硅鉬藍光度法測定銀精礦中二氧化硅含量

胡續(xù)一，劉 磊

（江西銅業(yè)集團貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

銀精礦是有色金屬冶煉過程中的中間產(chǎn)品，二氧化硅的含量影響冶煉熔劑的配比，銀精礦中二氧化硅含量在1%～10%之間，準確測定二氧化硅含量對冶金生產(chǎn)存在重要意義。

1 實驗部分

除非另有說明外，在分析中僅使用確認為分析純的試劑和蒸餾水或去離子水。

1.1 試劑與儀器

（1）鹽酸（ρ=1.19g/mL）。

（2）鹽酸（2mol/L）。

（3）草硫混酸：草酸（40g/L）與硫酸（4mol/L）按體積3+1混合。

（4）鉬酸銨溶液（50g/L），過濾備用。

（5）硫酸亞鐵銨溶液（60g/L）：稱取6g 硫酸亞鐵銨溶于加有5mL 硫酸（1 ＋1）的100mL 水中搖勻。

（6）二氧化硅標準溶液：準確稱取0.0500g 二氧化硅（高純）于預先置有無水碳酸鈉的鉑坩堝中，表面再覆蓋一層無水碳酸鈉，加蓋于900℃馬弗爐中熔融1 小時，取出，然后用熱水浸出，冷卻，移入500mL 容量瓶中，用水定容。移入塑料瓶中貯存，此溶液每毫升含二氧化硅0.1mg。

（7）島津UV-1700，雙光束分光光度計。

（8）比色皿：1cm。

1.2 實驗方法

稱取0.1000g 試樣于30mL 鎳坩堝中，加3g 氫氧化鈉，在電熱板上加熱蒸發(fā)水分，進700℃馬弗爐熔融15 分鐘，使熔融物呈透明流體，取出稍冷，放入加有沸水的300mL 塑料杯中，浸取，洗凈坩堝，在不斷攪拌下一次加入20mL 鹽酸使溶液清亮，冷卻，移入200mL 容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。分取5mL ～10mL 試液于100mL 容量瓶中，加3mL 鹽酸（2mol/L），用水稀至20mL，加5mL 鉬酸銨，搖勻，在沸水燒杯中搖動40 秒，取出，流水冷卻至室溫。加15mL 草硫混酸，搖勻后，立即加入5mL 硫酸亞鐵銨溶液（邊搖邊加），用水稀釋至刻度，搖勻，放置15 分鐘。用1cm比色皿于650nm 波長處以試劑空白為參比，測定其吸光度，從工作曲線上查得SiO2量。

圖1 二氧化硅含量測量工作曲線

工作曲線的繪制：分別分取0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00mL 的二氧化硅標準溶液于一組100mL 容量瓶中，以下操作同分析步驟。以標準系列溶液波長值為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制工作曲線。

二氧化硅量以二氧化硅的質(zhì)量分數(shù)計，數(shù)值以%表示：

式中：

a：試樣吸光度從工作曲線上查得SiO2 量，mg。

m：試樣量，g。

r：分取比。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品基體分析

以銀精礦樣品E 為例（其他實驗條件均以E 樣品為例），使用X 熒光光譜儀（布魯克S8 tiger）如下圖所示，分析樣品的半定量，測定結(jié)果如下表1：

圖2 X 熒光光譜儀

表1 樣品X 熒光半定量測定結(jié)果（%）

2.2 測定波長的選擇

按實驗方法，對于顯色后的2μg/mL的二氧化硅標準溶液，在550nm ～850nm 波長范圍內(nèi)進行光譜掃描。硅鉬藍絡合物在在810nm 處有最大吸收峰，則靈敏度高，適合較低含量SiO2的測定。但是考慮到銀精礦中高含量二氧化硅的測定，最終選擇標準和文獻中常采用的650nm 為測定波長。

2.3 氫氧化鈉用量的選擇

選擇2g 氫氧化鈉鋪于坩堝底部，加入0.1g 樣品后，再在樣品表面分別鋪蓋0.5g、1g、2g、3g 氫氧化鈉進行熔樣，當樣品表面鋪蓋2 和3g 氫氧化鈉進行熔樣時，樣品皆熔解完全。實驗選擇坩堝底部鋪2g 氫氧化鈉，再在樣品表面鋪蓋2 g 氫氧化鈉進行熔樣。

2.4 熔融溫度的選擇

稱取0.1 g 樣品，按照實驗方法分別與600℃、650℃、700℃、750℃、800℃下熔融30min，當熔樣溫度為700℃及以上時，基本能保證樣品熔融完全。但溫度過高，會導致樣品噴濺，從而使分析結(jié)果偏低，實驗選擇熔融溫度為700℃。

2.5 熔融時間的選擇

稱取0.1 g 樣品，按照實驗方法分別將樣品熔融10min、20min、30min、40 min，考察熔樣時間對測定結(jié)果的影響。實驗表明700℃的熔融溫度下，熔融時間為30 min 及以上時，分析結(jié)果達到最大并基本穩(wěn)定。綜合考慮選擇熔樣時間為30 min。

2.6 分取比的選擇

當樣品中的二氧化硅含量加高時，樣品經(jīng)堿熔、酸化后，冷卻，轉(zhuǎn)移至200ml 容量瓶中。分別分取5mL、10mL、15mL 溶液，加5mL 無水乙醇、10mL 鉬酸銨溶液（3.10），定容至100ml。為保證吸光度處于曲線中段，二氧化硅含量小于3%時采用分取10mL，二氧化硅含量3%～10%時分取5mL。

2.7 鉬酸銨用量的選擇

取樣品E 上清液5mL，改變鉬酸銨用量，其他實驗條件不變，最后定容至100mL，放置20min。此時硅與鉬酸銨生成硅鉬黃，于650nm 處測量吸光度，當鉬酸銨用量為10mL 及以上時，吸光度達到最大并趨于穩(wěn)定，實驗選取鉬酸銨用量為10mL。

表2 鉬酸銨用量對吸光度的影響

2.8 鉬酸銨顯色時間選擇

取樣品E 上清液5 mL，改變鉬酸銨顯色時間，于650nm 處測量吸光度，當鉬酸銨顯色時間為20 min 及以上時，吸光度達到最大并趨于穩(wěn)定，實驗選取鉬酸銨顯色時間為20 min。

表3 鉬酸銨顯色時間對吸光度的影響

2.9 準確度驗證

銀精礦與鉛礦石基體相近，由于未查到銀精礦標準物質(zhì)，選取鉛礦石標準物質(zhì)GBW07172 按照此實驗方法測試二氧化硅含量，測定結(jié)果如下表4。

表4 標準物質(zhì)GBW07172 測定結(jié)果表

2.10 精密度實驗

對銀精礦樣品E 平行測定6 次，二氧化硅測定結(jié)果見表5。

表5 精密度測定結(jié)果表

2.11 與其他實驗室間比對

表6 精密實驗與替他實驗對比

3 結(jié)論

本文用分光光度法測定銀精礦中二氧化硅含量方法是可行的，該方法在準確性和重現(xiàn)性方面有明顯優(yōu)點，該方法操作簡單，分析速度快重現(xiàn)性好。該方法可以用于銀精礦中二氧化硅含量的監(jiān)控分析。