氫化物發生-原子熒光光譜法測定礦石中砷含量

蘇瑜璽

(新疆維吾爾自治區有色地質勘查局703隊 伊寧 835100)

1 引言

在酸性條件下，硼氫化鉀將三價的砷還原為砷化氫，由載氣氬氣載入石英原子化器中進行原子化，基態原子在砷空心陰極燈的激發下被激發，激發原子在去激發的過程中產生特定波長的熒光，在其他條件不變下，原子熒光值與被測液中砷濃度成正比，依據標準曲線進行定量。

2 實驗部分

2.1 實驗材料

三陽礦業的礦石樣品，其編號為1400250、1400251、1400252、1400253。

2.2 實驗主要儀器及主要試劑

主要儀器及試劑見表1、表2。實驗用水均為二次蒸餾水，所用酸均為分析純，其他試劑均為分析純；玻璃儀器都用體積分數為20%硝酸浸泡24 h以上，用水反復沖洗，最后用二次蒸餾水沖洗干凈。

表1 實驗的主要儀器

表2 實驗的主要試劑

2.3 實驗所用國家標準物質

砷單元素標準物質GBW 08611：標準值1 000 μg/mL，中國計量科學研究院;國家標準物質GSD-2a：水系沉淀物，物化探研究所。

2.4 實驗步驟

2.4.1 砷標準溶液的配制

取6個100 mL容量瓶,分別準確移取0.00、1.00、2.00、5.00、10.00、20.00 mL的砷標準儲備液,再分別加硫脲-抗壞血酸溶液5 mL,用5%鹽酸定容,相當于砷的濃度為0.00、10.00、20.00、50.00、100.00、200.00 μg/L

2.4.2 礦石樣品處理

礦石樣品先通過顎式破碎機進行初步破碎，再將破碎后的礦石顆粒倒入對碾機，進行二次粉碎。然后過篩得到直徑為0.9 mm的礦石粉。經過縮分、盤磨、拌勻、縮分，得到均勻的礦石粉，再通過棒磨機進一步細磨，最后得到分析的礦石粉。

用電子天平準確稱取0.2500 g(精確到0.0001 g)樣品于25 mL的比色管中，用加液器準確加入10 mL 1∶1的王水于比色管中并搖勻，放入電熱恒溫水浴鍋中水浴加熱1 h，每隔20 min搖晃一次使其充分溶解，水浴加熱完畢后冷卻至室溫，用蒸餾水定容至25 mL靜置，取其上清液于其他干凈的比色管中，加入5 mL硫脲-抗壞血酸溶液于比色管中，靜置溶液澄清后用原子熒光光度計測量砷含量。

2.4.3 儀器工作參數的優化實驗

表3 儀器的工作參數

3 結果與討論

3.1 儀器條件的優化

燈電流過大，會發生自吸現象，而且噪聲也會增大，同時燈的壽命會縮短。因此本實驗選取28 mA作為燈電流見表4。

表4 不同燈電流對應的熒光值

3.2 硼氫化鉀百分含量的選擇

隨著硼氫化鉀百分含量增加,熒光值也迅速增加,當硼氫化鉀溶液百分含量為0.2%，熒光值為最大。濃度再增大時,由于反應生成的氫氣量過大,從而稀釋了原子化器中砷原子的瞬時濃度而使熒光值減小，而且過多的氫氣也對石英原子化器中的氮氫焰產生影響,導致火焰不穩定而使信號的重現性變差,儀器基線不平滑,火焰噪聲也明顯增大,信噪比也隨之降低。因此本實驗選擇0.2%的硼氫化鉀溶液，結果見表5。

表5 不同硼氫化鉀百分含量對應的熒光值

3.3 方法的精密度實驗

用上述方法對標準空白溶液連續測定十一次來考察該方法的精密度。計算相對標準偏差，其測定值和相對標準偏差見表6。

表6 方法精密度的測定結果

3.4 準確度實驗

為了驗證該方法的準確性,在以上的儀器條件下對國家標準物質GSD-2a中的砷進行9次測定,結果取平均值,測定結果見表7.測定結果與其標示值相符，結果表明：用該方法在測定礦石樣品的砷含量是準確可靠的。

表7 標準物質GSD-2a的分析結果

3.5 礦石樣品的測定結果

本實驗采用氫化物發生-原子熒光光譜法對三陽 礦 業 的 編 號 為 1400250、1400251、1400252、1400253礦石樣品中的砷進行了分析測定，采用標準曲線法進行測定,其標準曲線方程為y=166.96+23.91x，其線性相關系數R=0.9988。

用上述實驗方法和儀器的最佳條件平行6次測定樣品，求出平均值及精密度，結果見表9。

表8 標準溶液測定結果

表9 HG一AFS法測定礦石樣品中砷含量的結果

本實驗對樣品進行了加標回收率實驗，即在樣品中加入一定量的砷標準溶液,在儀器的最佳條件下進行測定并求出加標回收率，結果見表10所示：。

表10 樣品的加標回收率

4 結論

本文采用氫化物發生-原子熒光光譜法測定了礦石中的砷含量，并確定了儀器最佳測定條件，載流和還原劑的適宜濃度。

在最佳測量條件下，國家標準物質的測定值在標示值范圍內。對三陽礦業的礦石樣品砷含量測定的結果為：編號1400250為1.594 mg/kg；編號1400251為 2.070 mg/kg；編號 1400252 為 6.603 mg/kg；編號1400253為1.163 mg/kg，每個樣品測定值的相對標準偏差都小于2%，加標回收率在95%到105%之間，結果表明用該方法測定結果精密度和準確度都很高，滿足分析要求。綜上所述，本實驗操作簡便、檢出限低、靈敏度和準確度高、數據重現性好。

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