＊馮廷建 侍金敏* 燕娜 史海軍 祁光增 馬鑫 王新潮

（1.蘭州海關(guān)技術(shù)中心 甘肅 730030 2.蘭州大學(xué) 甘肅 730030）

銅陽極泥是在銅電解精煉過程中產(chǎn)出的一種副產(chǎn)品，它是由陽極銅在電解精煉過程中不溶于電解液的各種物質(zhì)所組成。銅陽極泥的產(chǎn)率通常為電銅產(chǎn)量的0.2%～1%，最高可達(dá)1.4%。銅電解過程約有96%～97%的金、94%～97%的銀、50%～83%的硒和碲以及20%～25%的鉑族金屬等有價(jià)元素進(jìn)入陽極泥。銅陽極泥通常含有Au，Ag，Cu，Pb，Se，Te，As，Sb，Ni，Bi，S，Sn，F(xiàn)e，SiO2，Al2O3，鉑族金屬和水分。由于銅陽極泥中含有大量的貴金屬和稀有元素，目前46.5%的金和74.3%的銀是通過陽極泥等含金銀的復(fù)雜物料獲得的，所以如果對(duì)這些資源合理利用，不僅可實(shí)現(xiàn)資源綜合利用，同時(shí)具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

銅陽極泥是生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)品，其富含銅、鎳、稀散金屬、貴金屬的特質(zhì)使其成為倍受研究及利用的二次資源，但其亦可能含有危害人們健康安全、破壞環(huán)境的 有害元素及放射性等物質(zhì)。目前，關(guān)于礦產(chǎn)品中有害元素的檢測(cè)方法有很多，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法大多是容量法[1]、原子吸收法[2]、原子熒光法[3]、分光光度法[4]等。這些方法大多都是針對(duì)單一元素進(jìn)行測(cè)定，分析速度較慢，且分析過程比較繁瑣，不能滿足快速分析的要求。隨著檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法越來越多的被運(yùn)用到礦產(chǎn)品分析當(dāng)中。

關(guān)于銅陽極泥中有害元素的分析方法，只有鉛[5]、砷[6]，而沒有鎘、鉻分析方法，本文將分析速度快、試劑用量少的前處理微波消解技術(shù)[7]和能同時(shí)進(jìn)行多元素分析的電感耦合等離子體分析技術(shù)[8]結(jié)合，建立了一種可同時(shí)測(cè)定銅陽極泥中鉛、砷、鉻、鎘的分析方法，該方法快速、簡(jiǎn)便，對(duì)于銅陽極泥中有害元素的快速、同時(shí)測(cè)定，具有重要的意義。

1.試驗(yàn)部分

(1)試驗(yàn)試劑

鹽酸和硝酸為優(yōu)級(jí)純，實(shí)驗(yàn)用水為超純水。王水：鹽酸和硝酸（3+1），現(xiàn)配現(xiàn)用。1000mg/L的Pb、As、Cd、Cr標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中 心）。

(2)試驗(yàn)儀器

LabTwoer EDI純水機(jī)（Thermo Scientific）；BM4研磨機(jī)（北京格瑞德曼儀器設(shè)備有限公司）；MWPRO8N-48微波消解儀（Anton Paar公司）；Agilent 5100電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（安捷倫）。ICP-OES儀器工作參數(shù)：等離子體氣流量：12L/min；霧化器流量：0.7L/min；輔助氣流量：1L/min；RF功率：1.2kW；觀察方式：軸向；穩(wěn)定時(shí)間：15s；讀取時(shí)間5s。

(3)銅陽極泥樣品

選用來自3個(gè)不同冶煉廠的銅陽極泥樣品。

(4)實(shí)驗(yàn)方法

收集到的銅陽極泥樣品為泥狀，將樣品于105℃烘干至恒重，于研磨機(jī)中研至粉末狀，過篩，式樣粒度不大于100目。

稱取烘干的試樣0.2-0.4g于聚四氟乙烯消解罐中，加入10mL王水，放置30min待劇烈反映停止，加蓋套，置于微波消解儀中，在800W下反應(yīng)5min，然后10min內(nèi)升至1300W，保持25min。待程序結(jié)束冷卻后，取出聚四氟乙烯罐，定容至25ml容量瓶中，然后用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定溶液中的有害元素Pb、As、Cd、Cr、Cd、Cr可直接進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定Pb、As，需稀釋5-10倍。

2.結(jié)果與討論

(1)分析譜線的選擇

分析譜線的選擇遵循所選譜線靈敏度高，干擾少的原則；本文實(shí)驗(yàn)時(shí)，參照儀器軟件中現(xiàn)有的譜線庫和光譜干擾情況，通過在同一條件下，同時(shí)測(cè)定各譜線的強(qiáng)度及對(duì)待測(cè)譜線周圍干擾譜線的觀察分析，確定了各元素的分析譜線分別為Pb：220.351nm，As：193.696nm，Cd：226.502nm，Cr：205.560nm。

(2)儀器的檢出限及測(cè)定下限

在最佳試驗(yàn)條件下對(duì)方法的線性參數(shù)、檢出限進(jìn)行了考察，結(jié)果見表1。采用低含量的標(biāo)準(zhǔn)系列對(duì)試劑空白進(jìn)行十一次測(cè)定，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差為檢出限，10倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為該方法的測(cè)定下限，測(cè)定結(jié)果如下表1所示。

表1 線性參數(shù)及檢出限、測(cè)定下限

(3)稱樣量的選擇

為了使所稱取的樣品既能滿足測(cè)定要求，又有充分的代表性，對(duì)稱樣量進(jìn)行了試驗(yàn)。分別稱取0.2000g，0.4000g試樣，依據(jù)選定的條件進(jìn)行測(cè)定，不同的稱樣量各元素的分析結(jié)果一致。因此，試驗(yàn)時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的稱樣量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通常情況下在滿足分析靈敏度的條件下，我們盡可能的選擇比較小的稱樣量，來降低試液中總固溶量的含量，同時(shí)也可以降低試樣消耗量。

(4)工作曲線的配制

分別移取一定量鉛、砷、鎘、鉻的單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液于一組100ml容量瓶中，加入5ml硝酸，以水稀釋至刻度，混勻，最后配置成如表2所示的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。在選定的分析條件下，按試驗(yàn)方法對(duì)各混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定。從得到的校準(zhǔn)曲線中可以看出：Pb在0-100μg/mL，As在0-60μg/mL，Cr、Cd在0-30μg/mL范圍呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)在0.99989-0.99999之間。

表2 各混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度

(5)加標(biāo)回收試驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取銅陽極泥平行樣品，分別加入不同量的鉛、砷、鎘、鉻的標(biāo)準(zhǔn)，在選定的分析條件下，按試驗(yàn)方法對(duì)樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，測(cè)得的回收率見表3。從表3可以看出，該方法的回收率在91.7%-108.3%之間。

表3 加標(biāo)回收結(jié)果

(6)方法精密度試驗(yàn)

對(duì)銅陽極泥中鉛、砷、鎘、鉻的高、中、低不同含量的兩個(gè)樣品做了精密度實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表4所示。從表4可知ICPAES法測(cè)定銅陽極泥中Pb、As、Cd、Cr的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0036～0.00972，0.00520～0.00998，0.0099～0.068，0.0066～0.059。

表4 精密度試驗(yàn)結(jié)果

3.結(jié)論

建立了一種可同時(shí)、準(zhǔn)確檢測(cè)銅陽極泥中有害元素鉛、砷、鉻、鎘的方法，該方法前處理采用分析速度快、試劑消耗少的微波消解技術(shù)，測(cè)定時(shí)采用能同時(shí)進(jìn)行多元素分析的電感耦合等離子體分析方法。探討了影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的條件：稱樣量的選擇、分析譜線的選擇，研究了該方法的檢測(cè)限及測(cè)定下限。本方法中鉛、砷、鉻、鎘的回收率在91.7%-108.3%之間。Pb、As、Cd、Cr的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0036～0.00972，0.00520～0.00998，0.0099～0.068，0.0066～0.059。