電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定銅冶煉副產(chǎn)品粗二氧化碲中雜質(zhì)元素含量

劉春華

（紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，福建 龍巖 364200）

二氧化碲主要用作制備二氧化碲單晶﹑玻璃的著色劑和有機化學(xué)合成的催化劑等，也是生產(chǎn)精碲的原料[1]。碲資源缺乏，價值較高，礦物中的碲多與金﹑銀﹑銅﹑鉛﹑鎳﹑鉍﹑汞﹑砷等，從礦物中直接回收碲目前尚無工業(yè)實踐基礎(chǔ)，主要是從銅﹑鉛陽極泥，鉍冶煉渣料，鉛﹑銅煙塵，硫酸鉛泥，金屬廢料中回收[2]。銅冶煉過程中，碲與金﹑銀等元素富集進(jìn)入陽極泥，在陽極泥處理過程實現(xiàn)碲的提取，因此銅陽極泥是碲提取的主要原料[3]。粗二氧化碲中主要存在的元素有銅﹑銀﹑鉍﹑硒﹑鉛﹑銻﹑砷等，目前大多企業(yè)使用X-熒光光譜儀進(jìn)行半定量分析，誤差大，或者使用原子吸收光譜儀﹑原子熒光光譜儀進(jìn)行單元素分析，分析時間過長，而電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）具有檢出限低﹑靈敏度高﹑基體效應(yīng)小﹑線性范圍寬并且能多元素同時分析等優(yōu)點[4]，因此，本文建立電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定粗二氧化碲中的銅﹑銀﹑鉍﹑硒﹑鉛﹑銻和砷含量具有重大意義，實現(xiàn)高效分析檢測。

1 實驗部分

1.1 主要儀器

主要儀器為PerkinElmer公司的Optima5300DV型等離子體原子發(fā)射光譜儀。

1.2 主要試劑和標(biāo)準(zhǔn)

除非另有說明，在分析中均使用分析純的試劑和去離子水或蒸餾水或相當(dāng)純度的水。

（1）硝酸（ρ1.42g/mL）。

（2）鹽酸（ρ1.19g/mL）。

（3）混合酸：1份硝酸（1）和9份鹽酸（2）混勻。

（4）鹽酸（1+1）。

（5）酒石酸溶液（300g/L）：稱取300g酒石酸溶于1000mL水中，混勻，存于已洗凈的帶蓋塑料瓶中。

（6）銅﹑銀﹑鉍﹑硒﹑鉛﹑銻和砷標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：采購國家標(biāo)準(zhǔn)溶液，此溶液1mL含1mg銅﹑鉍﹑硒﹑鉛﹑銻和砷。

（7）混合標(biāo)準(zhǔn)溶液A：分別移取5.00mL標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液（6）于100mL容量瓶中，加入10mL鹽酸（2），用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含50μg銅﹑鉍﹑硒﹑鉛﹑銻和砷。

（8）混合標(biāo)準(zhǔn)溶液B：分別移取10.00mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液A（7）于100mL容量瓶中，加入10mL鹽酸（2），用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含5μg銅﹑鉍﹑硒﹑鉛﹑銻和砷。

（9）高純氬氣（Ar≥99.99%）。

1.3 實驗方法

準(zhǔn)確稱取0.10g（精確至0.0001g）試料置于150mL聚四氟乙烯燒杯中，加入10mL混合酸（3），低溫加熱使樣品溶解完全后，繼續(xù)加熱至溶液剩余1mL，取下稍冷，加入10mL鹽酸（2）于電熱板上加熱至微沸后，加入2mL酒石酸溶液（5）,取下冷卻，將試液全部轉(zhuǎn)移入容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。靜置澄清或過濾。隨同空白試驗。超曲線的待測元素按表1分取試液，置于50mL容量瓶中，加入5mL鹽酸（2）﹑1mL酒石酸溶液（5），用水稀釋至刻度，混勻。于電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀上，測量試液及隨同試料空白溶液的發(fā)射光譜強度，儀器依據(jù)工作曲線計算出被測元素的質(zhì)量濃度。

表1 試料量及體積

1.4 工作曲線的繪制

在另一組已加入10mLHCl（2）和2mL酒石酸溶液（5）的100mL容量瓶中，依次加入0mL﹑5mL﹑10mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液B（8）和2mL﹑10mL﹑20mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液A（7）配制成同時含有銅﹑銀﹑鉍﹑硒﹑鉛﹑銻和砷的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，含量見表2，相關(guān)系數(shù)大于0.9999。

表2 工作曲線

2 結(jié)果討論

2.1 待測元素譜線的選擇

待測元素譜線的選擇主要受干擾元素﹑測定譜線強度以與待測元素相互干擾的影響，經(jīng)實驗，綜合考慮譜線靈敏度﹑背景等效濃度﹑譜線強度等，選擇譜線峰型較好，無明顯干擾的譜線作為分析線，選擇元素譜線分析為Cu327.393nm﹑Ag328.068nm﹑Bi223.061nm﹑Se196.026nm﹑Pb220.353nm﹑Sb217.582nm和As193.696nm。

2.2 儀器參數(shù)的選擇

考察了儀器的射頻發(fā)生器功率﹑霧化氣流量﹑觀測高度﹑進(jìn)液泵流量﹑等離子體氣流量﹑輔助氣流量﹑測定時間及觀測方式等對待測元素的影響，選擇了實驗的最佳儀器測量參數(shù)，見表3。

表3 Optima5300DV型等離子體原子發(fā)射光譜儀工作條件

2.3 方法檢出限

按測定方法重復(fù)測定11次試劑空白溶液，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差為該方法的檢出限，10倍的檢出限及試樣量0.10g﹑定容體積100mL計算定量下限，結(jié)果見表4。

表4 儀器檢出限和方法測定下限

2.4 干擾實驗

粗二氧化碲中主要存在二氧化碲基體（≥50%）以及其主要的雜質(zhì)元素銅﹑銀﹑鉍﹑硒﹑鉛﹑銻和砷。

2.4.1 二氧化碲基體的干擾

對含有0.5mg/L和5mg/L的銅﹑銀﹑鉍﹑硒﹑鉛﹑銻和砷的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液中，加入不同含量的二氧化碲基體，待測元素測定結(jié)果見表5。

從表5可以看出，二氧化碲基體對所選譜線的待測元素的測定基本無影響。

表5 二氧化碲基體對測定元素的干擾

2.4.2 雜質(zhì)元素間的相互干擾

為判斷待測元素間是否存在互相干擾，以縱列為干擾加入量，橫列為測定值，分別移取0.40mL﹑2.00mL﹑50mg/L銅﹑銀﹑鉍﹑硒﹑鉛﹑銻﹑砷混合標(biāo)準(zhǔn)溶液于兩組100mL容量瓶中，干擾元素按測定元素的50倍加入，結(jié)果見表6。

表6 元素間互相干擾

從表6可以看出，待測元素間無明顯影響。

2.5 方法精密度實驗

對不同含量的粗二氧化碲樣品進(jìn)行7次獨立測定，測定結(jié)果見表7，由表7可知，各元素相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.79%～5.4%，數(shù)據(jù)重復(fù)性好，方法精密度高。

表7 方法精密度實驗

2.6 方法準(zhǔn)確度實驗

選取4#樣品，進(jìn)行加標(biāo)回收實驗，實驗結(jié)果見表8，由表8數(shù)據(jù)可知，各元素加標(biāo)回收率為95.8%～109.4%之間，測定結(jié)果準(zhǔn)確度好，表明方法具有較好的準(zhǔn)確性。

表8 加標(biāo)回收實驗

3 結(jié)語

采用混合酸溶解試料，采用ICP-AES檢測，方法快速﹑簡便，有良好的精密度和準(zhǔn)確度，加標(biāo)回收率高，能夠很好地滿足銅冶煉副產(chǎn)品粗二氧化碲中銅﹑銀﹑鉍﹑硒﹑鉛﹑銻和砷的檢測要求。