火焰原子吸收光譜法測定高含量銅、鐵冶煉中間物料中的銀

郭 晶， 胡軍凱， 吳一微

(1.湖北師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院， 湖北 黃石 435002; 2.大冶有色設(shè)計研究院有限公司，湖北 黃石 435005)

銀是常規(guī)計價元素，由于銀的化合物及合金有優(yōu)良的抗菌性，在牙科、醫(yī)藥領(lǐng)域有著廣泛的用途[1]；銀作為貴金屬之一，亦具有商業(yè)價值，可以用來制作高強(qiáng)度、耐腐蝕的合金及珠寶；還可以用于電子行業(yè)，原材料，人工降雨等[2]。隨著工業(yè)和醫(yī)藥等的發(fā)展，以及銀自身的價值，銀和銀的化合物的需求也越來越多。我國貴金屬資源比較貧乏，因而大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，綜合利用礦產(chǎn)資源回收貴金屬具有重要意義，冶煉中間物料是貴金屬銀回收的重要原料，在冶煉過程中，貴金屬銀的金屬平衡一直是困擾著冶金行業(yè)的問題，因?yàn)殂y的金屬平衡反映了提煉銀水平的高低。目前，關(guān)于高含量銅、鐵冶煉中間物料中貴金屬銀的分析研究較少。

火焰原子吸收光譜法(FAAS)[3]，石墨爐原子吸收光譜法(ETAAS)[4]，電感耦合等離子體-原子發(fā)射聯(lián)用技術(shù)(ICP-OES)[5]，電感耦合等離子體-質(zhì)譜聯(lián)用(ICP-MS)[6]等原子光譜方法常常用于實(shí)際樣品中銀的測定。但是原子發(fā)射主要用于純物質(zhì)中銀的測定, 石墨爐火焰原子吸收法需要高成本的分析儀器并且不太穩(wěn)定, 對于冶煉企業(yè)來說，冶煉中間物料基體成分復(fù)雜，各種礦物質(zhì)銀含量高低不同，對于高含量銅、鐵物料中微量銀的測定, 高含量銅、鐵是否對測定存在干擾是本文需要考察的問題, 因此建立簡便、易操作、快捷、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確的冶煉中間物料中銀的測定方法非常重要。

本文的目的是根據(jù)目前有色金屬冶煉中間物料的現(xiàn)狀，以高含量銅、鐵冶煉中間物料為研究對象，采用火焰原子吸收光譜法，建立準(zhǔn)確的測定高含量銅、鐵冶煉中間物料中銀的方法。詳細(xì)研究了物料的溶解處理方法以及儀器測定過程中的干擾因素。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和設(shè)備

美國熱電sollar原子吸收光譜儀，儀器工作條件：波長328.1 nm， 燈電流7 mA， 狹縫寬度0.5 nm，燃燒器高度6 mm，乙炔流量1.1 L/min， 空氣流量0.3 MPa.天玻的10mL微量滴定管。

1.2 主要試劑

1 mg/mL 銀標(biāo)準(zhǔn)儲貯溶液：稱取1.0000g純銀(wAg≥99.99%)于200 mL燒杯中，加50mL硝酸(1∶1)，加熱溶解完全，冷卻至室溫，移入1000mL棕色容量瓶中，用無氯離子交換水稀釋至刻度；10 μg/mL銀標(biāo)準(zhǔn)溶液：移取2.50mL銀標(biāo)準(zhǔn)儲存溶液于250 mL容量瓶中，用鹽酸(1∶9)稀釋至刻度，搖勻; 氟氫化氨；濃鹽酸；濃硝酸；高氯酸。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及測定

分別取0、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL 銀標(biāo)準(zhǔn)溶液(10μg/mL)于一系列100 mL容量瓶中，加入15mL 濃鹽酸，用水稀釋至刻度，搖勻。在儀器最佳工作條件下測定吸光度，以Ag濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性相關(guān)系數(shù)(r)達(dá)到0.9999.

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 樣品前處理的一般程序 稱取適量樣品于250mL燒杯中，用少許水潤濕，加入20mL硝酸，置于電熱板上，不時搖蕩，溶至小體積，加 5mL高氯酸直到高氯酸冒白煙，蒸至濕鹽狀，取下冷卻，加入15mL鹽酸，用水吹洗表皿和杯壁，加熱使鹽類溶解，取下冷卻至室溫。將溶液移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，靜置或者干過濾。

1.4.2 實(shí)際樣品的處理及測定 選取6個冶煉中間物料樣品，樣品粒度不大于100μm，樣品在100℃～105℃烘干1h后置于干燥器中，冷卻至室溫。按照表1中試料量及稀釋體積，將物料(表1)置于250mL燒杯中，按表1加入鹽酸進(jìn)行前處理，隨同試料做空白試驗(yàn)，在最佳儀器工作條件下，以空白調(diào)零，測定試樣溶液吸光度。

表1 試料量及稀釋體積

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 測定介質(zhì)的選擇

考察一系列濃度的銀在15%的鹽酸、15%的王水、15%的氨水、15%的硝酸介質(zhì)中測定影響，結(jié)果見圖1.

試驗(yàn)結(jié)果表明： 在鹽酸、王水、氨水、硝酸介質(zhì)中測定銀量結(jié)果基本一致，考慮到實(shí)際操作過程中，或多或少存在Cl-，因此，選取鹽酸作為測定介質(zhì)。

2.2 鹽酸濃度的影響

分別考察了在0.20μg/mL和1.0 μg/mL銀標(biāo)準(zhǔn)溶液中鹽酸濃度的影響，結(jié)果見圖2.

圖1 銀分別在鹽酸、王水、氨水、硝酸介質(zhì)中的測定結(jié)果 圖2 不同百分含量的鹽酸介質(zhì)對測定結(jié)果的影響

從圖可以看出：在5%～20%的鹽酸介質(zhì)中，對銀的測定都沒有影響，在實(shí)際測量過程中銀的濃度在0.20 ～1.0 μg/mL范圍，為防止形成AgCl沉淀，選定鹽酸濃度為15%.

2.3 單元素的干擾情況

為考察不同單元素對銀量測定的干擾情況，分別在0.20μg/mL和1.0 μg/mL銀溶液中加入不同量的干擾元素，測定結(jié)果見表2.

表2 單元素的干擾結(jié)果

從表中數(shù)據(jù)可以看出：沒有加入干擾元素和加入干擾元素對銀的測定結(jié)果幾乎無影響，說明上述元素(按實(shí)際稱樣量和干擾元素可能存在的最高含量計算)對銀的測定沒有干擾。

2.4 混合元素的干擾情況

分別在0.2 μg/mL和1.0 μg/mL銀標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入如下混合量的元素：0.6g Cu2+1mg Bi3+、0.50g Fe3+、20mg Zn2+、1.0mg Ni2+、1mg Cd2+、0.1mg Co3+、0.1mg Hg1+、20mg Mg2+、20mg Al3+、1mg Sb3+、50μg Au3+、20mg Pb2+、50μg Pt2+、1mg F-、0.1mg Pd2+、1mg Sn4+、20mg As3+、20mg Ca2+、0.3g S6+，考察其對銀測定的干擾，并分別與不加干擾元素的 0.20μg/mL和1.0 μg/mL銀標(biāo)準(zhǔn)溶液測定值進(jìn)行比較。結(jié)果表明，加入混合干擾元素，其測定值分別為0.0430、0.193，而不加混合干擾元素的測定值分別為0.0430、0.195，兩者測定值基本一致，說明混合元素對銀的測定基本無干擾。

2.5 基體的干擾情況

本試驗(yàn)的實(shí)際樣品主要成分為60% Cu、20% Fe、20% S，為考察基體的影響，取一系列0.0000、0.2000、0.4000、0.6000、0.8000、1.000 μg/mL銀標(biāo)準(zhǔn)溶液兩組，其中一組都加入0.50g Cu、0.20g Fe、0.18g S前處理，另一組不加，作對照試驗(yàn)，測定結(jié)果見表3。

表3 基體的干擾實(shí)驗(yàn) (n=3)

為進(jìn)一步證實(shí)基體的影響，本實(shí)驗(yàn)配制0.0000、0.2000、0.4000、0.6000、0.8000、1.000 μg/mL銀標(biāo)準(zhǔn)溶液作工作曲線來測定1#、2#物料樣品的銀量，并與標(biāo)準(zhǔn)加入法測定1#、2#物料樣品的銀量相比較，結(jié)果見表4.

表4 兩種標(biāo)準(zhǔn)方法的測定結(jié)果(n=3)

綜上數(shù)據(jù)表明：基體匹配前和基體匹配后測定的結(jié)果基本一致，標(biāo)準(zhǔn)加入法測定的值和標(biāo)準(zhǔn)曲線法測定的值偏差不大，說明基體對銀量測定基本無影響。

2.6 背景的干擾情況

一般而言，原子吸收的背景干擾較大，為考察背景的干擾，選取1#、2#、4#物料樣品作為研究對象，分別測定了它們在不扣背景和氘燈扣背景的條件下的值。結(jié)果見表5.

表5 背景對銀測定的影響(n=3)

結(jié)果表明：存在背景干擾，需要氘燈扣背景，故本實(shí)驗(yàn)方法采用氘燈扣背景。

2.7 方法的精密度

在最佳條件下，按照試驗(yàn)方法，獨(dú)立分析1# ～ 6# 物料樣11次，精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6.

表6 方法的精密度(n=11)

結(jié)果表明：1# ～ 6# 物料樣11次測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.3% ～ 2.7 %之間，小于行業(yè)規(guī)定的5%, 說明方法具有較好的精密度。

2.8 方法的準(zhǔn)確度

在最佳條件下，考察了方法的準(zhǔn)確度，于1#，2#，3#樣品中分別加入20μg、40μg銀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表7.

表7 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果(n=3)

結(jié)果表明：方法的加標(biāo)回收率在93.55%～109.3%之間，結(jié)果令人滿意。

3 小結(jié)

綜上所述：建立了測定高含量銅、鐵冶煉中間物料中銀的方法，復(fù)雜物料基體不干擾測定，方法簡便快捷，加標(biāo)回收率在93.55%～109.3%之間，結(jié)果令人滿意，方法適用于冶煉工業(yè)含銀量在20g/t～500g/t范圍內(nèi)的高含量銅、鐵冶煉中間物料樣品的分析。

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