電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定銀側(cè)吹爐煙灰中的鉍

陳麗梅，陳 蘭，蔣金莉，曾 龍

（郴州市金貴銀業(yè)股份有限公司，湖南郴州 423038）

鉛電解過程中，鉛殘極板表面呈黑灰色泥狀的物質(zhì)，稱之為鉛陽極泥，陽極泥中含有標準電極電位比鉛正的貴金屬和一些稀有金屬，陽極泥中大部分元素以氧化形態(tài)存在。某廠采用側(cè)吹爐回收鉛陽極泥中的有價金屬，在高溫下配入還原劑炭精進行還原熔煉，部分元素如砷、銻、鉛、鉍、碲、硅等，以及一些貴金屬元素如銀、金等以低價氧化物揮發(fā)進入煙塵，稱之為銀側(cè)吹爐煙灰。

目前，針對礦石及冶煉物料中鉍的測定主要有滴定法［1～3］、原子吸收光譜法［4，5］、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）［6，7］等。銀側(cè)吹爐煙灰中的鉍含量在1%～15%不等，用EDTA滴定法測定其中鉍時終點不穩(wěn)定，測定結(jié)果嚴重偏低；原子吸收光譜法測定其中的鉍時，原子吸收測定線性范圍較窄，稀釋倍數(shù)很難控制；電感耦合等離子體發(fā)射光譜法具有選擇性好、干擾少、檢測限低、線性范圍寬等特點，本試驗提出了使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法對銀側(cè)吹爐煙灰中的鉍進行測定。從測定結(jié)果顯示，該方法可行，測定結(jié)果穩(wěn)定、可靠，能很好地運用于生產(chǎn)指導(dǎo)。

1 試驗部分

1.1 主要儀器

分析天平（感量0.000 1 g）；7200電感耦合等離子體發(fā)射光譜（美國Thermo公司），工作條件見表1。

表1 ICP-AES工作條件

1.2 主要試劑

1.鉍標準儲備液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心制）：1 000μg／mL。

2.鉍標準溶液：100μg／mL，由鉍標準儲備液稀釋配制而成。

3.鹽酸（ρ＝1.19 g／mL）。

4.硝酸（ρ＝1.42 g／mL）。

5.氫氟酸。

6.高氯酸。

7.王水：現(xiàn)配現(xiàn)用。

以上試劑均為分析純試劑，試驗用水為二次蒸餾水。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品預(yù)處理

樣品在105℃的烘箱中烘至恒重后，至干燥器中冷卻至室溫。

1.3.2 樣品處理

準確稱取0.2 g樣品（精確至0.000 1 g）置于150 mL聚四氟乙烯燒杯中，吹少量水，加入10 mL硝酸，低溫加熱2 min后，加入15 mL鹽酸，5 mL氫氟酸，3 mL高氯酸，搖勻，繼續(xù)低溫加熱，冒白煙至溶液剩余3 mL，加入25 mL王水，用水吹洗杯壁，加水至50 mL，繼續(xù)煮沸3 min，取下，冷卻，以水定容至250 mL容量瓶中，搖勻。移取10 mL溶液于100 mL容量瓶中，加入10 mL王水，以水定容至刻度，搖勻，待測。

隨同樣品做空白試驗。

1.3.3 測定

在調(diào)節(jié)儀器至最佳工作條件下，在Bi190.234 nm處，測定鉍的含量。

1.3.4 標準溶液系列的配制

分別移取 0 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、6.00 mL、10.00 mL、12.00 mL、15.00 mL鉍標準溶液置于100 mL容量瓶中，吹少量水，加入10 mL王水，以水定容至100 mL，混勻。此標準溶液系列鉍質(zhì)量濃度分別為0μg／mL、1.0μg／mL、2.0μg／mL、4.0μg／mL、6.0μg／mL、10.0μg／mL、12.0μg／mL、15.0μg／mL。調(diào)節(jié)儀器至最佳工作條件，在Bi190.234 nm處，測定標準溶液系列的發(fā)射強度，繪制工作曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 溶樣方法的選擇

銀側(cè)吹爐灰的成分比較復(fù)雜，含有鉛、銻、砷、鉍、銅、鉛、硅、銀等元素，且均以氧化態(tài)存在。其中硅的氧化物易包裹其它元素，硅還與一些元素形成較穩(wěn)定化合物，如硅酸鉛等。采用硝酸或王水溶樣時，樣品難以消解完全，樣品溶液渾濁，樣品測定結(jié)果偏低。硝酸-鹽酸-氫氟酸-高氯酸消解后，王水繼續(xù)溶解樣品，樣品溶液澄清度提高，樣品分解完全，稀釋十倍后可滿足測定要求，因此試驗采用硝酸-鹽酸-氫氟酸-高氯酸消解銀側(cè)吹爐煙灰。

2.2 溶液介質(zhì)和酸度的選擇

銀側(cè)吹爐煙灰中的銻、砷、鉍等在低酸條件下易水解，使溶液渾濁，待稀釋溶液中王水相比硝酸更能保證樣品元素的穩(wěn)定性，采用硝酸-鹽酸-氫氟酸-高氯酸消解樣品后，加入25 mL王水可以防止樣品水解。試驗還考察了酸度對測定溶液的影響，移取一組10 mL待稀釋溶液，分別加入2 mL、5 mL、8 mL、10 mL、12 mL王水定容至100 mL，按試驗方法測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)王水加入量大于8 mL時，樣品澄清，因此待測樣品溶液中王水加入量為10 mL。

2.3 共存元素干擾試驗

銀側(cè)吹爐煙灰的成分比較復(fù)雜，含有鉛、銻、砷、鉍、銅、鉛、硅、銀等元素，且均以氧化態(tài)存在。試驗根據(jù)銀側(cè)吹爐煙灰中各共存元素可能存在的最大量，在4μg／mL鉍標準溶液中按移取樣品共存元素最大量的1.5倍加入共存離子，研究對4μg／mL鉍標準溶液測定的干擾情況，結(jié)果顯示，分別加入Cu 0.5 mg，Pb 4.0 mg，Sb 8.0 mg，As 2.0 mg，Te 0.5 mg，Ag 0.5 mg時，各共存元素均不干擾錫鉍的測定。

2.4 校準曲線及檢出限

在儀器選定的工作條件下，對鉍標準溶液系列進行測定，以鉍質(zhì)量濃度為橫坐標，發(fā)射強度為縱坐標，繪制校準曲線，校正曲線的線性回歸方程為y＝139.566x+1.174，線性相關(guān)系數(shù)R2為0.999 989。連續(xù)測定11次試劑空白，以3倍標準偏差所對應(yīng)的質(zhì)量濃度作為方法檢出限，結(jié)果為0.017μg／mL。

2.5 精密度試驗

同時針對B1、B2、B3樣品，采用本試驗方法對每個樣品同時分析測定12次，得到12個測定值，每個數(shù)字均保留兩位小數(shù)，計算出平均值及相對標準偏差結(jié)果見表2。

表2 方法精密度試驗結(jié)果 %

從表2的結(jié)果看出，采用本試驗的方法測定該類樣品，結(jié)果重現(xiàn)性較好。

2.6 方法準確度試驗

選擇B3樣品，加入適量鉍標準溶液，按試驗方法消解并稀釋，在選定條件下進行測定并計算鉍回收率，結(jié)果見表3。

表3 加標回收試驗結(jié)果

從表3加標回收試驗數(shù)據(jù)可以看出，該方法回收率較高，采用該方法測定銀側(cè)吹爐煙灰中的鉍，結(jié)果比較準確可靠。

3 結(jié) 論

以上試驗結(jié)果表明：采用硝酸-鹽酸-氫氟酸-高氯酸消解樣品，適當稀釋后，在合適酸度下采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定其中鉍含量，從試驗結(jié)果顯示，該方法簡單、快速，成本低，且精密度和準確性很好，能很好地滿足生產(chǎn)經(jīng)營需要。