原子吸收分光光度法測(cè)定銻原料中鎘的含量

符永際

（湖南東港銻品有限責(zé)任公司，湖南東安 425900）

原子吸收分光光度法測(cè)定銻原料中鎘的含量

符永際

（湖南東港銻品有限責(zé)任公司，湖南東安 425900）

建立了對(duì)銻原料及精銻中鎘含量的測(cè)定方法。試樣采用王水溶解，用鹽酸－氫溴酸趕銻，鹽酸溶解殘?jiān)?，在鹽酸介質(zhì)中采用原子吸收分光光度法于波長(zhǎng)228.8 nm處測(cè)定鎘的吸光度。試驗(yàn)結(jié)果表明：該方法準(zhǔn)確、可靠、簡(jiǎn)便、適用。方法的檢出限0.008 2μg／mL，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于6%，回收率為93.0%～110.0%。

原子吸收分光光度法；銻原料；鎘量；測(cè)定

隨著銻原料來(lái)源的不斷拓寬，低含量鎘進(jìn)入冶煉系統(tǒng)，會(huì)影響銻回收率和精銻的品質(zhì)，是嚴(yán)格要求控制的有害元素之一。目前文獻(xiàn)報(bào)道有關(guān)鎘含量的分析方法有分光光度法［1］、原子吸收光譜法［2］、原子熒光光譜法［3］，近年來(lái)發(fā)展了電感耦合等離子體發(fā)射光譜［4］（ICP－AES）、電感耦合等離子體質(zhì)譜［5］（ICP－MS）等。

以往某公司化驗(yàn)室對(duì)銻原料及精銻［6］中的鎘含量采用雙硫腙光度法測(cè)定。這種方法要用到劇毒的氰化鉀掩蔽干擾離子和有機(jī)試劑三氯甲烷進(jìn)行萃取顯色，手續(xù)繁鎖，操作環(huán)境差，已不適用現(xiàn)代分析的需要。為解決上述問(wèn)題，試驗(yàn)采用王水溶解，鹽酸－氫溴酸趕銻，鹽酸溶解殘?jiān)?，在鹽酸介質(zhì)中于空氣－乙炔火焰原子吸收分光光度法對(duì)測(cè)定銻原料及精銻中的鎘含量進(jìn)行研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑及儀器

實(shí)驗(yàn)主要試劑：鹽酸（ρ＝1.19 g／mL）、硝酸（ρ＝1.42 g／mL）、氫溴酸（ρ＝1.48 g／mL）為分析純；王水（現(xiàn)用現(xiàn)配）；鎘標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：稱(chēng)取0.100 0 g純鎘（質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.99%）于100 mL燒杯中，加入20 mL硝酸，蓋上表面皿，加熱至完全溶解，煮沸除去氮的氧化物，冷卻至室溫，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液含鎘量為100μg／mL；鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液：移取10 mL鎘標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液于100 mL容量瓶中，加入5 mL鹽酸，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液含鎘量為10μg／mL；試劑配制所用水均為一級(jí)蒸餾水。

實(shí)驗(yàn)儀器：LAB600原子吸收分光光度計(jì)（沈陽(yáng)華光精密儀器有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 儀器實(shí)驗(yàn)條件

移取5.0 mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液于100 mL容量瓶中，加入5 mL鹽酸，稀釋至刻度，混勻（此時(shí)鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.5μg／mL），按表1逐項(xiàng)改變儀器工作條件進(jìn)行吸光度測(cè)定。

表1 儀器最佳條件選擇

1.2.2 樣品測(cè)定方法

按表2稱(chēng)取試樣放入100 mL燒杯中，加入8 mL王水，低溫加熱蒸干，冷卻。加入1 mL鹽酸、5 mL氫溴酸，低溫加熱蒸干，稍冷。加入3 mL鹽酸、1 mL氫溴酸，低溫加熱蒸干，冷卻（重復(fù)2～3次）。加入2 mL鹽酸，低溫加熱蒸干，冷卻。再加入2 mL鹽酸，并沿著杯壁吹入約5 mL水，煮沸溶解殘?jiān)?。將溶液移?0 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，干過(guò)濾溶液。

在儀器工作條件下與標(biāo)準(zhǔn)溶液系列同時(shí)測(cè)定，減去試樣空白溶液吸光度，根據(jù)吸光度由標(biāo)準(zhǔn)線性回歸方程式計(jì)算出試樣中鎘的濃度。

表2 試樣稱(chēng)取量（精確至0.000 1 g）

1.2.3 工作曲線的繪制

移取標(biāo)準(zhǔn)溶液／mL：0、0.50、1.00、2.50、5.00、7.50、10.00、15.00、20.00分別于一組100 mL容量瓶中，加入5.0 mL鹽酸，用水稀釋至刻度，混勻。

與試樣測(cè)定相同條件下測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)溶液吸光度。以鎘濃度為橫坐標(biāo)，以吸光度（減去“零”濃度溶液吸光度）為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線如圖1所示，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 線性范圍測(cè)定

圖1 鎘濃度與吸光度的關(guān)系

從圖1可以看出，鎘的濃度在0～1.00μg／mL時(shí)，與吸光度線性相關(guān)。工作曲線見(jiàn)圖2。

圖2 工作曲線

工作曲線用一元線性回歸方程處理，方程為A＝0.009 9＋0.392 0C，相關(guān)系數(shù)r＝0.999 0，線性良好。

1.2.4 分析結(jié)果的計(jì)算

鎘含量以鎘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ωCd計(jì)，按以下公式計(jì)算：

式中：C為自工作曲線上查得的鎘濃度／μg·mL－1；V為試樣的體積／mL；m為稱(chēng)取試樣量／g。所得結(jié)果表示至四位小數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器最佳工作條件

儀器條件的選擇對(duì)測(cè)定的靈敏度、準(zhǔn)確度、精密度及干擾消除有很大的影響，因此在進(jìn)行銻原料中鎘含量測(cè)定之前，必須進(jìn)行燈電流、助燃比、燃燒器高度、狹縫寬度等儀器條件試驗(yàn)，選定儀器的最佳工作條件。經(jīng)試驗(yàn)，選擇的儀器最佳工件條件為：鎘空心陰極燈，波長(zhǎng)228.8 nm，狹縫寬度0.4 mm，燈電流2 mA，燃燒器高度5mm，空氣壓力0.30 MPa，乙炔流量1.3 L／min。

2.2 溶樣方法的選擇

銻原料及精銻中鎘含量的溶解方法有多種，但銻是容易水解的物質(zhì)，溶解以后一定要保持酸度防止水解，通常采用酒石酸絡(luò)合銻以防止其銻水解。溶樣應(yīng)考慮幾個(gè)因素：試樣溶解完全；欲測(cè)定的元素不損失；試劑帶來(lái)的干擾少。

通過(guò)試驗(yàn)表明，用酒石酸鉀鈉－硝酸－鹽酸溶解時(shí)，因引起大量鈉離子而帶來(lái)干擾，且鹽分太高會(huì)在霧化器出口形成結(jié)晶，堵塞霧化器；用王水溶解，鹽酸－氫溴酸揮銻，鹽酸溶解殘?jiān)姆椒梢詽M(mǎn)足以上幾個(gè)因素。因此，本試驗(yàn)采用王水溶解，鹽酸－氫溴酸揮銻的方法溶樣。

2.3 介質(zhì)及介質(zhì)酸度試驗(yàn)

選擇不同酸度的硫酸、硝酸和鹽酸，配成0.5 μg／mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，在儀器工作條件下，分別測(cè)定其吸光度，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 不同酸、酸度體系對(duì)吸光度的影響試驗(yàn)

從表4可以看出，在鹽酸和硝酸酸度1%～10%范圍內(nèi)其吸光度穩(wěn)定，硫酸酸度增加使吸光度有上升趨勢(shì)。考慮到低酸度可能造成試樣中殘余的銻水解，酸度太高不便于操作及對(duì)儀器、環(huán)境不利，選用5%的鹽酸介質(zhì)。

2.4 干擾試驗(yàn)及消除

2.4.1 基體銻的干擾

分別取不同量的高純銻，加入5 mL 10μg／mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，用王水溶解，配成0.5μg／mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，在鹽酸介質(zhì)中測(cè)定吸光度，數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

表5 含銻量與吸光度的關(guān)系

表5表明：基體銻對(duì)鎘含量的測(cè)定有干擾，必須采取措施消除。

2.4.2 基體干擾的消除

消除銻干擾的措施通常有兩種：一是用酒石酸鉀鈉絡(luò)合銻，但此法易使霧化器和燃燒頭阻塞，甚至有記憶效應(yīng)，極少采用；二是利用銻的鹵化物沸點(diǎn)較低，采用低溫?fù)]發(fā)分離。由于SbCl3的沸點(diǎn)223℃，SbBr3的沸點(diǎn)230℃，而CdCl2的沸點(diǎn)為900℃，CdBr2的沸點(diǎn)為943℃，故揮發(fā)分離是可行的。

取0.500 0 g、1.000 0 g高純銻，分別置于6個(gè)100 mL燒杯中，加8 mL王水溶解，加入不同量的10μg／mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，以下按樣品測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定，數(shù)據(jù)見(jiàn)表6。

表6 揮發(fā)分離銻試驗(yàn)

從表6可以看出：低溫?fù)]發(fā)分離銻后，鎘的測(cè)定回收率在90.5%～102%之間，無(wú)損失。

2.4.3 雜質(zhì)干擾試驗(yàn)

在4個(gè)100 mL燒杯中各稱(chēng)取高純銻1.000 0 g，加入銻原料中可能存在的雜質(zhì)元素的最大量／g：Pb 2.0、As 2.0、Cu 0.2、Fe 0.2，分別加入10μg／mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液／mL：0.5、1.0、1.5、2.0，按樣品測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 雜質(zhì)干擾試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表7可以看出，銻原料中通常存在的雜質(zhì)元素不干擾鎘量的測(cè)定。

2.5 方法檢出限和檢測(cè)下限

在儀器工作條件下，以5%鹽酸溶液為空白，測(cè)定濃度為0.5μg／mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。計(jì)算出本方法的檢出限為0.008 2μg／mL，樣品檢測(cè)下限為0.000 05%。

2.6 準(zhǔn)確度和精密度

2.6.1 樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)

取2個(gè)樣品，分別加入不同量的10μg／mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，按實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法進(jìn)行，其結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 加標(biāo)回收試驗(yàn)

以上試驗(yàn)結(jié)果表明：鎘的回收率較好，在93.0%～110.0%之間。

2.6.2 精密度試驗(yàn)

取3個(gè)樣品，按實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法各平行測(cè)定9次，結(jié)果見(jiàn)表9。

表9 方法精密度試驗(yàn)（n＝9） %

以上試驗(yàn)結(jié)果表明：該方法穩(wěn)定，重復(fù)性好、精密度高。

2.6.3 與外檢單位結(jié)果對(duì)比

選取6個(gè)不同的樣品，在某研究院用ICP－AES檢測(cè)及在該公司化驗(yàn)室按該方法測(cè)定，其結(jié)果見(jiàn)表10。

表10 與外檢單位結(jié)果對(duì)比試驗(yàn)

上述結(jié)果表明：該方法測(cè)定結(jié)果與ICP－AES光譜法測(cè)定結(jié)果相符。

3 結(jié) 語(yǔ)

采用王水溶解，鹽酸－氫溴酸揮銻，鹽酸溶解殘?jiān)?，?%鹽酸介質(zhì)中于原子吸收分光光譜儀波長(zhǎng)228.8 nm處測(cè)定鎘的吸光度，試驗(yàn)表明，該方法可靠性高、準(zhǔn)確性高，且操作簡(jiǎn)便，回收率為93.0%～110.0%，檢出限0.008 2μg／mL，樣品測(cè)定下限低于0.000 05%，可作為該公司銻原料及精銻中鎘含量的測(cè)定方法。

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Determ ination of Cadm ium Content in Antimony Raw M aterials by Atom ic Absorption Spectrophotometry

FU Yong-ji
（East Hunan Port Stibium Limited Company，Dong′an 425900，China）

This paper established amethod for the determination of cadmium content in antimony and antimony concentrate raw materials.The sample was dissolved in aqua regia，using hydrochloric acid hydrobromic acid catch Sb，dissolved in hydrochloric acid residue，the absorbance was determined by atomic absorption spectrophotometry in wavelength determination of cadmium in hydrochloric acid medium.The test results show that：themethod is accurate，reliable，simple，applicable.The detection limits of themethod 0.008 2μg／mL，the relative standard deviation is less than 6%，and the recovery rate is 93.0%～110%.

atomic absorption spectrophotometry；antimony raw materials；cadmium；determination

O657.31

：A

：1003－5540（2014）06－0077－04

2014－07－28

符永際（1982－），男，工程師，主要從事有色金屬的分析及技術(shù)管理工作。