影響

磷酸能提高鍺測定的靈敏度，能有效地絡合過渡金屬，減少干擾，磷酸的濃度在20%時是處于最優化的條件，所以選擇磷酸（20%）為測定介質。

2.3 基體及共存元素的干擾

電解液中含鋅很高，鋅是能生成揮發性氫化物的元素，對測定元素存在干擾。為消除基體及共存元素對測定的干擾，本實驗采用標準加入法。

2.4 方法精密度和準確度

按照同樣方法對同一樣品平行測定8次，結果如表2所示。方法的相對標準偏差（RSD）為5.3%，表明方法的穩定性良好。

表2 方法精密度測定Table 2 Precision for the proposed method（n＝8） /（μg·L－1）

為了驗證方法準確性，在樣品溶液中加入標準溶液，測定溶液的加標回收率，見表3。由表3可知，樣品的加標回收率為95.6%～102.0%，方法準確、可靠。

表3 方法準確度測定Table 3 Accuracy for the porposed method/（μg·L－1）

3 結論

用原子熒光光譜法測定鋅電解液中的鍺，其它雜質基本不干擾測定，而基體干擾可用標準加入法予以消除。本法操作簡便，測定快速、準確。

［1］宋軍 .微量鍺的分析方法［J］.南京化工大學學報，2001（11）：27-31.

［2］陳則樹.原子吸收光譜法測定有機鍺（Ge-132）中的鍺及其雜質［J］.光譜試驗室，1995（6）：35-37.

［3］刁全平，侯冬巖，回瑞華，等.分光光度法測定稻米及副產品中礦物元素鍺［J］.中國無機分析化學，2014，4（1）：66-68.

［4］唐榮明 .氫化物發生-原子熒光光譜法測定鍺量［J］.湖南有色金屬，2012（4）：69-71.

［5］何煉，郝原芳.氫化物發生原子熒光光譜法測定銅礦石中的鍺［J］.山東理工大學學報：自然科學版，2004，18（5）：13-16.

［6］張錦茂，梁敬，董芳.中國30多年來原子熒光光譜儀器的發展與應用［J］.中國無機分析化學，2013，3（4）：1-10.

Determination of Trace Germanium in Zinc Electrolyte by Atomic Fluorescence Spectrometry

RAN Hengxing，HU Hongxia，ZHANG Rui
（Laboratory of Hanzhong Zinc Industry Co.，Ltd.，Hanzhong，Shaanxi 724204，China）

An accurate and stable analysis method for the determination of trace germanium in zinc electrolyte and new electrolyte in the process of zinc electrolysis was investigated in this paper.The results indicated that germanium in zinc electrolyte could be determined by standard addition method using atomic fluorescence spectrometry in 20%phosphoric acid solution.The relative standard deviation for eight replicate measurements was 5.3%with 95.6%～102.0%recovery.The method is stable and reliable，and can meet the production requirement.

standard addition method；atomic fluorescence spectrometry；zinc electrolyte；germanium

O657.31；TH744.16

：A

：2095-1035（2015）02-0065-02

2014-07-15

：2014-12-29

冉恒星，男，工程師，從事有色冶煉鉛鋅產品分析研究。E-mail：502009687＠qq.com

10.3969/j.issn.2095-1035.2015.02.0016