火焰原子吸收光譜法（AAS）測(cè)定銀精礦中鉍元素的含量

魏雅娟 吳雪英 江荊 葉玲玲

摘 要：研究建立了采用原子吸收光譜法（AAS）測(cè)定銀精礦中鉍元素含量的方法。其測(cè)定范圍為：0.05%≤Bi）≤5.00%； 通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，選用硝酸-鹽酸-氫氟酸-高氯酸濕法消解樣品，氫溴酸除銻，以鹽酸和酒石酸為介質(zhì)，原子吸收光譜法進(jìn)行測(cè)定。經(jīng)過(guò)儀器條件的選擇和條件實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化，確定了最優(yōu)的儀器條件、溶樣方法、介質(zhì)酸度等最佳實(shí)驗(yàn)條件。該方法的加標(biāo)回收率在96.57%-101.29%%，該方法快速、準(zhǔn)確，適用于銀精礦中鉍含量的測(cè)定。

關(guān)鍵詞：火焰原子吸收光譜法；銀精礦；鉍

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.207

0 前言

銀精礦通常是從銅精礦、鉛精礦、鉛鋅礦石冶煉過(guò)程中浮選出來(lái)的礦石，其銀含量超過(guò)2500g/t時(shí)，被稱之為銀精礦；在自然界中，銀主要以化合物的形式存在，約70%的銀資源是與銅、鋅、鉛、金等有色金屬和貴金屬礦床伴生的，同時(shí)含有少量的砷、鉍等對(duì)銀冶煉的有害組分，這些元素的含量是評(píng)價(jià)銀精礦的重要指標(biāo)。目前測(cè)定痕量鉍的方法主要有比色法[1-2]、滴定法[3] 、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法[4-5]、火焰原子吸收光譜法[6-7]、原子熒光光譜法[8-9]。其中比色法在選擇性和靈敏度方面尚有不足之處，且分離步驟冗長(zhǎng)，操作繁瑣；電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法靈敏度高，可同時(shí)測(cè)定多種元素，但是對(duì)于單元素的檢測(cè)成本較高，采用原子吸收光譜法和原子熒光光譜法較為適用。目前銀精礦中鉍含量的測(cè)定方法為采用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法，測(cè)定范圍是0.010%～0.50%[10]，靈敏度較高，但隨著銀精礦冶煉技術(shù)不斷更新和改變和銀精礦原料來(lái)源的多樣化，其組成和品質(zhì)有了很大的變化，現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能滿足目前部分高鉍含量的銀精礦檢測(cè)的需求，因此建立一個(gè)測(cè)定銀精礦中高鉍含量的光譜檢測(cè)方法具有十分重要的意義。本文采用硝酸-鹽酸-氫氟酸-高氯酸濕法消解樣品，通過(guò)加入氫溴酸除去試料中的砷、銻、錫元素，以鹽酸和酒石酸為介質(zhì)，防止高含量銀和鉍水解，用火焰原子吸收光譜法對(duì)銀精礦中的鉍含量進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定范圍為0.05%～5.00%，本文根據(jù)銀精礦的樣品特點(diǎn)，對(duì)儀器條件、樣品溶樣方法、元素干擾等各方面的影響，進(jìn)行了一系列條件試驗(yàn)，該法測(cè)定的檢出限、精密度、回收率均滿足國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)具有簡(jiǎn)便快速準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作條件

原子吸收分光光度計(jì) AA240 （VARIAN，美國(guó)；附鉍空心陰極燈）。

儀器工作條件：鉍空心陰極燈，波長(zhǎng)223.1 nm，燃燒器高度7 mm，光譜通帶0.2 nm，燈電流4 mA、乙炔流量2000 mL/min。

1.2 試劑

鉍標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：ρ=1000mg/mL（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）；鉍標(biāo)準(zhǔn)溶液：ρ=100mg/mL，由鉍標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋而成；鹽酸、硝酸、氫氟酸、高氯酸、氫溴酸均為分析純；酒石酸溶液（200g/L）；硝酸-高氯酸混合酸：將100 mL 硝酸緩慢加入到100 mL 高氯酸中，混勻。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

稱取0.20g試樣（精確至0.0001g），置于聚四氟乙烯燒杯中，加入15mL鹽酸，低溫加熱溶解約10 min以驅(qū)除硫化氫，加入5mL硝酸，蓋上聚四氟乙烯蓋，加熱約20min，取下聚四氟乙烯蓋，加入5mL氫氟酸，3mL高氯酸，蓋上聚四氟乙烯蓋，加熱至冒高氯酸白煙且體積約為1mL。取下四氟乙烯燒杯，稍冷，加入3mL鹽酸，5mL酒石酸溶液，用（2+98）鹽酸吹洗表面皿和杯壁，加熱煮沸使可溶性鹽類溶解，取下，冷卻至室溫，移入100mL容量瓶中，并用（2+98）鹽酸稀釋至刻度，混勻， 干過(guò)濾。隨同試樣做空白實(shí)驗(yàn)。

1.4 工作曲線的繪制

移取0、0.50、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL鉍標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別置于一組100mL容量瓶中，各加入5mL鹽酸，5mL酒石酸溶液，用水稀釋至刻度，混勻。

1.5 測(cè)定

使用空氣-乙炔火焰，于原子吸收光譜儀波長(zhǎng)223.1nm處，以水調(diào)零，測(cè)量系列標(biāo)準(zhǔn)溶液及待測(cè)試液的吸光度。減去系列標(biāo)準(zhǔn)溶液中“零”濃度溶液的吸光度，以鉍的濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制工作曲線。與標(biāo)準(zhǔn)溶液系列同時(shí)，以水調(diào)零，測(cè)量試液中鉍的吸光度，減去空白試驗(yàn)溶液的吸光度，從工作曲線上查出相應(yīng)的鉍濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器條件選擇試驗(yàn)

在不同的儀器參數(shù)條件下，測(cè)定鉍標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，以確定儀器最佳的工作條件。結(jié)果見(jiàn)表1。

2.2 單元素對(duì)鉍的干擾試驗(yàn)

向100ml容量瓶中分別加入鉍標(biāo)準(zhǔn)溶液使其濃度為1.00 mg/mL的單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入表2濃度的基體元素進(jìn)行干擾實(shí)驗(yàn)，濃度測(cè)定結(jié)果（已扣除基體空白）見(jiàn)表2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在±5%的誤差允許范圍內(nèi)，上述離子加入量的條件下，共存離子對(duì)測(cè)定元素?zé)o干擾。

2.3 溶解試驗(yàn)

分別采用四種常壓加熱溶解的方法對(duì)試樣進(jìn)行分解，方案一用鹽酸-硝酸-氫氟酸進(jìn)行溶樣，對(duì)于碳含量高的2#，試液中浮有大量黑色碳質(zhì)，且爬璧現(xiàn)象嚴(yán)重，對(duì)于銻含量高4#的樣品無(wú)法完全打開，底部有大量殘?jiān)?；方案二是在方案一的基礎(chǔ)上繼續(xù)加入硫酸，此方法能將銻含量高的4#部分打開，殘?jiān)繙p少，但是仍然不能完全溶解，而且對(duì)于鉛含量高的1#樣品容易發(fā)生水解，產(chǎn)生大量的白色沉淀，存在一定的吸附作用，導(dǎo)致鉍的測(cè)定結(jié)果偏低；方案三中通過(guò)反復(fù)加入高氯酸進(jìn)行除碳，加入高氯酸后2#樣品的黑色碳質(zhì)消失，但是對(duì)于銻含量高的樣品仍然無(wú)法溶解完全，因此考慮加入氫溴酸進(jìn)行除銻，即為方案四，用鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸-氫溴酸溶解樣品，可以將銀精礦中的鉍溶解完全。因此本方法采用方案四進(jìn)行溶樣。

2.4 回收率試驗(yàn)

選取試樣，加入一定量的鉍標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照本方法進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，分析結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可見(jiàn)，加標(biāo)回收率介于96.57%-101.29%之間，表明該方法的回收效果較好。

2.5 方法準(zhǔn)確性試驗(yàn)

按照本方法進(jìn)行溶樣，所得的溶液分別用火焰原子吸收光譜儀（AAS）與電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-AES）進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)表4對(duì)比可知，本法測(cè)定結(jié)果與ICP-AES法測(cè)定結(jié)果一致性好，說(shuō)明本方法具有較好的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)論

通過(guò)條件試驗(yàn)，建立的本分析方法---原子吸收光譜法測(cè)定銀精礦中鉍量，完全滿足銀精礦中鉍量的測(cè)定要求。方法具備如下特點(diǎn)：方法穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便，適用范圍廣，滿足銀精礦中鉍量的分析，鉍的測(cè)定范圍為0.05%～5.0%；方法精密度高，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.23%～3.74%之間；方法準(zhǔn)確度好，加標(biāo)回收率在96.57%-101.29%之間。

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作者簡(jiǎn)介：魏雅娟（1981-），女，廣西河池人，本科，工程師，主要從事分析檢測(cè)研究工作。