吳卓葵,邱彩淋,周世豪

(廣東省科學(xué)院工業(yè)分析檢測中心,廣州 510650)

鉍渣是有色金屬冶煉工業(yè)生產(chǎn)中的一種中間產(chǎn)品,是回收鉍的重要原料[1-2],其含有多種貴金屬以及其他一些有價金屬[3-5]。采用合適的方法快速、準(zhǔn)確地測定鉍渣中銀的含量,對企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)過程具有較為重要的指導(dǎo)意義。目前測定銀含量的主要方法有火試金富集重量法[6-9]、電位滴定法[10-11]、火焰原子吸收光譜法[12-17]、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)[18-20]以及電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)[21-22]等?；鹪嚱鸶患亓糠ù嬖诨掖禃r銀損失的問題,對灰吹溫度的控制要求較高,且基體鉍對測定結(jié)果有較大干擾[23];電位滴定法在滴定溶液標(biāo)定、滴定終點(diǎn)判定等步驟要求精準(zhǔn);ICP-AES則存在樣品光譜干擾較多,對于進(jìn)樣基體濃度水平、酸度的要求苛刻等問題;ICP-MS更多應(yīng)用于高純材料痕量雜質(zhì)元素分析領(lǐng)域。利用火焰原子吸收光譜法具有較好的分析精度、檢出限低,以及儀器長期穩(wěn)定性好、重現(xiàn)性高、運(yùn)行成本低等優(yōu)勢,本工作采用火焰原子吸收光譜法測定鉍渣中銀的含量。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Pin AAcle 900F型火焰原子吸收光譜儀,銀陰極空心燈。

銀標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液:1.000 g?L－1,準(zhǔn)確稱取0.100 0 g純銀置于100 mL燒杯中,加入5 mL 50%(體積分?jǐn)?shù))硝酸溶液,微熱溶解后,加熱除去氮氧化物,冷卻,移入100 mL 容量瓶中,用水定容,混勻,配制成1.000 g?L－1的銀標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液。

銀標(biāo)準(zhǔn)溶液:100 mg?L－1,移取10.00 mL 銀標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液,置于100 mL 容量瓶中,加入2 mL硝酸,用水定容,混勻,配制成100 mg?L－1的銀標(biāo)準(zhǔn)溶液。

銀標(biāo)準(zhǔn)溶液系列:分別移取適量的銀標(biāo)準(zhǔn)溶液置于一組100 mL容量瓶中,加入15 mL鹽酸,用水定容,混勻,配制成質(zhì)量濃度為0,0.50,1.00,1.50,2.00,3.00 mg?L－1的銀標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。

純銀(銀質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于99.99%);鹽酸、硝酸等其他試劑均為分析純;試驗(yàn)用水為二級水。

1.2 儀器工作條件

助燃?xì)饬髁?0.00 L? min－1,乙炔流量2.50 L?min－1;燈類型C-HCL;電流10 A;波長328.07 nm;狹縫寬度0.7 nm。

1.3 樣品處理

鉍渣樣品預(yù)先經(jīng)磨礦機(jī)粉碎、磨勻,放入(100±5)℃電熱鼓風(fēng)干燥箱中烘1 h 后移入干燥器中保存。稱取0.20 g(精確到0.000 1 g)樣品于150 mL燒杯中,加入少許水潤濕,再加入20 mL體積比3∶1的鹽酸-硝酸混合酸,蓋上玻璃表面皿,于電熱板上加熱至完全溶解,蒸至2～3 mL。取下稍冷,加入20 mL 鹽酸,轉(zhuǎn)移至200 mL 容量瓶中,用水定容。搖勻、靜置后,準(zhǔn)確移取5.00 mL 樣品溶液置于50 mL比色管中,加入5.00 mL 鹽酸,用水定容,搖勻,備用,待上機(jī)測試。同步做空白試驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 稱樣量的選擇

由于鉍渣樣品中待測元素銀的含量較高,考慮到樣品溶液中的基體濃度水平以及稀釋倍數(shù)等因素,在保證鉍渣制樣均勻的條件下,選取B1樣品為研究對象,考察了稱樣量(0.05,0.10,0.20,0.50 g)對測定結(jié)果的影響。結(jié)果顯示:在4種稱樣量下,銀的測定結(jié)果(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別為1.507%,1.526%,1.516%,1.560%,測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD,n＝7)分別為1.3%,1.1%,0.54%,1.4%。而稱樣量小,稱樣代表性相對較差;稱樣量大,則樣品溶液中基體濃度水平較高,且稀釋倍數(shù)大,易造成更大的誤差。因此,試驗(yàn)選擇的稱樣量為0.20 g。

2.2 待測液鹽酸體積分?jǐn)?shù)的選擇

銀在鹽酸介質(zhì)中易發(fā)生氧化,Ag＋與Cl－可形成[AgCl2]－、[AgCl3]2－和[AgCl4]3－等易溶于水的絡(luò)合陰離子[24]。稱取5 份0.20 g(精確到0.000 1 g)B1樣品于150 mL 燒杯中,按1.3節(jié)步驟進(jìn)行處理,待樣品溶解完全并濃縮后取下冷卻,分別補(bǔ)加0,10,20,30,40 mL 鹽酸,使該樣品溶液中鹽酸的體積分?jǐn)?shù)分別為5%,10%,15%,20%,25%,搖勻靜置后,以15%(體積分?jǐn)?shù))鹽酸溶液稀釋同等倍數(shù),按儀器工作條件進(jìn)行測試。結(jié)果顯示:鹽酸的體積分?jǐn)?shù)分別為5%,10%時,由于Cl－含量較低,無法將樣品溶液中的Ag＋完全絡(luò)合,使得銀的測定結(jié)果(1.461%,1.472%)偏低,且此時樣品溶液容易發(fā)生鉍的水解,進(jìn)而出現(xiàn)渾濁;當(dāng)鹽酸的體積分?jǐn)?shù)逐步增加到15%,20%,25%時,銀的測定結(jié)果(1.514%,1.513%,1.515%)趨于穩(wěn)定?？紤]到應(yīng)盡量減少試驗(yàn)檢測過程對環(huán)境的影響,以及降低試劑使用成本,試驗(yàn)選擇的鹽酸體積分?jǐn)?shù)為15%。

2.3 基體鉍對銀測定的影響

試驗(yàn)選取含鉍質(zhì)量濃度分別為1,2,5,10 g?L－1的標(biāo)準(zhǔn)溶液,加入適量銀標(biāo)準(zhǔn)溶液使銀質(zhì)量濃度達(dá)到1 mg?L－1,考察了不同質(zhì)量濃度的鉍基體對銀測定結(jié)果的影響。結(jié)果顯示:當(dāng)鉍的質(zhì)量濃度分別為1,2 g?L－1時,銀的測定結(jié)果分別為0.998,0.996 mg?L－1,基本無影響;但當(dāng)鉍的質(zhì)量濃度為5,10 g?L－1時,銀的測定結(jié)果(1.050,1.113 mg?L－1)逐漸偏高。因此,應(yīng)控制基體中鉍的質(zhì)量濃度低于5 g?L－1,避免基體鉍對銀測定造成影響。

2.4 干擾試驗(yàn)

根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝流程,鉍渣中含有不同含量的Au、Pb、Sn、Zn、Ca、Cu、Fe、Te等元素,差異性較大。試驗(yàn)選取Au、Pb、Sn、Zn、Ca、Cu、Fe、Te等共存元素的質(zhì)量濃度均為50,100 mg?L－1的待測溶液,加入適量銀標(biāo)準(zhǔn)溶液使銀質(zhì)量濃度達(dá)到1 mg?L－1,考察了共存元素對銀測定結(jié)果的影響。結(jié)果表明,銀的測定結(jié)果分別為0.998,0.999 mg?L－1。在實(shí)際鉍渣樣品中,經(jīng)樣品前處理后,溶液中各共存元素的質(zhì)量濃度均低于100 mg?L－1。結(jié)合上述數(shù)據(jù)可知,一定量的共存元素對銀的測定不產(chǎn)生干擾。

2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

按照儀器工作條件測定銀標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,以銀的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),對應(yīng)的吸光值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明,銀的質(zhì)量濃度在3.00 mg?L－1內(nèi)與對應(yīng)的吸光值呈線性關(guān)系,線性回歸方程為y＝2.324×10－1x＋2.700×10－3,相關(guān)系數(shù)為0.999 9。

按照試驗(yàn)方法對樣品空白溶液連續(xù)測定11次,以待測元素測定值標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍作為檢出限,其結(jié)果為0.007 2 mg?L－1。

2.6 精密度和回收試驗(yàn)

選取B1、B2兩個鉍渣樣品,每個樣品平行測定7次,計(jì)算測定結(jié)果的RSD,結(jié)果顯示,B1、B2兩個鉍渣樣品中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.516%,1.016%,RSD 分別為0.54%,0.46%,說明方法可靠性強(qiáng)、精密度高。

稱取B1、B2鉍渣樣品各3份,按1.3節(jié)步驟進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn),計(jì)算回收率,結(jié)果見表1。

表1 回收試驗(yàn)結(jié)果Tab.1 Result of test for recovery

由表1 可知,鉍渣樣品中銀的回收率為93.3%～101%,表明方法得到的結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。

2.7 方法比對

采用鉛試金-重量法對B1、B2兩個鉍渣樣品中的銀進(jìn)行測定,測得結(jié)果分別為1.512%,1.010%,與本方法測定結(jié)果一致,表明該方法準(zhǔn)確,能夠滿足分析要求。

本工作采用火焰原子吸收光譜法在貴金屬分析檢測領(lǐng)域高穩(wěn)定性、高準(zhǔn)確度的分析優(yōu)勢,建立一種分析流程更加簡便、易操作的檢測方法,對工業(yè)生產(chǎn)中間產(chǎn)品鉍渣中銀含量進(jìn)行定量分析。該方法的精密度、準(zhǔn)確度均能夠滿足檢測要求。