火焰原子吸收光譜法測定銅精礦中銀含量結果的不確定度評定

王玉輝 康 菁 王 濤 趙靈春

(1.神華包頭煤化工有限責任公司，包頭014010；2.包頭出入境檢驗檢疫局，包頭 014010)

火焰原子吸收光譜法測定銅精礦中銀含量結果的不確定度評定

王玉輝1康 菁2王 濤1趙靈春1

(1.神華包頭煤化工有限責任公司，包頭014010；2.包頭出入境檢驗檢疫局，包頭 014010)

通過火焰原子吸收光譜法對銅精礦試樣中銀含量測量的重復性，測定用試樣中銀含量，試劑空白液中銀含量，試樣的定容體積，試樣的質量等不確定度分量的評定，求得銅精礦中銀含量測定結果的不確定度。

銅精礦 銀含量 火焰原子吸收光譜法 不確定度

通過對火焰原子吸收光譜法測定銅精礦中銀含量過程中不確定度來源的識別和分析[1]，對其銀含量測定結果的不確定度進行了評定[2]。

1 檢測方法和測量參數概述

1.1 檢測方法[3]

準確稱取0.5000g銅精礦樣品，經硝酸、高氯酸溶解，加熱至高氯酸冒白煙，蒸至濕鹽狀，取下冷卻。加入適量鹽酸，加熱使鹽類溶解，取下冷卻至室溫，溶液移入50mLA級容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，靜置備用。隨試樣做空白實驗。使用空氣乙炔火焰，將銀標準溶液、備用試液、試劑空白液分別導入調至最佳條件的火焰原子化器中進行測定。以銀標準溶液的含量和對應吸光度繪制標準曲線，通過工作曲線法求得樣品中銀的含量 (g/t)分別為: 96.52、96.02、95.52、96.92、95.42、95.50、96.10、96.70、96.70、95.40、95.85。

1.2 分析所用儀器、標準試劑及主要參數

容量瓶：100mL，A級，允許差±0.10mL[4];

移液管：2mL A級刻度移液管;

原子吸收光譜儀：美國PE公司Aanalyst 700，燈電流10mA，波長328.1nm，光譜通帶0.7nm,空氣流量17L/min，乙炔流量2L/min。

2 被測量X與輸入量的函數關系(數學模型)

式中，Ag—試樣中銀的含量(g/t);

c1—測定用試樣中銀的含量(mg/L);

c2—試劑空白液中銀的含量(mg/L);

V—試樣的定容體積(mL);

m—試樣的質量(g)。

3 不確定度分量的識別和評定

由銀含量與輸入量的函數關系式表明，銀含量的不確定度來源于測量的重復性，測定用試樣中銀含量，試劑空白液中銀含量，試樣的定容體積，試樣的質量的不確定度[5]。其中測定用試樣溶液中銀含量和試劑空白液中銀含量的不確定度包括工作曲線的變動性、標準溶液及分取標準溶液的體積的不確定度等。其測量值和不確定度評定參數見表1。

表1 量值和不確定度

3.1 測量重復性的不確定度分量

根據試樣分析結果，可計算出試樣中銀含量的平均值，標準偏差，標準不確定度u(s)和相對標準不確定度urel(s),

3.2 測定用試樣中銀含量的c1不確定度分量

3.2.1 工作曲線變動性引起的標準不確定度和相對標準不確定度u(c1)1和urel(c1)1

分別吸取0.0、0.2、0.4、0.8、1.0、1.2mL銀標準溶液(100±1mg/L,k=2)，置于100mL容量瓶中，稀釋至刻度混勻。根據吸光度和溶液濃度繪制工作曲線，測量參數和數據處理見表2。

表2 工作曲線和統計參數

儀器給出擬合的直線回歸方程

A=0.0006+0.0602c，相關系數為0.9992。

其中sR為工作曲線標準差，n為工作曲線的測量次數(本實驗測量6次)，P為樣品溶液的測量次數(本實驗中樣品測量11次)。

將已知數據帶入可得：

sR=0.00092

u(c1)1=0.00572mg/L

urel(c1)1=0.00572/0.9606=0.00596

3.2.2 標準溶液的不確定度分量u(c1)2和urel(c1)2

銀標準溶液濃度為100 mg/L±1mg/L,k=2。

u(c1)2=0.5mg/L，urel(c1)2=0.005

3.2.3 分取標準溶液體積相對標準不確定度分量urel(c1)3

制備工作曲線溶液序列時，用2mL A級刻度移液管分別移取0.0、0.2、0.4、0.8、1.0、1.2mL標準溶液，體積允許差分別為0、±0.005、±0.008、±0.008、±0.008、±0.012mL，按三角分布，標準不確定度分別為0，0.0021、0.0033、0.0033、0.0033、0.0049mL。

3.2.4 合成c1不確定度分量

= 0.01026

uc(c1)=ucrel(c1)×c1= 0.00986mg/L

3.3 測定用試樣空白液中銀含量c2的不確定度分量

3.3.1 工作曲線變動性引起的標準不確定度和相對標準不確定度u(c2)1和 urel(c2)1

線性回歸方程：A=-0.0684474+0.5946088c，相關系數為0.9936。

其中sR為工作曲線標準差，n為工作曲線的測量次數(本實驗測量6次)，P為樣品溶液的測量次數(本實驗中樣品測量11次)。

將已知數據帶入可得：

sR=0.00092

u(c2)1=0.00885

urel(c2)1=0.00885/0.001=8.85

3.3.2 標準溶液的不確定度分量u(c2)2和urel(c2)2

銀標準溶液濃度為100 mg/L ±1mg/L,k=2。

u(c2)2=0.5mg/L，urel(c2)2=0.005

3.3.3 分取標準溶液體積相對標準不確定度分量urel(c2)3

制備工作曲線溶液序列時，用2mL A級刻度移液管分別移取0.0、0.2、0.4、0.8、1.0、1.2mL標準溶液，體積允許差分別為0、±0.005、±0.008、±0.008、±0.008、±0.012mL，按三角分布，標準不確定度分別為0、0.0021、0.0033、0.0033、0.0033、0.0049mL。

3.3.4 合成c2不確定度分量

= 8.85

uc(c2)=ucrel(c2)×c2=0.00885mg/L

3.4 (A1- A2)項標準不確定度分量和相對標準不確定度分量

ucrel(c1-c2)=uc(c1-c2)/(c1-c2)= 0.0139

3.5 試樣質量的不確定度分量

稱取0.5000g樣品，用萬分之一分析天平，按證書規定，允許差為±0.1mg，天平稱量兩次，按均勻分布計算，

3.6 試樣的定容體積的不確定度分量

試驗中試液稀釋在50mLA級容量瓶中,由于進行多次重復測定,而每次所用的容量瓶不同,可認為容量瓶的體積誤差和讀數誤差已隨機化(有正有負),其不確定度分量可忽略。

4 合成標準不確定度評定

各不確定度分量不相關，以各分量的相對標準不確定度的方和根計算合成相對標準不確定度：

u(Ag)=ucrel(Ag)×Ag= 1.36g/t

5 擴展不確定度

取95%的置信水平，包含因子k=2，U=2×u(Ag)= 2.72g/t

6 測量結果

Ag=(96.06±2.72) g/t，k=2。

7 結果討論

(1) 本文引入了相對標準不確定度的概念，簡化了評定過程，更加直觀展現了不確定度分量的影響大小，能夠準確找出影響最大的不確定度分量。

(2) 火焰原子吸收光譜法測定銅精礦中銀含量結果的不確定度主要來源于(c1-c2)項，其中c2(試劑空白液中銀含量)項的不確定度較大，工作中盡可能使用一級水和優級純的硝酸，以減小c2項的不確定度，進而減小(c1-c2)項的整體不確定度，及測定結果的不確定度。

(3)從表1可知，在c1(試樣中銀含量)和c2(試劑空白液中銀含量)的不確定度分量中工作曲線變動引起的不確定度較大，由于空白溶液的濃度非常小，工作曲線對空白溶液不確定度的影響更大，因此，擬合工作曲線時不僅要嚴格控制曲線線性相關性，還應注意工作曲線的線性范圍，盡量使樣品濃度點在線性工作曲線的中間段，這樣可以減小工作曲線變動對試樣中樣品濃度不確定度分量的影響，進而減小測量結果的不確定度。

(4)由于實驗進行多次重復測定,而每次所用的容量瓶不同,容量瓶的體積誤差和讀數誤差已隨機化(有正有負), 試樣的定容體積不確定度分量可忽略。

(5)測量重復性的不確定度評定作為實驗最終結果的一個獨立的不確定度分量進行評定，而沒有在各不確定度分量評定中重復評定，避免不確定度分量重復計算。

(6) 嚴格按照數學模型進行評定，不確定度分量與數學模型完全匹配，避免了重復評定和漏評。

[1] JJF1059-1999，測量不確定度評定與表示[S].

[2] 中國金屬學會推薦技術和方法，原子吸收光譜法測量結果不確定度評定規范. 北京：中國金屬學會分析測試分會發布，2006.

[3] GB/T3884.2-2012 銅精礦化學分析方法 金和銀量的測定 火焰原子吸收光譜法和火試金法.

[4] 中國實驗室國家認可委員會，化學分析中不確定度的評估指南[M].北京：中國計量出版社，2002.

[5] 中國金屬學會推薦技術和方法，化學成分分析測量結果不確定度評定導則.北京：中國金屬學會分析測試分會發布，2006.

Uncertainty evaluation for determination of Ag content in copper concentrate by flame atomic absorption spectrometry.

Wang Yuhui1, Kang Jing2,Wang Tao1, Zhao Lingchun1

(1. Shenhua Baotou Coal Chemical Co., LTD.，Baotou 014010,China；2. Baotou Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau， Baotou 014010,China)

The combined uncertainty was obtained by analyzing and quantifying the uncertainty of measuring repeatability, Ag content in reagent blank, the constant volume and the quality of samples.

copper concentrate; Ag content; flame atomic absorption spectrometry; uncertainty

王玉輝,男,1963出生,高級工程師, 碩士,主要研究方向為產品質量控制及分析，E-mail:wangyuhui@csclc.com。

康菁，女，1983出生，工程師，本科，主要研究方向為產品質量控制及分析，E-mail: kangjing-baotou@163.com。

10.3936/j.issn.1001-232x.2017.02.019

2016-11-25