ICP-AE S測(cè)定銅精礦中的汞和砷

卞大勇

（華北有色地質(zhì)堪查局，天津 300181）

砷對(duì)銅的機(jī)械性能影響不大，含砷0.8%的銅尚能拉成極細(xì)的銅絲，但當(dāng)含砷量達(dá)到1%以上，將引起赤熱脆弱現(xiàn)象。另外砷對(duì)銅的導(dǎo)電率影響極大，銅中含0.0013%砷，即可使銅的導(dǎo)電率降低l%。這些雜質(zhì)必須在選冶加工過程中盡可能地除去，以減少精煉和機(jī)械加工的困難。特別是砷、汞對(duì)冶煉工人和煉廠周圍的居民身體健康危害極大，必須在選礦過程中最大限度地將砷、汞礦物除去，使銅精礦含砷、汞愈少愈好。

此外，根據(jù)《中華人民共和國進(jìn)出口商品檢驗(yàn)法》及其實(shí)施條例的法律的規(guī)定，進(jìn)口銅精礦中砷的含量不得大于0.5%，汞的含量不得大于0.01%。因此，對(duì)砷、汞的檢驗(yàn)必不可少，但傳統(tǒng)的分析方法比較繁瑣。本方法應(yīng)用電感藕合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-AES）分析技術(shù)測(cè)量砷、汞，樣品前處理過程簡單，精確度和準(zhǔn)確度都比較理想。

1 儀器與試劑

1.1 儀器

美國PE公司生產(chǎn)的OPTIMA 8000電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀。

1.2 儀器條件

高頻頻率40MHZ；功率1.3kW；冷卻氣流量15L/min；輔助氣流量0.2L/min；載氣流量0.8L/min；溶液提升量1.5mL/min；觀察高度15mm；預(yù)燃時(shí)間15s；積分時(shí)間 10s；延遲時(shí)間 30s。

1.3 試劑

硝酸（分析純）；氫氟酸（分析純）；鹽酸（分析純）；水：蒸餾水。

砷標(biāo)準(zhǔn)工作液（ρ=500μg/mL）：通過對(duì)國家標(biāo)準(zhǔn)溶液的分取稀釋獲得。

汞標(biāo)準(zhǔn)工作液（ρ=100μg/mL）：通過對(duì)國家標(biāo)準(zhǔn)溶液的分取稀釋獲得。

2 實(shí)驗(yàn)步驟

2.1 準(zhǔn)確稱取0.1000g（精確至0.0002g）試樣小心置于50mL比色管中（隨同做空白試驗(yàn)），用少量水沖洗瓶口，加入10mL王水（1+1），置于沸水浴中加熱1h，取下冷卻至室溫后，用水定容并搖勻試液。放置澄清（如樣品含有大量的碳或硫，澄清后移去上層清液，用于測(cè)定）。

2.2 砷曲線：分取砷標(biāo)準(zhǔn)工作液，配制成0μg/mL,5μg/mL,10μg/mL,20μg/mL 30μg/mL 標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.3 汞曲線：分取汞標(biāo)準(zhǔn)工作液，配制成0μg/mL,1.0μg/mL,2.5μg/mL,5μg/mL 標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.4 在選定的儀器條件和波長下，用ICP-AES測(cè)定樣品。

3 結(jié)構(gòu)與討論

3.1 譜線選擇

在砷的三條靈敏譜線中，193.696nm分析譜線受鐵譜線的干擾，197.197nm分析譜線受鈷譜線的干擾，188.979nm分析譜線受譜線的干擾最小，所以本文選用188.979nm作為砷的分析線。

在汞的四條靈敏譜線中，253.652nm分析譜線受鐵、錳譜線的干擾，435.835nm分析譜線受鐵、銅譜線的干擾，194.168nm分析譜線受譜線的干擾最小，所以本文選用194.227nm作為汞的分析線。

3.2 精密度試驗(yàn)

稱取同一銅精礦標(biāo)準(zhǔn)樣品分別進(jìn)行11次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)和分析測(cè)定，對(duì)11次結(jié)果計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，因標(biāo)樣中無汞值，故做11個(gè)加標(biāo)回收來計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差。數(shù)據(jù)如下：

砷 11次儀器讀數(shù)測(cè)定結(jié)果：17.81、17.64、17.89、17.66、17.84、18.01、17.94、17.85、17.87、17.83、17.98。

RSD值為：0.65%。

汞（加標(biāo)回收）11次儀器讀數(shù)測(cè)定結(jié)果：

2.110、2.045、2.027、2.012、2.037、2.033、2.044、2.042、2.072、2.034、2.036

RSD值為：1.28%。

3.3 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

本文中，汞采用加標(biāo)回收方法來驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)方法的準(zhǔn)確度，為驗(yàn)證其它元素的干擾情況，顧在銅精礦標(biāo)樣中加汞標(biāo)準(zhǔn)，再扣除標(biāo)樣的汞含量。且同時(shí)做兩組數(shù)據(jù)（每組11個(gè)平行樣品），每組取平均值來計(jì)算回收率。砷用測(cè)量數(shù)據(jù)與國家標(biāo)準(zhǔn)樣品值對(duì)照來驗(yàn)證其準(zhǔn)確度。數(shù)據(jù)見表1、表2：

表1

表2

3.4 干擾實(shí)驗(yàn)

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，在選定條件下干擾很小。且光譜干擾經(jīng)過對(duì)譜線的選擇和對(duì)背景的扣除得以消除。物理干擾主要是溶液的鹽度較高時(shí)，影響霧化效率。通過控制稱樣量和加入試劑量的方法來解決。

4 結(jié)論

本文以鹽酸和硝酸在比色管中，在水域環(huán)境中直接溶解樣品，最大限度避免元素?fù)]發(fā)損失和外界污染。電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，測(cè)定銅精礦中的有害雜質(zhì)元素砷和汞。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，汞回收率為98%～102%，砷的測(cè)定結(jié)果與國家標(biāo)樣值吻合。砷相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）（n=11)：0.65%，汞相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）（n=11)：1.28%。方法操作簡單，基本無干擾，分析快速，結(jié)果準(zhǔn)確。