泡沫塑料富集- 原子吸收光譜法測(cè)定碲化銅中金含量

史 靜， 陳 成

（銅陵有色金屬集團(tuán)控股有限公司技術(shù)中心， 安徽 銅陵 244101）

碲化銅是銅冶煉工藝下游處理銅陽(yáng)極泥生產(chǎn)金銀等貴金屬工藝中，用銅粉置換濕法浸出處理時(shí)的副產(chǎn)品。碲化銅是黑色的晶體粉末，常溫下在空氣中比較穩(wěn)定。碲化銅不僅是重要的無(wú)機(jī)材料，還是儲(chǔ)存碲和銅資源的極好形式，同時(shí)也是下游企業(yè)精煉生產(chǎn)精碲的重要原料。作為以生產(chǎn)金銀為主產(chǎn)品的企業(yè)，副產(chǎn)品中金銀的含量高低是生產(chǎn)控制以及金屬平衡中必須要把控的，所以碲化銅中金含量對(duì)于貿(mào)易結(jié)算和生產(chǎn)控制具有重要的意義。

目前，金含量的測(cè)定方法有火試金法[1-2]、分光光度法[3]、原子吸收光譜法[4-5]、重量法[6]等，眾多檢測(cè)機(jī)構(gòu)多采用火試金重量法，而碲化銅樣品無(wú)國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分析方法。碲化銅中的銅、硒、碲等雜質(zhì)元素含量較高，采用火試金過(guò)程中，會(huì)影響合粒從而給結(jié)果造成較大誤差。而作為廠礦企業(yè)，金含量對(duì)生產(chǎn)控制的重要不言而喻，那么及時(shí)性更是必須的，所以從縮短檢測(cè)周期、規(guī)范檢測(cè)方法等多角度考慮，本次實(shí)驗(yàn)考慮以泡沫塑料吸附- 原子吸收光譜法檢測(cè)金含量，可與火試金方法形成互補(bǔ)，用于日常快速檢測(cè)。本文將試樣經(jīng)王水分解，在王水介質(zhì)中以泡沫塑料吸附金的絡(luò)合物[AuCl]4-后與其他高含量干擾元素分離，進(jìn)而經(jīng)硫脲洗脫，使用原子吸收光譜法測(cè)定金含量，結(jié)果滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

AA800 型原子吸收光譜儀（美國(guó)PE）：WinLab32 for AA 操作軟件。

王水（現(xiàn)配現(xiàn)用）：在通風(fēng)櫥中，量取1 份體積的硝酸慢慢的倒入3 份體積的鹽酸中，不斷的用玻璃棒攪拌，待溶液溫度降至常溫，移入棕色試劑瓶，蓋好蓋子，貼好標(biāo)簽，備用。

鹽酸（GR），硝酸（GR），硫脲（AR），三氯化鐵（AR），三氯化鐵溶液100 g/L，硫脲溶液2%。

金標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液（Au 0.1 g/L）：稱取0.100 0 g 金w（Au）≥99.99%于100 mL 燒杯中，加入20 mL 王水加熱溶解后，移入裝有50 mL鹽酸、50 mL硝酸的1 000 mL 容量瓶中，以一級(jí)水稀釋至刻度，混勻。

金標(biāo)準(zhǔn)溶液（Au10 μg/mL）：移取10.00 mL 金標(biāo)準(zhǔn)溶液貯存于100 mL 容量瓶中，加入10 mL 王水，以水稀釋至刻度，混勻。

高純氬氣純度>99.9%，實(shí)驗(yàn)用水均為超純水。

1.2 儀器工作條件

乙炔氣流量為1.5 L/min；空氣流量為19 L/min；燈類型為空心陰極燈；燈電流為10 A；狹縫為0.7H；Au 分析譜線為Au242.8nm。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品前處理

稱取10 g（精確到0.1 mg）樣品置于250 mL燒杯中，加入60 mL 王水（1+2），在電熱板上加熱溶解，至體積50 mL 左右，取下冷卻。將燒杯中試液轉(zhuǎn)移至250 mL 聚乙烯塑料瓶，用純水少量多次洗至150 mL刻度左右。

放入一塊用1.0 mol/L 鹽酸浸泡30 min，用水洗擠干的泡沫塑料，蓋上蓋子，設(shè)置振蕩速度180 次/min，在振蕩機(jī)上振蕩90 min。取出泡沫塑料，用水洗凈，擠干，放進(jìn)25 mL比色管中，加入25 mL 硫脲溶液（2.0%），趕走氣泡，在沸水浴中煮沸60 min，趁熱用鑷子反復(fù)擠壓泡沫塑料、冷卻、定容、待測(cè)。隨同試樣做空白試驗(yàn)。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液系列的配制

分別移取0、2.00、5.00、10.00、25.00 mL 金標(biāo)準(zhǔn)溶液于一組100 mL 容量瓶中，加入5 mL 鹽酸、5 mL硝酸，用水稀釋至刻度，搖勻。此標(biāo)準(zhǔn)溶液系列中金質(zhì)量濃度分別為0、0.20、0.50、1.00、2.50 μg/mL。

1.3.3 結(jié)果計(jì)算

選用1.2 儀器工作條件，將金標(biāo)準(zhǔn)溶液系列和上述試液使用原子吸收測(cè)定，扣除空白強(qiáng)度，測(cè)定3 次，取平均值，從校準(zhǔn)曲線上得到金的測(cè)定值，進(jìn)而計(jì)算出碲化銅中金的含量。

金的含量以金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)wBa計(jì)，數(shù)值以g/t 表示，按式（1）計(jì)算。

式中：ρ1為從校準(zhǔn)曲線上查得的金質(zhì)量濃度，μg/mL；ρ0為從校準(zhǔn)曲線上查得的空白質(zhì)量濃度，μg/mL；V 為溶液的總體積，mL；m 為稱取試樣的質(zhì)量，g。

每個(gè)試樣至少重復(fù)測(cè)定兩次，取兩次測(cè)定值的平均值作為測(cè)定結(jié)果。計(jì)算結(jié)果表示至小數(shù)點(diǎn)后兩位。

2 試驗(yàn)結(jié)果

碲化銅樣品經(jīng)王水、（1+1）王水、（1+2）王水、（1+1）鹽酸+濃硝酸溶解等多種混合試劑處理。發(fā)現(xiàn)采用（1+2）王水溶解的樣品無(wú)明顯顆粒物存在，且樣品溶解的金含量達(dá)到最高值。后續(xù)就（1+2）王水溶解樣品后的一系列影響因素進(jìn)行了如下試驗(yàn)。

2.1 泡沫吸附震蕩時(shí)間試驗(yàn)

采用1.3 實(shí)驗(yàn)方法，加入泡沫塑料吸附金時(shí)，需要震蕩來(lái)提高吸附效率，震蕩時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)金的吸附有較大影響，分別選擇30 min、60 min、90 min、120 min震蕩時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)做空白試驗(yàn)。結(jié)果表明，當(dāng)振蕩時(shí)間為60 min 以下時(shí)，金含量偏低，說(shuō)明在振蕩時(shí)，沒(méi)有吸附完全，當(dāng)振蕩時(shí)間為90 min 以上時(shí)，解析效率趨于穩(wěn)定，數(shù)據(jù)重現(xiàn)性也很好。因此，震蕩時(shí)間短吸附不完全，震蕩時(shí)間長(zhǎng)不利于節(jié)約時(shí)間成本。故我們選擇的震蕩時(shí)間為90 min。

2.2 最佳硫脲用量試驗(yàn)

硫脲對(duì)金具有很強(qiáng)的絡(luò)合能力，因此我們通常選擇硫脲作為含金泡塑的最好解脫劑。采用1.3 實(shí)驗(yàn)方法，在硫脲浸金時(shí)分別選擇硫脲濃度為1.0%、2.0%、3.0%、4.0%進(jìn)行解析試驗(yàn)，同時(shí)做空白試驗(yàn)。結(jié)果表明，用1%硫脲濃度解脫含金泡塑時(shí)，金含量最低。硫脲濃度在2%～4%范圍內(nèi)均能將金解脫完全，解析效率在99%以上。在既能保證金被完全解脫又考慮成本不致造成大量浪費(fèi)的情況下，我們選擇2%硫脲濃度作為解脫劑。

2.3 硫脲解析時(shí)間的試驗(yàn)

采用1.3 實(shí)驗(yàn)方法，在硫脲浸金時(shí)，分別選擇硫脲解析時(shí)間為30 min、40 min、60 min、80 min 四個(gè)條件進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)做空白試驗(yàn)。結(jié)果表明，當(dāng)解析時(shí)間30 min、40 min 時(shí)測(cè)定結(jié)果較低，說(shuō)明在解析時(shí)，由于時(shí)間不夠，沒(méi)有解析完全，當(dāng)解析時(shí)間60 min 時(shí)，解析效率最高，解析時(shí)間80 min 時(shí)解析效率偏低，可能解析時(shí)間長(zhǎng)有揮發(fā)損失。因此，確定最佳的解析時(shí)間為60 min。

2.4 硫脲解析液酸度試驗(yàn)

硫脲對(duì)于金的檢測(cè)會(huì)造成一定的影響，通常應(yīng)當(dāng)在酸性環(huán)境下進(jìn)行，因?yàn)閴A性環(huán)境硫脲呈現(xiàn)不穩(wěn)定性狀態(tài)。采用1.3 實(shí)驗(yàn)方法，在選擇硫脲浸金時(shí)，分別加入0.0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%鹽酸溶液，同時(shí)做空白試驗(yàn)。結(jié)果表明，鹽酸介質(zhì)濃度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）在0.5%～1.5%時(shí)，硫脲解析液均能定量解析金，鹽酸介質(zhì)濃度過(guò)大，解析液的解析效率有所下降，在不加鹽酸介質(zhì)的硫脲解析液也能定量解析金，且解析效率最好。因此我們選擇不加鹽酸介質(zhì)的硫脲解析液。

2.5 儀器條件試驗(yàn)

儀器同樣會(huì)對(duì)金的檢查結(jié)果造成一定的影響，這就應(yīng)當(dāng)對(duì)儀器進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，如助燃?xì)獗群蜔綦娏鞯葪l件進(jìn)行科學(xué)的調(diào)節(jié)，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。由于儀器測(cè)定前會(huì)自動(dòng)進(jìn)行燃燒頭高度、靈敏度等自校優(yōu)化程序，故主要進(jìn)行了乙炔/空氣流量（L/min）、燈電流（A）參數(shù)實(shí)驗(yàn)。

在試驗(yàn)中，設(shè)定乙炔流量1.5 L/min、燈電流10 A，分別在空氣流量21 L/min、20 L/min、19 L/min、18 L/min、17 L/min 下對(duì)0.5 μg/ml、1.0 μg/ml、2.5 μg/ml標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，空氣流量值設(shè)定越小，火焰逐漸變紅，測(cè)定中吸光度值不穩(wěn)定，重現(xiàn)性差。所以選定空氣流量為19 L/min。設(shè)定燈電流10 A、空氣流量19 L/min，分別設(shè)乙炔流量1.2 L/min、1.5 L/min、2.0 L/min、2.5 L/min 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定，結(jié)果表明，乙炔流量設(shè)置越大，火焰越高，火焰抖動(dòng)越厲害，從而導(dǎo)致吸光度值很不穩(wěn)定，所以選定乙炔流量1.5 L/min。

3 試驗(yàn)結(jié)果討論

3.1 共存元素對(duì)鋇測(cè)定的影響

通過(guò)對(duì)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的總結(jié)發(fā)現(xiàn)，碲化銅中共存元素的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）范圍如下：銅，35%～40%；碲，30%～40%；硒，0.050%～0.10%；鈀，0.07%～0.10%；砷，0.40%～0.50%；銻，0.0010%～0.10%；鐵，0.050%～0.10%；鉛，0.010%～0.10%。故碲化銅中主要干擾元素為銅、碲、鐵、砷、鉛、硒。按照實(shí)驗(yàn)方法經(jīng)泡沫塑料吸附后，干擾元素除銅含量為0.001 2%以外，其余均<0.001%，基本對(duì)待測(cè)液中金無(wú)影響。

3.2 方法線性范圍、檢出限

工作曲線的繪制步驟與標(biāo)準(zhǔn)曲線相同，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在0～100 mg/L 范圍內(nèi)，工作曲線呈線性，其相關(guān)系數(shù)R 為0.999 9，所以方法的線性范圍為0～100 mg/L。把儀器調(diào)試到正常的工作狀態(tài)并保持穩(wěn)定30 min，按樣品前處理方式平行測(cè)定11 個(gè)空白試驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算空白測(cè)定結(jié)果的3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差（3σ），得到該方法的檢出限，結(jié)果為0.022 μg/mL。通過(guò)計(jì)算空白測(cè)定結(jié)果的6 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差（6σ），得到該方法的測(cè)定下限，結(jié)果為0.043 μg/mL。

3.3 重現(xiàn)性、回收率、方法對(duì)照實(shí)驗(yàn)

采用1.3 中最佳實(shí)驗(yàn)條件，選取5 個(gè)樣品進(jìn)行前處理并測(cè)定，數(shù)據(jù)如表1 所示：

表1 重現(xiàn)性、回收率、對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表1 可以看出，采用此方法測(cè)定碲化銅中金含量分析RSD 值最低可以達(dá)到1.12%，回收率均在98.28%～103.16%之間，與國(guó)標(biāo)火試金方法比照，均在允許誤差很小的范圍內(nèi)。