含鉍物料中鉍的分析方法研究

沈廣鑫

（江西銅業集團公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

貴冶含鉍物料種類多且量大，諸如：白煙塵、濕法銅泥、反射爐渣及堿式碳酸銅等，每種物料中均含有計價元素鉍，目前，貴冶分析含鉍物料中的鉍一般采用EDTA滴定法，該方法分析流程長，一般一個分析流程需4～5h，且滴定終點不易判斷，造成了分析誤差大，物料結算不及時。如何準確快速測定含鉍物料中的鉍含量，是為工廠加快轉移及減少應收賬款提出了一個新的要求。本文通過采用了王水溶解樣品,逐步添加硝酸趕鹽酸，保持稀硝酸介質引用ICP光譜儀進行測定［1］等操作實踐進行了闡述，確定了準確、快速地對含鉍物料中鉍含量的測定方法。

2 實驗方法

適用范圍：本方法適用于所有含鉍物料中鉍的測定。測定范圍：1.0%～10%。

方法原理：針對鉍的性質，不溶于非氧化性酸［2］，易溶于硝酸，因此采用了王水溶解樣品,逐步添加硝酸趕鹽酸［3］，保持稀硝酸介質引用ICP光譜儀進行測定。

2.1 試劑

（1）硝酸(分析純)。

（2）鹽酸(分析純)。

（3）等離子體發射光譜儀（ICAP6300型）。儀器工作條件見附錄A——ICAP6300等離子體發射光譜儀測定參數。

發射功率：1.15kW；

霧化器：0.18MPa；

波長：223.081nm；

蠕動泵轉速：50rpm。

（4）氬氣：純度≥99.99%。

2.2 分析步驟

稱取0.5g（精確至0.0001g）試樣于250mL燒杯中，加入5mL鹽酸，加熱數分鐘，加10mL硝酸，繼續溶解至溶解完全，蒸至近干，加2mL硝酸，繼續蒸至近干，再重復操作一次。取下加25mL硝酸，加熱煮沸，取下，冷卻至室溫，移至500ml容量瓶中，定容后搖勻待測［4］。如溶液渾濁須干過濾待測。

工作曲線的繪制：將鉍標準儲備溶液（1mg/mL）經逐級稀釋，配制成Bi濃度分別為：0、10.0μg/mL、20.0μg/mL、30.0μg/mL、40.0μg/mL、50.0μg/mL、60.0μg/mL、70.0μg/mL、80.0μg/mL、90.0μg/mL、100.0μg/mL、110.0μg/mL、120.0μg/mL的標準溶液，介質為5%(V/V) 硝酸，引入ICP按軟件規定的程序，以零濃度為空白，采集系列標準溶液鉍元素的光譜強度，繪制元素的工作曲線并存入計算機(鉍元素工作曲線的線性相關系數應大于0.999，否則需重新繪制)。

將試樣溶液引入ICP采集鉍元素的光譜強度，輸入合適的計算因子由計算機自動計算出結果并輸出。

3 試驗結果與討論

3.1 加入硝酸反復蒸至近干的次數

因氯化鉍不易溶于水且易水解，若溶液中含有氯離子的易造成氯化鉍水解而使測定結果偏低，以編號212SH-0100031403-0025-1的濕法銅泥為試驗樣測定王水溶液后，反復加入硝酸蒸至近干的次數對測定結果的影響情況。如表1。

表1 加入硝酸的次數

從上表可以看出重復兩次蒸干，樣品中的氯離子已趕盡，溶液中不會生成氯化鉍，即可獲得穩定的測定結果。

3.2 容量瓶的選擇

以編號212SH-0100031403-0025-1的濕法銅泥為試驗樣判斷分取測定對樣品結果的影響。如表2。

表2 容量瓶體積選擇

上表可以看出，進100mL容量瓶，分取5mL進25mL容量瓶再測定，測定結果極差為0.30%，進200mL容量瓶，分取20mL進50mL容量瓶再測定，測定結果極差為0.34%，而采用一次移入500mL容量瓶，不進行分取操作，測定極差僅為0.03%，因此減少多次使用移液管和容量瓶可以減小因移液管分取和容量瓶定容所造成的分析誤差［4］，保證了分析結果的精密度和準確度。

3.3 元素干擾試驗

貴冶的含鉍物料中主要存在元素為：Cu、Fe、Ca、Al、Pb、Zn、Mg、Sb等元素。各元素可能存在的最大量為：10%Cu，10% Fe、1% Ca、1% Al、20% Pb、20%Zn、 5% Sb、1% Mg。

向500ml容量瓶中分別加入鉍標準溶液使其濃度為10.00μg/mL的單元素標準溶液，通過在標準溶液中加入表3和表4中濃度的基體元素進行干擾實驗［5］，濃度測定結果（已扣除基體空白）見表3和表4。

表3 單元素干擾實驗測定結果（單位：μg/mL）

表4 混合離子干擾實驗測定結果（單位：μg/mL）

實驗結果表明：在±5%的誤差允許范圍內，分別加入相當于樣品含量50%的鉛、50%的鋅、50%的銅、50%的鐵、50%的銻、10%的鈣、鎂、鋁單元素進行單元素干擾實驗和相當于樣品含量45%的鉛、40%的鋅、25%的銅、40%的鐵、25%的銻、10%的鈣、鎂、鋁混合離子進行混合離子干擾實驗，共存離子對測定元素無干擾。

3.4 加標回收實驗

以編號212SH-0100031403-0025-1的濕法銅泥為試驗樣全過程進行加標回收實驗。如表5

表5看出該方法加標回收率［6］在99.6%～100.1%之間，結果令人滿意，該方法可行。

3.5 精密度實驗

分別以樣品編號為2965H-0100031403-0018的白煙塵樣品和編號為212SH-0100031403-0025-1、212SH-0100031403-0020-2、212SH-0100031408-0028-2、212SH-0100031405-0023-7的濕法銅泥樣品為試驗樣，對該方法進行精密度實驗，結果如表6所示。

以上分析數據表明，5個樣品其分析結果的精密度較好，說明該方法可行。

3.6 實驗室間比對結果

從表中看出，與本室EDTA滴定法測定的鉍分析數據和其他實驗室比對的白煙塵中鉍分析數據均在允差范圍內，吻合較好。

表5 加標回收率

表6 精密度試驗

表7 實驗室間比對結果

4 結論

以上實驗表明，采用了王水溶解樣品,逐步添加硝酸趕鹽酸，保持稀硝酸介質引用ICP光譜儀進行測定的方法與原EDTA滴定法相比，本方法大大縮短了分析時間，由原來的4～5h縮短至1h左右，且分析結果精密度好、準確性高、易于掌握，提高了此類物料的分析結算及時性，可用于日常物料含鉍的分析檢測。

［1］黃一石. 儀器分析技術[Z]. 北京: 化學工業出版社, 2000:91-93.

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［4］張小康. 化學分析基本操作[Z]. 北京: 化學工業出版社, 2000:101-103.

［5］王海舟. 冶金物料分析[Z]. 北京: 科學出版社, 2007:65-66.

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