石墨爐原子吸收光譜法測定鋅基體物料中微量鉈

程鍵

（深圳中金嶺南公司 丹霞冶煉廠，廣東 仁化512325）

0 前言

金屬冶煉行業(yè)給環(huán)境造成的影響日益受到關(guān)注，鉈作為一種高毒重金屬元素，它的測定更應(yīng)該受到重視。但鉈含量低，準(zhǔn)確測定比較困難。常用的分析方法有極譜法［1－2］、分光光度法［3］、石墨爐原子吸 收 光 譜 法［4－6］、電 感 耦 合 等 離 子 體 質(zhì) 譜 法（ICP－MS）［7］等。極譜法、分光光度法對儀器條件比較苛刻；萃取比色法容易造成環(huán)境污染；石墨爐原子吸收法大多需要泡沫塑料吸附與解脫鉈，流程長，不適合大批量濕法鋅冶煉生產(chǎn)應(yīng)用；ICP－MS儀器昂貴，一次性投資成本較高。本文通過溶樣酸的選擇，嚴(yán)格控制Cl－帶入分析過程，消除Cl－對鉈的抑制干擾，利用硝酸鈀作基體改進(jìn)劑，通過優(yōu)化儀器分析條件，成功實現(xiàn)了石墨爐原子吸收光譜法測定鋅基體鋅精礦、鋅焙砂、氧化鋅、鋅粉等物料中微量鉈。經(jīng)過試樣加標(biāo)回收實驗，方法對照實驗等，結(jié)果滿意。

1 實驗部分

1.1 主要儀器和試劑

CONTRAA700石墨爐原子吸收分光光度計（德國耶拿儀器有限公司）。

硝酸（優(yōu)級純），其余試劑均為分析純。氬氣：純度≥99.99%。所用實驗用水為二次去離子水。

硝酸鈀（1 g/L）：稱取0.1 g光譜純硝酸鈀溶于稀硝酸中，用水定容至100 mL，搖勻。

鉈標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（1 000μg/mL，購于國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）：將標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液用硝酸2%（V/V）溶液逐級稀釋成1μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.2 儀器最佳工作條件

測定波長276.8 n m，干燥溫度110℃，灰化溫度500℃，原子化溫度1 800℃，清除溫度2 450℃，峰高吸收，動態(tài)扣背景方式測定。

1.3 實驗方法

準(zhǔn)確稱取0.100 0 g試料于100 mL燒杯中，用水濕潤試樣，加入0.2 g B試劑，5 mL HNO3，2 mL A試劑低溫加熱溶解，試樣溶解至清亮，用水吹洗杯壁，繼續(xù)加入1 mL A試劑溶解試樣，蒸至體積2 mL取下，冷卻，移入100 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，混勻。在儀器最佳工作條件下，硝酸鈀作基體改進(jìn)劑，用干過濾的試樣測定鉈的吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器條件優(yōu)化

選擇合適的灰化溫度和原子化溫度是實現(xiàn)石墨爐準(zhǔn)確測定的關(guān)鍵。按照實驗方法，利用儀器自帶軟件進(jìn)行優(yōu)化實驗。原子化溫度1 800℃下，進(jìn)行灰化溫度選擇實驗；再根據(jù)最佳灰化溫度，進(jìn)行原子化溫度選擇實驗。實驗結(jié)果見表1。

表1 灰化溫度和原子化溫度選擇實驗Table 1 Experiments for selecting ashing temperature and atomization temperature

根據(jù)表1的儀器穩(wěn)定性和吸光度值變化情況，分別選擇灰化溫度500℃，原子化溫度1 800℃作為儀器工作條件。

2.2 溶樣酸的選擇

正確處理試樣也是實現(xiàn)鉈準(zhǔn)確測定的重要因素。按照實驗方法的溶樣過程，選用兩種溶樣方法處理試樣，在儀器最佳工作條件下，進(jìn)行吸光度測定。

方法一：B試劑，鹽酸，硝酸溶樣。

方法二：B試劑，硝酸，A試劑溶樣。

兩種溶樣方法都能使樣品溶解清亮。結(jié)果見表2。

實驗表明，Cl－嚴(yán)重抑制鉈［8］的測定。實驗選擇方法二的試劑作為處理試樣的溶樣酸。

2.3 酸度及基體改進(jìn)劑的選擇

按實驗方法處理的樣品，加不同體積的硝酸，稀釋定容至100 mL，在干過濾的試樣中加入5μL硝酸鈀［8］測定鉈的吸光度。結(jié)果見表3。

表3 酸度的選擇實驗Table 3 Experiment for selecting acidities

實驗表明，硝酸濃度對鉈的測定影響不大，為保護石墨管及溶樣控制出發(fā)，我們選擇體積分?jǐn)?shù)為2%的硝酸作為樣品的測定介質(zhì)。

按實驗方法處理的樣品，控制硝酸（2%）濃度，溶液稀釋定容至100 mL，在干過濾的試樣中加入0，5μL的硝酸鈀后分別測定鉈的吸光度。結(jié)果見表4。

表4 基體改進(jìn)劑的選擇實驗Table 4 Experiment for selecting matrix modifiers

實驗表明，沒有基體改進(jìn)劑，無法實現(xiàn)鉈的測定。

2.4 基體影響倍比實驗

按實驗方法處理的樣品，分別定容至不同體積，同時干過濾后按實驗方法測定鉈的吸光度。結(jié)果見表5。

表5 基體影響的倍比實驗Table 5 Multiple proportion experiments on matrix effect

實驗表明，鋅基體對鉈的測定影響不大，鋅基體對鉈測定的干擾可忽略不計。

2.5 背景干擾消除

利用儀器自帶的扣背景軟件，進(jìn)行動態(tài)扣背景方式能很好地消除背景干擾，效果良好。

2.6 Cl－干擾實驗

分取相當(dāng)于50 ng鉈的試料于25 mL容量瓶中，分別加入0，10，50，100，150，500μg的 Cl－，加入0.5 mL硝酸，用水定容。其它同實驗方法。結(jié)果見表6。

表6 Cl－干擾實驗Table 6 Experiment on Cl－interference

實驗表明，雖然Cl－嚴(yán)重抑制鉈的測定，但100μg以下的Cl－對50 ng鉈的測定影響不大。本實驗方法中所處理的物料Cl－的含量相當(dāng)于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%，故不影響鉈的測定。

2.7 工作曲線

分別移取0，0.10，0.20，0.40，0.80，1.00，2.00 mL鉈標(biāo)準(zhǔn)工作溶液于一組100 mL容量瓶中，其它按實驗方法進(jìn)行。以所測鉈的吸光度為縱坐標(biāo)，所測元素濃度為橫坐標(biāo)，繪制鉈的工作曲線。

2.8 結(jié)果計算

按下式計算鉈的百分含量：

式中：C——自工作曲線上查得鉈的濃度，ng/mL；

V——試液總體積，mL；

M——試樣量，g。

3 樣品分析

準(zhǔn)確稱取0.100 0 g鋅基體試料于100 mL燒杯中，用水濕潤試樣，加入0.2 g B試劑（鋅粉等試料溶樣時不加B試劑），5 mL HNO3，2 mL A 試劑低溫加熱溶解，試樣溶解至清亮，用水吹洗杯壁，繼續(xù)加入1 mL A試劑溶解試樣，蒸至體積2 mL取下，冷卻，移入100 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，混勻。在儀器最佳工作條件下，硝酸鈀作基體改進(jìn)劑，用干過濾的試樣測定鉈的吸光度。隨同試樣做空白實驗。減去隨同試料空白溶液的吸光度。從工作曲線上查出相應(yīng)鉈的濃度。計算鉈的含量。

4 加標(biāo)回收實驗及精密度實驗

分別準(zhǔn)確稱取三批0.100 0 g鋅基體試料各5份，其它按樣品分析步驟進(jìn)行測定。計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（n＝5）及加標(biāo)回收率。實驗結(jié)果見表7。

表7 加標(biāo)回收及精密度實驗（n＝5）Table 7 Recovery rate and precision tests（n＝5） /%

表7表明，本法測定結(jié)果與ICP－MS法相符。變異系數(shù)不大于8%，加標(biāo)回收率在99%～103%，方法準(zhǔn)確度滿足生產(chǎn)要求。

5 結(jié)語

探討了石墨爐原子吸收光譜法測定鋅基體中鉈的最佳儀器分析條件，通過溶樣酸的選擇，建立的分析方法，在利用硝酸鈀作基體改進(jìn)劑的情況下，基體干擾小，方法操作簡單快速，準(zhǔn)確度高，滿足含Cl－為0.4%以下的鋅基體物料中鉈的測定。

［1］王一非，張旭，呂忠華，等 .微分脈沖伏安法測定硫酸鋅溶液中鉈［J］.中國無機分析化學(xué)，2013，3（1）：54－56，67.

［2］毛禹平 .泡沫塑料分離富集極譜法測定鉈［J］.云南冶金，1988（5）：46－50.

［3］范必威，程澤.MIBK－HBr體系萃取分光光度法測定鎵銦鉈［J］.巖礦測試，1987，6（1）：33－35.

［4］于洋 .石墨爐原子吸收光譜法測定生活飲用水中鉈［J］.北方環(huán)境，2011.23（7）：211－214.

［5］劉峰 .活性炭吸附－石墨爐原子吸收光譜法測定環(huán)境水樣中痕量鉈［J］.分析試驗室，2009，28（9）：56－58.

［6］董邁青 .泡塑富集－石墨爐原子吸收光譜法測定地質(zhì)樣品中微量鉈［J］.光譜實驗室，2010，27（4）：1560－1564.

［7］熊英 .電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時測定銅鉛鋅礦石中微量元素鎵銦鉈鎢鉬的干擾消除［J］.巖礦測試，2011，30（1）：7－11.

［8］孫漢文 .原子吸收光譜技術(shù)［M］.北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，1992：263－265.