地質(zhì)樣品中高含量鋅檢測(cè)方法的探討

廣東省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊(duì) 廣東肇慶 526000

摘要：本文采用EDTA容量法與原子吸收分光光度法相結(jié)合的方法測(cè)鐵干擾元素比較高的地質(zhì)樣品中的鋅，提出了鹽酸、硝酸熔礦后在弱堿氨水介質(zhì)中沉淀分離鐵、錳、銅等元素，再加入掩蔽劑，在PH=5-6之間用EDTA滴定，再用硫酸酸化過濾后的沉淀，結(jié)合原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定沉淀中被吸附鋅含量來測(cè)定礦樣中鋅的總含量，此方法方便、快捷，測(cè)定結(jié)果令人滿意。

關(guān)鍵詞：高含量鋅；鐵干擾；EDTA容量法；原子吸收分光光度法{劉建國， 1997 #1}

引言

鋅是一種藍(lán)白色的金屬，室溫下性脆，有很好的延展性，其化學(xué)性質(zhì)比較活潑，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)、電鍍工業(yè)、輕工業(yè)和農(nóng)業(yè)中。因此，在地質(zhì)行業(yè)中對(duì)于鋅礦的發(fā)掘和開采尤為重要。目前，對(duì)于地質(zhì)樣品中鋅的檢測(cè)方法有很多：原子吸收光譜法、X熒光光譜法、極譜法、發(fā)射光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法和EDTA容量法等。目前，在地質(zhì)檢測(cè)過程中主要應(yīng)用原子吸收光譜法和EDTA容量法方法來檢測(cè)地質(zhì)樣品中的高含量鋅，但是原子吸收光譜法在檢測(cè)超過5%含量的鋅時(shí)會(huì)引起檢測(cè)結(jié)果不穩(wěn)定，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果偏高。而EDTA容量法在處理一些樣品溶解分離不完全、干擾元素多的地質(zhì)樣品時(shí)會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果偏低。所以單純使用上述一種方法來檢測(cè)地質(zhì)樣品中高含量的鋅存在著一定的缺陷，無法滿足我們對(duì)地質(zhì)樣品檢測(cè)的準(zhǔn)確度。本文主要對(duì)以上幾種方法進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)合了EDTA容量法和原子吸收分光光度法對(duì)樣品進(jìn)行兩次含量檢測(cè)，最終得出鋅的準(zhǔn)確值。

一、試驗(yàn)儀器和試劑

主要試驗(yàn)儀器：XS-125A-SCS型電子天平，GGX-610型原子吸收分光光度計(jì)，鋅空心陰極燈。

主要試劑：鹽酸、硝酸、硫酸、硫氰酸鉀、二水合氟化鉀、硫代硫酸鉀、氨水、無水乙醇、冰醋酸、六次甲基四胺等，以上試劑均為分析純，試驗(yàn)中的用水均為超純水。

二、試驗(yàn)步驟

2.1、EDTA容量法測(cè)定高含量鋅試驗(yàn)

本試驗(yàn)所用樣品為地質(zhì)樣品中的國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSB04-2193-2008和GBW07168。首先稱取0.2000g樣品于200mL燒杯中，加入20mL鹽酸煮沸5分鐘再加入5mL硝酸蒸至近干，冷卻后加入3-5g硫酸銨固體并攪拌均勻，加入加入100mL煮沸的去離子水，再緩慢加入（1+1）的氨水調(diào)節(jié)至燒杯內(nèi)出現(xiàn)大量沉淀，過量20mL，煮沸，趁熱用中速濾紙過濾，將濾液過濾于另外一個(gè)400mL的燒杯中，用熱的氨水洗滌液多次洗滌燒杯，洗滌沉淀，用鹽酸洗滌干凈濾紙上的沉淀，將其接收在之前熔礦的燒杯中再用（1+1）氨水進(jìn)行沉淀的二次過濾，待過濾后，收集濾液，濾紙上的氫氧化物保留以備后用，在收集的濾液中加入25%的二水合氟化鉀10mL，無水乙醇10mL，25%硫氰酸鉀10mL，10%的硫代硫酸鈉10mL煮沸。待冷卻后加入對(duì)硝基苯酚2滴，用（1+1）鹽酸調(diào)節(jié)至黃色剛好消失，加入事先配制好的乙酸乙酸鈉緩沖溶液，滴加二甲酚橙2滴，用EDTA滴定至亮黃色即為終點(diǎn)。注意過濾后濾紙需要用于后處理。

2.2、原子吸收分光光度法測(cè)定回收鋅試驗(yàn)

將2.1中濾紙上的沉淀用熱的（1+1）鹽酸清洗，再用煮沸的去離子水清洗干凈，將其定容于100mL容量瓶中用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)其濃度，并結(jié)合2.1中檢測(cè)結(jié)果計(jì)算鋅的總含量。

2.3、檢測(cè)條件優(yōu)化試驗(yàn)

在本試驗(yàn)中我們還對(duì)試驗(yàn)過程中的檢測(cè)條件進(jìn)行了優(yōu)化試驗(yàn)，分別為：沉淀次數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)、酸度試驗(yàn)、抗干擾試驗(yàn)和加標(biāo)回收試驗(yàn)。

三、結(jié)果與討論

3.1沉淀次數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)

試驗(yàn)考察在二次回收鋅檢測(cè)試驗(yàn)中的沉淀次數(shù)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。試驗(yàn)分別對(duì)濾渣進(jìn)行1-5次沉淀，并對(duì)每次沉淀結(jié)果進(jìn)行原子分光光度法檢測(cè)。

圖1 沉淀次數(shù)對(duì)鋅總量的影響

通過檢測(cè)結(jié)果可以看出在經(jīng)過多于三次沉淀后其回收鋅的檢測(cè)結(jié)果趨于平衡，故選擇三次沉淀為最佳。

3.2酸度試驗(yàn)

在原子吸收分光光度法檢測(cè)回收鋅試驗(yàn)中用的是鹽酸介質(zhì)，試驗(yàn)中分別分取相同體積的回收液于100 mL容量瓶中，分別加入1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00、7.00、8.00、9.00、10.00 mL 的鹽酸溶液配成不同濃度的鹽酸介質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，其他試驗(yàn)條件不變。試驗(yàn)結(jié)果表明：不同濃度的酸介質(zhì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響不大。

3.3抗干擾試驗(yàn)

試驗(yàn)考察了樣品中鉛和鐵的干擾對(duì)鋅檢測(cè)結(jié)果的影響。試驗(yàn)中在EDTA法檢測(cè)高含量鋅的過程中分別加入0、10、20、30、40mg的鉛和鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，并對(duì)最終檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)來確定在溶液中存在不同含量的鉛和鐵的干擾對(duì)鋅檢測(cè)的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖2。

圖2（A）加入不同含量鉛對(duì)鋅檢測(cè)結(jié)果的影響；（B）加入不同含量鐵對(duì)鋅檢測(cè)結(jié)果的影響

通過圖2可以看出，加入不同量鉛干擾元素時(shí)對(duì)最終鋅檢測(cè)結(jié)果基本無干擾，但是在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)鉛元素的存在會(huì)影響滴定終點(diǎn)的判斷，因此也需要對(duì)檢測(cè)溶液中的鉛進(jìn)行掩蔽。而通過鐵干擾試驗(yàn)可以看出，隨著鐵加入量的增大，會(huì)加大沉淀對(duì)鋅的吸附能力直接導(dǎo)致了鋅檢測(cè)結(jié)果的偏低。鐵元素的干擾可通過加入掩蔽劑或多次沉淀去除。

3.4加標(biāo)回收試驗(yàn)

表1 加標(biāo)回收試驗(yàn)

國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值（g）測(cè)試值（g）加入鋅量（g）測(cè)試值（g）回收率（%）

GBW07168（GSO-7）0.10540.10510.050.1565102.80

GBW07168（GSO-7）0.10540.10530.100.204599.20

GBW07168（GSO-7）0.10540.10480.150.2559100.73

GSB04-2193-20080.0380.03800.040.07695.00

GSB04-2193-20080.0380.03810.080.1184100.38

GSB04-2193-20080.0380.03810.120.1585100.33

本文對(duì)該方法進(jìn)行了加標(biāo)回收試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。通過加標(biāo)回收試驗(yàn)可以看出本方法的加標(biāo)回收率在95.00%-102.80%之間，完全滿足地質(zhì)樣品中高含量鋅的檢測(cè)。

四、總結(jié)

本文主要試驗(yàn)方法是對(duì)以往幾種方法的改進(jìn)，利用EDTA容量法先對(duì)高含量的鋅進(jìn)行滴定，并對(duì)過濾后的濾渣進(jìn)行多次沉淀回收，再利用原子吸收法對(duì)濾渣中的回收鋅進(jìn)行測(cè)定，從而可以較為準(zhǔn)確地檢測(cè)出地質(zhì)樣品中鋅的含量。文中還對(duì)試驗(yàn)過程中的條件進(jìn)行了優(yōu)化和回收率試驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。本方法的確定具有非常強(qiáng)的可操作性和實(shí)用性，可應(yīng)用于地質(zhì)行業(yè)的日常生產(chǎn)工作中。