兩種不同酸溶體系微波消解-原子熒光測煤中砷含量對比

張 頔，唐大易，許 堅，曾 艷

(1.貴州省煤炭產品質量監督檢驗院，貴州 六盤水 553002；2.國家煤炭清潔轉化產品質量監督檢驗中心，貴州 六盤水 553002)

煤是我國主要能源之一，約占一次能源的70%。煤中微量元素(As，Se，F，Hg等)隨著煤炭的開采、燃燒進入環境，給我國環境安全和居民健康造成了巨大威脅[1]。我國對煤中有害元素含量也做了限量規定，如2015年1月1號開始實施的《商品煤質量管理暫行辦法》中規定砷含量不大于80μg/g，因此準確測定煤中砷含量具有重要意義[2]。

微波消解是近幾年興起的一種樣品前處理方法，具有速度快、試劑用量少、樣品不易被沾污、節約能源等優點，目前已在生物、地質、冶金、煤炭等多個領域得到廣泛應用[2]。

1 設備及試劑

1.1 設備

微波消解儀 奧地利安東帕

原子熒光光度計 中國北京吉天

1.2 試劑

HNO3、HF、H2O2、硼氰化鉀優級純，

硫脲、抗壞血酸、氫氧化鉀分析純

As標液1 mg/mL 國家有色金屬及電子材料研究總院

硫脲抗壞血酸溶液：100mL水中加硫脲和抗壞血酸各5g

載夜：5%HNO3

還原劑：氫氧化鉀-硼氰化鉀溶液 100mL水中加入0.35 g氫氧化鉀，在加入2g硼氰化鉀(順序不能顛倒)

所用到的玻璃器皿均用20%HNO3浸泡24h。

1.3 設備條件

原子熒光光度計

光電倍增管伏高壓 270 V 電流：總電流60 mA、輔陰極30 mA

載氣流量 300 mL/min 屏蔽器流量 800 mL/min

原子化高度 8 mm 注入量 0.5 mL

2 溶樣方法

2.1 HNO3-H2O2-HF體系

準確稱取粒度小于0.2 mm空氣干燥煤樣0.1～0.2 g于100 mL消解罐中，加入HNO33mL，用控溫電熱板60℃放置15 min,在加入3 mL HNO3，1mL H2O2，0.5 mLHF待反應緩和后，裝入外管，旋緊密封，放置于微波消解儀中。按照設定條件進行消解，至消解完，同時做空白實驗。

消解液冷卻后，用水沖洗消解罐內壁，將消解罐置于100℃的電熱板上加熱1 h,趕盡氮氧化合物和亞硝酸鹽，轉移至100 mL塑料容量瓶中，用水稀釋至60 mL左右，加入20 mL硫脲抗壞血酸溶液，定容，搖勻，靜置半個小時[3]。

2.3 HNO3-H2O2體系

準確稱取粒度小于0.2 mm空氣干燥煤樣0.1～0.2 g于100 mL消解罐中，加入HNO36 mL，H2O21 mL裝入裝入外管，旋緊密封，放置于微波消解儀中。按照設定條件進行消解，至消解完，同時做空白實驗[2]。轉移至100 mL塑料容量瓶中，用水稀釋至60 mL左右，加入20 mL硫脲抗壞血酸溶液，定容，搖勻。

如果天太冷，反應較慢，可以放到水浴鍋中加熱。

3 結果與討論

3.1 標準曲線圖

稀釋As標液至1μg/mL，在四個100 mL容量瓶中分別移取稀釋后的砷標液0.5,1,3,5 mL，加入3 mLHNO3，再加入20 mL硫脲抗壞血酸溶液，定容。校準曲線圖如圖1。

圖1 As標準曲線

3.2 結果影響

(1)HNO3-H2O2-HF體系：GBW11115a，標樣值18±1μg/g，測十次的平均值為：18.6μg/g。煤科院組織的能力比對樣P1901樣，由于空白值影響大，測得值在0～5μg/g之間。

此體系空白值高，在5～7μg/g范圍內，As含量低的煤樣受空白值影響大，出現測不出含量的情況。As含量高的煤樣受空白值影響不明顯。加標回收率為105%～110%

(2)HNO3-H2O2體系：測GBW11115a，十次的平均結果為17.3μg/g，測P1901值在2～4μg/g之間。筆者報的至為3.5μg/g，已通過能力比對。

此體系空白值較低，幾乎為零。對樣品中As含量影響較小。加標回收率為85%～105%

4 結論

(1)HNO3-H2O2-HF體系溶樣過程復雜，有HF溶液可以完全溶解煤樣，不留殘渣，需要趕酸，過程耗費時間長，HF消耗不完全時，溶液腐蝕設備管路。且空白值高，對低含量的煤樣影響大。

(2)HNO3-H2O2體系溶樣時間短，所用試劑少，空白值低，適用于As含量低的樣品。趕不趕酸對結果影響不大，選擇不趕酸。但是有時候會留有殘渣，對設備有影響。定容的時候會有氣泡出現，筆者水平有限，解釋不了。