原子熒光法測定銅精礦中砷和鉍方法改進

陳 紅 劉 磊

(江西銅業集團公司貴溪冶煉廠 中心化驗室，江西 貴溪 335400)

1 前言

氫化物發生-原子熒光光譜法測定銅精礦中砷和鉍有其無可比擬的優越性，但國標法測定銅精礦中砷和鉍時，要注意樣品溶解時加入富集劑的量，如果富集劑的量過多，不僅造成試劑浪費，而且增加了樣品處理時間。改進前富集劑使用硫酸鐵銨，加入堿性物質氨水后，生成無定形沉淀氫氧化鐵，吸附大量的水體積龐大，不易洗滌包裹的雜質銅離子等；改進后用少量硝酸鑭，加入堿性物質氨水后，生成無定形沉淀氫氧化鑭，體積小，易洗滌，富集效果理想。樣品處理富集劑改用硝酸鑭后在測定砷和鉍時，測定結果的準確性和穩定性更好。

2 實驗部分

2.1 主要儀器及工作參數[2]

AFS-2100型原子熒光光度計，負高壓：260V；燈電流：總電流40mv 主輔電流各15 mv；原子化器高度：8 mm；載氣流量：400ml/min 屏蔽氣流量：900 ml/min。

除非另有說明，在分析實驗中所用的酸堿試劑均為優級純，其它試劑均為分析純的試劑和蒸餾水或去離子水或相當純度的水。

2.2 試劑

2.2.1 氯酸鉀

2.2.2 鹽酸(ρ=1.19g/mL)，優級純。

2.2.3 鹽酸(1+24)

2.2.4 硝酸(ρ=1.42g/mL)，優級純。

2.2.5 硝酸(1+1)

2.2.6 硝酸(1+24)

2.2.7 硫酸(ρ=1.84g/mL)

2.2.8 硫酸(1+1)

2.2.9 硝酸(1+24)

2.2.10 氨水(ρ=0.9g/mL)

2.2.11 氨水(2+98)

2.2.12 氫氧化鈉溶液(200g/L)

2.2.13 氫氧化鈉溶液(2g/L)

2.2.14 硝酸鑭溶液(50g/L)

2.2.15 硫酸鐵銨溶液：稱取84.4g硫酸鐵銨溶于500mL水中，加20mL硫酸(1+1)，用水稀釋至1L，混勻，此溶液1mL含10mg鐵。

2.2.16 硝酸鑭溶液：稱取11.73氧化鑭于250mL燒杯中，加入40mL硝酸(1+1)，低溫溶解，加熱除去氮的氧化物，冷卻后，移入500mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含20mg鑭。

2.2.17 硝酸鑭溶液：移取10mL硝酸鑭溶液(16)于200mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含1mg鑭。

2.2.18 硫脲-抗壞血酸混合溶液：分別稱取5g硫脲和抗壞血酸，用水溶解后，稀釋至100mL，混勻。

2.2.19 硼氫化鉀溶液(20g/L)：稱取20g硼氫化鉀溶于1000mL氫氧鈉溶液中現配先用。

2.2.20 硝酸鐵溶液：稱取73.40g硝酸鐵于200mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻。此溶液1mL含10mg鐵。

2.2.21 砷標準溶液：此溶液1mL含4ug砷。

2.2.22 鉍標準溶液：此溶液1mL含4ug鉍。

2.2.23 試劑均為優級純，實驗用水為蒸溜水。

2.3 實驗方法

稱取銅精礦試樣0.2g，精確至0.0001g，置于300 ml的燒杯中，加約0.1g氯酸鉀與試料混勻，加入10 ml硝酸(2.2.4)，蓋上表皿，低溫加熱溶解，反復加少量氯酸鉀(2.2.4)至無單體硫析出為止，繼續溶至小體積，稍冷，加5mL硫酸(2.2.7)，混勻。加熱冒濃煙，取下冷卻，用水吹洗表皿及杯壁至50mL左右，加熱煮沸。

加2.5mL硝酸鑭溶液(2.2.17)，試料空白另加5ml硫酸鐵溶液(2.2.15)，加水至150mL左右，加熱至近沸，取下，加入氨水中和至生成的氫氧化銅溶解，再過量25mL，加熱煮沸，并保溫1h，用中速濾紙過濾，以熱氨水洗滌燒杯3次及沉淀4-5次，用30mL鹽酸將沉淀移入原燒杯中，再用鹽酸洗滌濾紙至無色。低溫蒸發至70mL左右，取下冷卻，移入100mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻。

按表1分取上述溶液于100mL容量瓶中，加入60mL水、10mL鹽酸(2.2.2)、10mL硫脲抗壞血酸混合溶液(2.2.18)，以水稀釋至刻度。

表1 試液分取量

2.4 工作曲線繪制

移取一系列砷標準溶液0mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、8.00mL于100mL容量瓶中，移取一系列鉍標準溶液0mL、0.50mL、1.00mL、3.00mL、6.00mL、8.00mL于100mL容量瓶中，再依次加入0.5mL硫酸鐵溶液(2.2.15)、2.5mL硝酸鑭溶液(2.2.17)、[原方法沒有加粗部分]，10ml鹽酸(2.2.2)，10ml硫脲-抗壞血酸(2.2.18)，以水稀釋至刻度，搖勻。在與測量試液相同條件下，于原子熒光光譜儀上測量熒光強度，繪制工作曲線。

3 試驗結果與討論

3.1 硝酸鑭試劑用量試驗

稱取一組均為0.2g，其含量為0.020%的試樣，分別加入1、2、1.5、2.5、3ml硝酸鑭富集劑，富集劑是否完全，具體情況見表2：

表2 硝酸鑭加入量試驗

從表2數據中可以得出，硝酸鑭加入量在2ml時砷，鉍含量已經達到最大。所以用加入2.5mL硝酸鑭試劑代替加入10mL硫酸鐵銨溶液，保證樣品中砷、鉍元素完全富集，不僅節約了試劑，而且縮短了洗滌沉淀的時間。

3.2 砷、鉍系列標準溶液試劑加入試驗

移取一系列砷標準溶液0mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、8.00mL于100mL容量瓶中，移取一系列鉍標準溶液0mL、0.50mL、1.00mL、3.00mL、6.00mL、8.00mL于100mL容量瓶中，保證標準溶液與試樣基體一致，再依次加入0.5mL硫酸鐵溶液(2.2.15)、2.5mL硝酸鑭溶液(2.2.17)，10ml鹽酸(2.2.2)，10ml硫脲-抗壞血酸(2.2.18)，以水稀釋至刻度，搖勻。

表3為原子熒光日常工作條件。

表3 AFS-2100型原子熒光光譜儀日常工作條件

3.2.1 加入不同量硫酸鐵銨對20ng/mL的As、Bi的熒光強度的影響試驗，確定出最佳熒光強度值

表4 加入不同量硫酸鐵銨對20ng/mL的As、Bi的熒光強度的影響

從表4數據中得出，硫酸鐵銨加入量在0.5mL時，砷、鉍標準溶液的強度值趨于穩定，所以加入0.5mL的量最合適，加多浪費試劑。

3.2.2 加入不同量硝酸鑭對20ng/mL的As、Bi的熒光強度的影響，確定出最合適的硝酸鑭的加入量

表5 加入不同量硝酸鑭對20ng/mL的As、Bi的熒光強度的影響

從表5數據中得出，硝酸鑭加入量在2.5mL時，砷、鉍標準溶液的強度值趨于穩定，所以加入2.5mL的量最合適。

3.2.3 未加入0.5mL硫酸鐵溶液和2.5mL硝酸鑭溶液和加入0.5mL硫酸鐵溶液和2.5mL硝酸鑭溶液，使其與樣品加入試劑一致。且樣品空白加入與試樣含鐵相當的硝酸鐵溶液，按照分析步驟，分別測定砷、鉍的熒光強度。以上試驗均重復8次，求出準確度和精密度。各組數據如下表6、表7：

表6 未加入0.5mL硫酸鐵溶液和2.5mL硝酸鑭溶液三個樣的測定結果與標準值對照

表7 加入0.5mL硫酸鐵溶液和2.5mL硝酸鑭溶液 改進后的測定結果對照

從表6可見，砷元素每個樣品8次的測定結果絕對差值在重復性限內，平均值與標準值的絕對差值不超過重復性限。但鉍元素測定結果超出重復性限，而且平均值總體偏低。

從表7可見，改變標準溶液的處理方式以后鉍的測定結果有明顯好轉，砷和鉍測定結果穩定，而且與標準值吻合較好。因此，應該加入0.5ml硫酸鐵溶液和2.5ml硝酸鑭溶液進行試驗。

4 準確度試驗

用改進后的方法測定銅精礦中的砷和鉍并將測定結果與標準樣品原定值對照，測定結果對照見表8：

表8 標準樣品分析對照

其測定結果與標準樣品原定值吻合較好。

5 結語

經過試驗和實際應用，將國標法測定銅精礦中砷和鉍的樣品處理的富集劑改變和工作曲線的標準溶液的所加試劑進行了改進，這樣不僅縮短洗滌沉淀的時間，降低分析成本，而且消除了影響分析結果穩定性的因素，提高了分析效率，使測定結果準確、可靠。