代建強(qiáng)

（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)，河南安陽455004）

火焰原子吸收光譜法連續(xù)測定古爐渣中的銅鉛鋅

代建強(qiáng)

（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)，河南安陽455004）

采用鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸四酸體系溶解、蒸干古爐渣樣品，用10%（V/V）鹽酸溶液溶解殘?jiān)燎辶?，定容?00 mL容量瓶中，分取10 mL樣品溶液，在2%（V/V）鹽酸介質(zhì)溶液中連續(xù)測定銅、鉛、鋅。試驗(yàn)優(yōu)化了儀器工作條件，探討了試樣的溶解體系、待測溶液酸度、共存元素干擾對測定的影響，建立了火焰原子吸收光譜法測定古爐渣樣品中銅、鉛、鋅的分析方法，對方法標(biāo)準(zhǔn)曲線及其檢出限進(jìn)行了研究。方法檢出限為0.66～2.78 μg/L，回收率為97%～105%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD，n=9）1.4%～5.0%。通過標(biāo)準(zhǔn)加入法和方法對照試驗(yàn)，其準(zhǔn)確度能滿足分析測試要求。方法簡便快捷，易于掌握，適合古爐渣樣品的快速測定。

火焰原子吸收光譜法；古爐渣；銅；鉛；鋅

D01∶10.19329/j.cnki.1673-2928.2016.06.005

銅、鉛、鋅是重要的有色金屬元素，已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子電氣、建筑、化工、農(nóng)業(yè)、國防及交通運(yùn)輸?shù)葒窠?jīng)濟(jì)的各個方面。礦產(chǎn)資源中銅、鉛、鋅礦物經(jīng)過長期大量的開采，資源越來越少，品位越來越低。在國家大力保護(hù)資源、保護(hù)環(huán)境的背景下，充分開發(fā)礦產(chǎn)廢渣的二次利用，顯得越來越重要。古爐渣是一種礦物冶煉渣，銅、鉛、鋅含量較高，有著很好的利用價(jià)值，因此，對古爐渣中這些元素的準(zhǔn)確測定顯得十分重要。

測定銅、鉛、鋅含量分析方法很多，有容量法[1-3]、分光光度法[4-6]、原子吸收光譜法[7-11]、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[12-14]、X射線熒光光譜法[15-16]等方法，容量法、分光光度法只適用于單元素的測定，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、X射線熒光光譜法可多元素同時(shí)測定，因檢測儀器價(jià)格昂貴，維護(hù)成本高，不能被廣泛使用?；鹧嬖游展庾V法以其價(jià)格適中，多元素連續(xù)測定，精密度好，準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于分析測試工作中，但在古爐渣樣品的分析測試中尚未見報(bào)到。本文通過對試樣進(jìn)行一次前處理的方法，用火焰原子吸收光譜法連續(xù)測定溶液中的銅、鉛、鋅，溶樣方法簡單，礦樣分解完全，測定速度快，其精密度和準(zhǔn)確度均能滿足需要。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

WFX-210原子吸收分光光度計(jì)（北京瑞利分析儀器公司）；銅、鉛、鋅空心陰極燈（北京有色金屬研究總院）；AL104電子分析天平（梅特勒-托利多儀器有限公司）。

銅標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.00 mg/mL）、鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.00 mg/mL）、鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.00 mg/mL）均由國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心研制；銅、鉛、鋅標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：分別用1.00 mg/mL銅、鉛、鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級稀釋至50.00 μg/mL，備用。

氫氟酸（ρ1.13 g/mL）、硝酸（ρ1.42 g/mL）、高氯酸(ρ1.68 g/mL)、鹽酸（ρ1.19 g/mL），均為分析純。

在本實(shí)驗(yàn)過程中，只使用確認(rèn)的分析純試劑和去離子水。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確分取50 μg/mL銅、鉛、鋅標(biāo)準(zhǔn)工作溶液0.00 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、6.00 mL、8.00 mL、10.00 mL，分別于7個100 mL容量瓶中，加10%（V/V）鹽酸20 mL，

用水稀釋至刻度，混勻，于選定的儀器最佳工作條件下進(jìn)行測量。

1.3 試驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱取0.2000 g樣品置于100 mL聚四氟乙烯燒杯中，加入15 mL鹽酸（ρ1.19 g/mL），蓋上表皿，于電熱板上加熱溶解約5分鐘，取下稍冷，加5 mL硝酸（ρ1.42 g/mL），繼續(xù)加熱溶解片刻，取下，沖洗表皿及杯壁，加10 mL氫氟酸（ρ1.13 g/mL），低溫加熱至試樣全部溶解，加2 mL高氯酸(ρ1.68g/mL)，加熱蒸發(fā)至白煙冒盡，取下稍冷，加10%（V/V）鹽酸20mL，加熱溶解鹽類呈清亮，取下冷卻，轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻。同時(shí)做空白試驗(yàn)。

準(zhǔn)確分取樣品溶液10.00 mL于100 mL容量瓶中，加10%（V/V）鹽酸20 mL，以水稀釋至刻度，搖勻，于選定的儀器最佳工作條件下進(jìn)行測量。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器工作條件的優(yōu)化

在選定待測元素的特征波長后（通常選擇元素的靈敏度高的波長），以0.50 ug/mL銅、鉛、鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液分別對元素?zé)綦娏?、儀器狹縫、乙炔流量、燃燒頭高度等測試條件進(jìn)行試驗(yàn)，選定了儀器最佳工作條件，見表1。

表1 儀器工作條件

2.2 溶解體系的比較

通常情況下，溶解試樣常用的酸為鹽酸、硝酸、硫酸、氫氟酸、高氯酸等。對冶金爐渣來說，單獨(dú)用某一種酸溶解試樣，試樣不能完全分解，一般采用多種酸組合成溶解體系分解試樣。由于硫酸與鉛反應(yīng)生成硫酸鉛沉淀影響鉛的測定，本試驗(yàn)方法應(yīng)避免使用硫酸。我們選擇鹽酸-硝酸-氫氟酸、硝酸-氫氟酸-高氯酸、鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸三種溶解體系進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果顯示，硝酸-氫氟酸-高氯酸體系測定結(jié)果偏低，是因試樣沒有完全溶解所致；鹽酸-硝酸-氫氟酸、鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸溶解體系結(jié)果穩(wěn)定，但是，鹽酸-硝酸-氫氟酸體系在試樣蒸發(fā)至干后，部分氟離子不能完全除盡，進(jìn)入溶液后腐蝕容量瓶和霧化器。因此，本方法選擇鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸四酸溶解體系。

2.3 溶液酸度的選擇

按照實(shí)驗(yàn)方法溶解試樣至白煙冒盡后，分別加入5～30 mL 10%（V/V）鹽酸、硝酸、王水溶解殘?jiān)?。結(jié)果顯示，硝酸不能使殘?jiān)耆芙猓赡苁且驗(yàn)闅堅(jiān)械难趸i難溶于硝酸所致；加入體積大于20 mL鹽酸、王水能使殘?jiān)耆芙?。因此我們選擇加入10%（V/V）鹽酸20 mL為待測溶液的酸度。

2.4 共存元素的影響

分別于含50μg和500μg銅、鉛、鋅的100 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液中，考察古爐渣試樣中各元素對銅、鉛、鋅測定的影響。結(jié)果表明，加入5 mg錳、鐵、鋁、鈣，1 mg鎂、鈦、鉀、鈉，0.5 mg鎳、鉻、鈷等共存元素均不干擾銅、鉛、鋅的測定。大量的硅在試樣溶解的過程中與氫氟酸形成低沸點(diǎn)的氟硅酸，經(jīng)高氯酸冒煙揮發(fā)除去。

2.5 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線與方法檢出限

在選定的儀器工作條件下，通過選擇的分析譜線測量銅、鉛、鋅標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的吸光度，使用iTEVA儀器操作軟件繪制出待測元素的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。對樣品空白溶液進(jìn)行平行測定11次，以其測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差3倍為方法檢出限。見表2。

2.6 方法精密度

選擇兩個古爐渣樣品，按照試驗(yàn)方法，對其待測元素進(jìn)行9次單獨(dú)測定，測定結(jié)果見表3。銅的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）＜5.0%。鉛的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）＜2.0%。鋅的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）＜4.5%。

2.7 樣品分析

因無古爐渣國家標(biāo)準(zhǔn)樣品，我們選擇1#、2#古爐渣未知樣品，采用標(biāo)準(zhǔn)加入回收實(shí)驗(yàn)和其他方法[1-3]對照試驗(yàn)進(jìn)行測試，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示，待測元素的回收率為97%～105%，方法對照試驗(yàn)結(jié)果比較吻合。

表2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線與方法檢出限

表3 方法精密度試驗(yàn)

表4 標(biāo)準(zhǔn)加入回收及對照試驗(yàn)分析結(jié)果

3 結(jié)論

采用鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸四酸體系一次溶樣，以鹽酸作介質(zhì)溶液，火焰原子吸收光譜法連續(xù)測定古爐渣樣品中銅、鉛、鋅，建立了對樣品的一次溶樣多元素連續(xù)測試的分析方法，操作簡便、快捷。通過對試樣的大量分析測試，其結(jié)果準(zhǔn)確度高，能夠適合使用單位對古爐渣貨物的快速測定。

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Determination of Copper Lead and Zinc in Ancient Furnace Slag by Flame Atomic Absorption Spectrometry

DAI Jianqiang
(No.1 Geological Brigade of Henan Nonferrous Geology&Mineral Resources Bureau,Anyang 455004,China)

The ancient furnace slag sample was dissolved by hydrochloric acid nitric acid Hydrofluoric acid per?chloric acid four acid system Evaporated to dry,With 10%(V/V)hydrochloric acid solution to dissolve the residue to clear,constant volume in a 100 mL volumetric flask,an aliquot of 10 mL of sample solution and in 2%(V/V)hy?drochloric acid solution in the continuous determination of copper,lead,zinc.Test to optimize the working condi?tions of the instrument,discusses the system of sample dissolution and the acidity of the solution to be measured,co?existence interference elements on the determination of the effects of,the establishment of the flame atomic absorp?tion spectrometricmethod forthedeterminationofcopper,leadandzincinancientfurnaceslaganalysismethod,ofstandard curve method and the detection limit are studied。The detection limit was 0.66～2.78μg/L,the recovery rate is 97%～105%,the relative standard deviation(RSD,n=9)1.4%～5%.By the standard addition method and the method comparison test,its accuracy can meet the requirements of analysis and testing。The method is sim?ple and quick,easy to grasp,and is suitable for the rapid determination of the sample of the ancient furnace slag.

flame atomic absorption spectrometry;ancient furnace slag;copper;lead;zinc

0657.33

A

1673-2928（2016）06-0012-04

（責(zé)任編輯：郝安林）

2015-10-22

代建強(qiáng)（1969-），男，河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)工程師，主要從事巖礦、冶金分析測試工作。