ICP－AES法測定銀錠、銀粉、銀漿中的雜質(zhì)元素

李 暉，楊玉瓊，王世軍

（1.西北稀有金屬材料研究院，寧夏石嘴山 753000；2.寧夏特種材料重點實驗室，寧夏石嘴山 753000）

·分 析·

ICP－AES法測定銀錠、銀粉、銀漿中的雜質(zhì)元素

李 暉1，2，楊玉瓊1，2，王世軍1，2

（1.西北稀有金屬材料研究院，寧夏石嘴山 753000；2.寧夏特種材料重點實驗室，寧夏石嘴山 753000）

研究了電感耦合等離子原子發(fā)射光譜儀中測定銀錠、銀粉、銀漿中16種雜質(zhì)元素的分析方法。通過實驗對樣品前處理及溶樣方法進(jìn)行設(shè)計，建立了儀器最佳工作條件，對酸度、基體干擾、共存元素干擾進(jìn)行了優(yōu)化試驗。檢測限、精密度與準(zhǔn)確性試驗表明該方法準(zhǔn)確快速，適合日常分析。

等離子發(fā)射光譜（ICP－AES）；銀錠；銀粉；銀漿；雜質(zhì)分析

銀作為貴金屬中相對便宜的一種金屬，在工業(yè)、能源、醫(yī)藥、民用等方面都有著非常廣泛的應(yīng)用［1］，特別以其優(yōu)良的性能是電子行業(yè)中電接觸、電阻、耐溫等材料不可缺少的部分［2］。純銀、高純銀中雜質(zhì)的方法研究，從較早到硝酸銀粉末法直流電弧技術(shù)［3］，到后來的氯化銀沉淀原子發(fā)射光譜法［4］等，已經(jīng)有相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展，銀材料的雜質(zhì)分析一直被人們密切關(guān)注。本文經(jīng)過試驗分析，根據(jù)特征譜線辨別，確定了銀錠、銀粉、銀漿中Fe、Ca、Mg、Al、Cu、Mn、Ti、Zr、B、P、Si、Bi、Pb、Zn、K、Na等16種雜質(zhì)元素存在，采用低溫回流除氮，稀釋基底，降低酸效應(yīng)影響，用標(biāo)準(zhǔn)加入法測定銀漿中的Si，消除Bi、Pb、Zn對Si的干擾，配制不同元素混合標(biāo)準(zhǔn)，用ICP－AES法可同時測定銀錠、銀粉、銀漿等相關(guān)原料及產(chǎn)品中16種雜質(zhì)元素，該方法具有檢出限低、干擾少、精密度好、準(zhǔn)確性高、快速測定等優(yōu)點，滿足分析要求。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

儀器：全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀iCAP6300（美國Thermo Fisher公司）；標(biāo)準(zhǔn)溶液：均采用標(biāo)準(zhǔn)溶液（國家鋼鐵材料測試中心），單元素濃度為1 000 μg／mL；硝酸，優(yōu)級純；銀基體溶液：10 mg／mL；試劑配制所用水均為二次交換去離子水。

1.2 儀器工作條件

RF功率：測定K、Na為950W，測定其它元素為1 150 W；霧化泵速：50 r／min；積分時間：低波長（＜238 nm），10 s；高波長（＞238 nm），5 s。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

各元素均采用標(biāo)準(zhǔn)溶液（國家鋼鐵材料測試中心），單元素濃度為1 000μg／mL，按需要逐級稀釋配置所需濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。Fe、Ca、Mg、Al、Cu、Mn、Ti、Zr、Bi、Pb、Zn混標(biāo)濃度分別為／μg·mL－1：0，0.1，1；B、P、Si混標(biāo)濃度分別為／μg·mL－1：0，0.1，1；Bi、Pb、Zn混標(biāo)濃度分別為／μg·mL－1：0，10，50；K、Na混標(biāo)濃度分別為／μg·mL－1：0，0.1，1。開機(jī)測定，繪制工作曲線。

1.4 樣品的預(yù)處理

稱取1.000 0 g試樣（銀漿樣品需于400℃烘箱放置4 h除去有機(jī)物）于150mL燒杯中，加10mL硝酸（優(yōu)級純），在120℃低溫電熱板加熱溶解至完全，繼續(xù)加熱至黃煙冒盡，然后移至300℃高溫電熱板煮沸，取下冷卻。轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，稀釋至刻度。分取10 mL于100 mL容量瓶中，稀釋至刻度。待測。對于Bi、Pb、Zn含量大于10μg／mL溶液，需平行分取4份10 mL溶液于100 mL容量瓶中，分別加入10μg／mL的Si標(biāo)準(zhǔn)0 mL、1mL、2 mL、3 mL，稀釋至刻度。待測。隨同試樣做空白實驗。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析元素譜線的選擇

根據(jù)iCAP6300全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀的操作軟件－iTEVA所提供的各元素的譜線庫，對各被測元素初選幾條分析譜線，然后分別用空白溶液、各被測元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液、基體溶液及樣品溶液于光譜儀進(jìn)樣，通過各分析譜線的子陣列圖選出無譜線干擾、背景小的分析元素譜線。所選譜線波長見表1。

表1 待測元素分析線波長的選擇 nm

2.2 基體濃度的影響試驗

在0.1μg／mL的Fe、Ca、Mg、Al、Cu、Mn、Ti、Zr、B、P、Si、Bi、Pb、Zn、K、Na試驗溶液中，分別加入Ag基體溶液（保證酸匹配），從得出的數(shù)據(jù)（見表2）可以看出，Ag基體濃度為1.0 mg／mL時，在iCAP6300全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀上對Fe、Ca、Mg、Al、Cu、Mn、Ti、Zr、B、P、Si、Bi、Pb、Zn、K、Na測定無顯著影響。

表2 銀基體干擾試驗

2.3 共存元素干擾試驗

銀錠、銀粉、銀漿中大部分雜質(zhì)元素含量較低，共存干擾也很小，基本可以忽略。但是部分銀漿試樣中Bi、Pb、Zn、Si幾種元素含量較高，而且Bi、Pb、Zn對Si的共存干擾比較嚴(yán)重，在10μg／mL的Si元素的試驗溶液中，分別加入不同量的Bi、Pb、Zn元素，分別測定加入共存元素后，Si元素的譜線凈峰值Ctsi及不加入共存元素時的譜線凈峰值Ctso，以Ctsi／Ctso之值考察不同量共存元素的測定影響。Ctsi／Ctso之值越接近1.00時，表明共存元素對被測元素的測定無顯著影響，結(jié)果見圖1。

圖1 Bi、Pb、Zn對Si的共存干擾

由圖1可見，Bi、Pb、Zn在10.0μg／mL以上時，對Si的共存干擾比較嚴(yán)重。由于銀粉、銀漿樣品中Bi、Pb、Zn的含量為0.001 0～50.0μg／mL之間且不固定，因此無法進(jìn)行基體匹配，在Bi、Pb、Zn含量大于10.0μg／mL的銀粉、銀漿中測定Si，只能采用標(biāo)準(zhǔn)加入校正法，以消除Bi、Pb、Zn的共存干擾。

2.4 樣品溶液酸度的選擇

該實驗采用濃硝酸溶解后低溫回流除氮，然后稀釋十倍，樣品溶液中硝酸體積分?jǐn)?shù)＜1%。通過實驗，該酸度對被測元素譜線凈峰值基本無影響，因此，基體無需酸匹配。

2.5 方法的準(zhǔn)確度

用加標(biāo)回收實驗做準(zhǔn)確度考核數(shù)據(jù)，加標(biāo)回收結(jié)果見表3。從表3可見，各元素加標(biāo)回收率在98%～104%之間，方法準(zhǔn)確度符合要求。

2.6 方法的精密度

稱取1.000 0 g銀錠或銀粉、銀漿樣品1份，平行測定9次，計算其方法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。測定該方法對應(yīng)空白溶液9次，計算其方法檢出限，結(jié)果見表4。

表3 加標(biāo)回收試驗

3 結(jié) 論

采用ICP全譜直讀光譜儀，測定銀錠、銀粉、銀漿中雜質(zhì)，快速且準(zhǔn)確可靠，能滿足大量試樣快速分析的要求。

［1］ 趙懷志.銀的主要應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展現(xiàn)狀［J］.云南冶金，2002，31（3）：118－122.

表4 相對標(biāo)準(zhǔn)偏差及檢出限

［2］ 盧宜源，賓萬達(dá).貴金屬冶金學(xué)［M］.長沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，1994.

［3］ 王自森.純銀中雜質(zhì)元素的光譜分析［J］.光譜實驗室，1984，1（1）：43－46.

［4］ 劉繼升，楊炬，劉宗蓉.高純銀中雜質(zhì)元素的化學(xué)光譜測定［J］.貴金屬，1986，7（3）：43－47.

［5］ 辛仁軒.等離子發(fā)射光譜分析［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

Determ ination of Im purity Elements in Silver Ingot，Silver Powder，Silver Paste by ICP－AESM ethod

LIHui1，2，YANG Yu-qiong1，2，WANG Shi-jun1，2
（1.Northwest Institute of Rare Metal Materials，Shizuishan 753000，China；2.Ningxia Key Laboratory of Special Materials，Shizuishan 753000，China）

Study on the analysismethod of 16 impurity elements in silver ingot，silver powder，silver paste in the determination of inductively coupled plasma atomic emission spectrometer.Through the experiment，it sampled the processing and digestion method，established the bestworking conditions of instrument，the optimization test on acidity，matrix interference，interference of coexisting elements.The detection limit，precision and accuracy test show that the method is accurate and fast，suitable for routine analysis.

ICP－AES；silver ingot；silver powder；silver paste；impurity analysis

O657.3

：A

：1003－5540（2014）06－0074－03

2014－10－10

李 暉（1981－），男，助理工程師，主要從事化學(xué)及儀器分析工作。