冷原子熒光光譜法測定磷礦浮選捕收劑中汞

梅連平，李云東，劉晨曦，楊曉龍

（云南云天化股份有限公司 研發中心，云南 昆明 650228）

0 引言

隨著磷礦資源的逐漸貧瘠，可供開采的高品位磷礦越來越少，如何有效利用中低品位磷礦成為科研難題。浮選是提高中低品位磷礦品位的主要方法，磷精礦應用在各大化工領域，如磷酸的制備以及飼料級磷酸鈣鹽的生產等。以地溝油等為原料制備的磷礦浮選捕收劑中含有一定量汞。國家對飼料級磷酸鈣鹽中汞含量有嚴格要求，對磷礦浮選捕收劑中汞的監測和控制能有效溯源產品中汞含量。所以快速、準確測定磷礦浮選捕收劑中的汞含量具有重要意義。目前汞的測量方法主要有分光光度法、冷原子吸收光譜法、冷原子熒光光譜法、陽極溶出伏安法及生化檢測方法等［1］。冷原子熒光光譜法測定磷礦浮選捕收劑中的汞未見報道，筆者以該方法測定磷礦浮選捕收劑中的汞，并對樣品前處理及測定條件進行優化。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

儀器：AFS-930型原子熒光光度計；汞高強度空心陰極燈。試劑：汞標準溶液（1 000 mg/L），鋼鐵研究總院；濃硫酸、濃硝酸、鹽酸、硼氫化鉀等均為優級純；實驗室用水均為超純水。

1.2 儀器工作條件

負高壓280 V，燈電流30 mA，原子化器高度10 mm，原子化器溫度200 ℃，載氣流量400 mL/min，屏蔽氣流量800 mL/min，讀數時間7.0 s，延遲時間2.5 s。

1.3 實驗方法

1.3.1 磷礦浮選捕收劑的前處理

稱取磷礦浮選捕收劑0.5 g（精確至0.000 1 g）于250 mL磨口錐形瓶中，加入濃硫酸25 mL，裝上冷凝管，接通冷卻水，在電爐上加熱碳化，然后加入濃硝酸5滴進行消化，至液體成透明黃色，繼續小火加熱30 min，冷卻。用去離子水沖洗冷凝管，沖洗液與冷卻后消解液一起轉移至250 mL 容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，搖勻，即為待測液。

1.3.2 標準曲線的建立和樣品測定

將汞標準溶液（1 000 mg/L）逐級稀釋至100 μg/L的汞標準儲備液，吸取10 mL 汞標準儲備液于100 mL容量瓶中，加入濃鹽酸5 mL，加水至刻度，搖勻。在設定儀器條件下，利用AFS-930型原子熒光光度計的單點自動配制功能完成標準曲線建立，在設定條件下測定待測液汞含量。

2 結果與討論

2.1 樣品前處理的選擇

樣品中汞元素的測定，無論是常用的濕法消解還是干灰化，最大的問題就是氣化損失，所以前處理是汞準確測定的關鍵。由于合成捕收劑的原料成分復雜，含各種形態的無機汞和有機汞，實驗選用濃硫酸碳化、濃硝酸消化，將汞轉變為可直接測定狀態。

2.2 儀器工作條件的選擇

2.2.1 負高壓和燈電流

隨著光電倍增管負高壓和燈電流的增大，熒光值明顯增大。但當光電倍增管負高壓增大時，噪聲也增大，而且過高的燈電流會縮短空心陰極燈的使用壽命［2］。為滿足樣品中汞的測定需要，將噪聲控制在較低的水平，同時考慮靈敏度，實驗確定的負高壓和燈電流分別為280 V和30 mA。

2.2.2 載氣流量和屏蔽氣流量

載氣流量過小，產生的氫化物不能迅速送入原子化器中，且載氣同時對汞有稀釋作用；載氣流量過大，會稀釋進入原子化器的氫化物濃度，導致熒光強度下降。實驗選用載氣流量為400 mL/min。

屏蔽氣既可以防止周圍空氣滲入，避免汞與空氣組分發生反應，又可以降低儀器的輻射噪聲。為保證熒光信號較強、穩定性好，實驗選擇屏蔽氣流量為800 mL/min。

2.3 反應介質條件的選擇

2.3.1 還原劑硼氫化鉀溶液

作為氫化物發生反應的還原劑，硼氫化鉀的濃度直接影響氫化物的生成。硼氫化鉀濃度過低會影響氫化物的生成率；濃度過高，反應太劇烈，氫氣產生太多反而稀釋了待測物，靈敏度下降。實驗采用1% KBH4和0.5% KOH為還原劑。

2.3.2 載流濃度

鹽酸、硝酸、硫酸均可以作載流。但由于硫酸具有腐蝕性一般不宜采用；硝酸具有較強的氧化性，易產生氮氧化物干擾，影響檢測結果；鹽酸還原性好，故選用鹽酸作為載流。實驗發現熒光強度隨著載流濃度的增加先增強后減弱，當鹽酸質量分數為5%時，熒光強度基本穩定且達到最大值，實驗選擇質量分數5%的鹽酸溶液為載流。

2.4 標準曲線和檢出限

在設定儀器條件下，配制10 μg/L 的汞標準溶液，利用AFS-930型原子熒光光度計的單點自動配制功能完成標準曲線的建立，線性回歸方程為y=210.62x+21.86，相關系數為0.999 9，汞質量濃度在0 ～10 μg/L 范圍內線性關系良好。按實驗方法對11 份空白溶液連續進樣測定，獲得方法的檢出限為0.042 8 μg/L。

2.5 精密度實驗

按實驗方法對實驗室選礦用過的捕收劑NECP-1-2平行測定11次。11次平行測定的w（Hg）平均值為3.47 μg/kg，相對標準偏差（RSD）為2.18%，具有良好的精密度。

2.6 回收率實驗

隨機抽取實驗室選礦用過的捕收劑，測定汞含量，同時做加標回收實驗，結果見表1。由表1 可知，加標回收率在97.67% ～101.50%，準確度較高。

表1 回收實驗結果

3 結論

冷原子熒光光譜法測定磷礦浮選捕收劑中汞結果準確，操作簡單、快速，成本低，可用于磷礦浮選捕收劑中汞含量的測定。