原子熒光光譜法測定銅坑礦中的砷

陳 海 英（國土資源部 沈陽礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心， 遼寧 沈陽 110032）

原子熒光光譜法測定銅坑礦中的砷

陳 海 英
（國土資源部 沈陽礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心， 遼寧 沈陽 110032）

建立了王水消解—原子熒光光譜法測定銅坑礦中砷的方法。討論了礦石樣品中金屬元素對砷測定的干擾及消除方法；分析了影響測定結(jié)果準確性的因素，選擇了合適的儀器條件、還原劑濃度、測定介質(zhì)和載流酸度等，在最佳實驗條件下，檢出限為0.1μg/ L，相對標準偏差為2.15%～4.61%，加標回收率為95.1%～102.7%，其操作快速、簡便，結(jié)果準確、可靠。本法適用于閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦、粘土礦物、毒砂、螢石、輝石、錫石、磁黃鐵礦、銅坑礦等礦石中砷的測定。

銅坑礦；王水消解；原子熒光光譜法；砷

多年來，國內(nèi)外地質(zhì)專家學(xué)者對銅坑礦開展了許多地質(zhì)研究工作，發(fā)表科技論文近400篇，對礦床成因進行了詳細的論證。在生產(chǎn)實踐中根據(jù)成礦元素的地質(zhì)地球化學(xué)特征，了解其有益有害組分的分布情況、賦存狀態(tài)及儲量規(guī)模，其中可回收利用的共伴生元素有鋅、鉛、銻、銀、銦、鎘、鉍、硫、砷等[1]。但是，在資源開發(fā)利用中對伴生礦產(chǎn)如鉛、鎘、砷等如何進行測定卻未見報道。

目前，測定礦石中砷含量常見的方法有碘量法[2]、溴酸鉀滴定法[3]、鉬藍光度法[4]、極譜法[5]等，采用這些方法時需要分離富集、萃取等手段，使分析過程繁瑣，流程較長，工作效率低。本文采用王水消解樣品，采取逐級稀釋再檢測的方法測定高含量砷的樣品，使測定范圍更寬，精密度、準確度也令人滿意[6]。該方法樣品前處理簡便、快捷，測定結(jié)果準確，結(jié)果令人滿意。

1 實驗部分

1.1 儀器設(shè)備

AFS-3100型雙道原子熒光光度計(AFS)：北京科創(chuàng)海光儀器有限公司；

砷空心陰極燈：北京有色金屬研究總院[7]。

1.2 主要試劑

標準儲備溶液：試驗所用標準儲備液濃度均為ρ（As）=1 g/L，是由國家標準物質(zhì)研究中心提供的國家一級標準物質(zhì)；

標準溶液：由標準儲備液逐級稀釋而成，ρ(As) =100 μg/mL，測定時用10 %的HCl逐級稀釋成ρ(As)為0.00、0.025、0.05、0.10、0.20、0.40、0.80 μg/mL的標準系列溶液；

硝酸：優(yōu)級純；鹽酸：優(yōu)級純；硼氫化鉀：化學(xué)純；氫氧化鉀：化學(xué)純；硫脲：化學(xué)純；抗壞血酸：化學(xué)純；實驗室用水：去離子水。

1.3 樣品處理

準確稱取制備好的礦石樣品0.100 0 g置于50 mL高型燒杯中，用水潤濕，加入10 mL王水（1+1）蓋上表皿，搖勻，置于 95～98 ℃控溫電熱板上，分解過程中不時搖動3～4次。待分解后，洗去表皿并蒸發(fā)溶液至約2 mL。取下，立即加入10 mL鹽酸，搖勻。冷卻后用水將溶液移入50 mL容量瓶中，加入硫脲—抗壞血酸混合溶液，用水稀釋至刻度，搖勻。放置澄清。同時做流程空白。

1.4 樣品測定

開機，待儀器自檢完成后，設(shè)置儀器測定條件，點火，儀器運行穩(wěn)定30 min后，測定標準系列，儀器自動建立校準曲線，根據(jù)校準曲線對空白溶液和各個樣品進行測定[8]。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器工作條件的選擇

試驗結(jié)果表明：砷的熒光強度受許多因素的影響，特別是負高壓、燈電流、載氣流量、屏蔽氣流量。通過優(yōu)化選擇的儀器測量參數(shù)見表1。

2.2 標準曲線及檢出限

由圖1可以看出，元素標準曲線的相關(guān)系數(shù)大于0.999 5，滿足實際分析要求。本試驗采取在儀器最佳測定條件下，平行測定 12 份空白硝化液，計算標準偏差，按標準偏差的 3 倍求得檢出限， 本法砷的檢出限為0.1μg/ L，滿足分析要求。

2.3 消解溶劑及消解方法的選擇

由于新配制的王水具有較強的溶解能力和氧化能力，完全可以溶解和氧化砷[7]。砷的氯化物的沸點比較低（AsCl3130.21 ℃），本試驗選擇95～98 ℃控溫電熱板消解樣品，本法簡便、快速、可以批量處理樣品，完全可以滿足銅坑礦中砷的測定要求。

2.4 硼氫化鉀濃度、測定介質(zhì)和載流酸度的影響

配制硼氫化鉀溶液時，要將硼氫化鉀固體溶解在 1%的氫氧化鉀溶液中，這樣能有效的防止硼氫化鉀的分解。硼氫化鉀的濃度對熒光強度影響很大。硼氫化鉀濃度增大，熒光強度增大，但穩(wěn)定性逐漸變差；硼氫化鉀濃度過低，會造成砷還原不完全，測定值偏低[6]。實驗結(jié)果表明，當(dāng)硼氫化鉀質(zhì)量濃度在20 g/L時，砷的信噪比最大，穩(wěn)定性也最好。

試驗看出 5%～15% 的鹽酸作為測定介質(zhì)和載流溶液對測定影響不存在顯著性差別。本試驗選取10%鹽酸作為測定介質(zhì)和載流溶液。

2.5 干擾元素及測定結(jié)果的處理

銅坑礦中金屬元素含量相對較高，會對砷的測定產(chǎn)生一定的干擾，本方法加入 5%的硫脲和抗壞血酸混合試劑，基本上消除了干擾。

由于待測樣品砷含量較高，為了減少高含量樣品逐級稀釋造成的偏差，保證了樣品測定結(jié)果的準確性[6]。本試驗采取測定濃度相近的標準溶液作為管理樣，再對結(jié)果進行修正。

2.6 方法準確度、精密度和加標回收率

對4個不同種類的礦石標準物質(zhì)進行測定，結(jié)果見表2。

從表2可以看出，不同種類的礦石中砷的測定值均在標準值的不確定度范圍之內(nèi)，相對標準偏差為2.15%～4.61%，分別加入砷標準溶液，測得加標回收率見表2，加標回收率為 95.1%～102.7%，表明此方法具有較高的準確度和精密度，適用于礦石中砷的測定。

3 結(jié) 論

利用王水消解-原子熒光光譜法測定銅坑礦中的高含量的砷，檢出限為0.1μg/ L，相對標準偏差為2.15%～4.61%，加標回收率為95.1%～102.7%，其操作快速、簡便，結(jié)果準確、可靠。本法適用于閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦、粘土礦物、毒砂、螢石、輝石、錫石、磁黃鐵礦、銅坑礦等礦石中砷的測定。

［1］許遠清, 韋方景, 張紹國, 韋建宏. 廣西銅坑礦區(qū)重金屬污染防治實踐[J]. 中國礦山工程, 2014, 43(5): 17-20.

［2］袁麗麗. 碘量法測定鋅精礦中的砷[J]. 福建分析測試, 2008, 17(4): 51-53.

［3］劉青. 溴酸鉀滴定法測定礦物中的砷[J]. 云南冶金, 2006, 35(3): 64-69.

［4］ 鄭小敏, 周禮仙, 李弘. 砷化氫分離-砷鉬藍分光光度法測定鐵礦石中砷的國家標準方法探析[J]. 冶金分析, 2010, 30(7): 30-34.

［5］王建琴, 梁云生. 示波極譜法測定鐵礦石中微量砷[J]. 巖礦測試, 2002, 21(3): 236-238.

［6］李玄輝, 楊理勤. 斷續(xù)流動一氫化物發(fā)生原子熒光光譜法測定礦石中高含量砷[J]. 黃金, 2013, 34(6): 75-77.

［7］陳海英. 王水水浴消解—雙道原子熒光光譜法（AFS）同時測定土壤中的汞和硒[J]. 農(nóng)業(yè)科技與裝備, 2013(10): 13-15.

［8］ 陳海英. 微波消解—電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定林蛙油中的常量和微量元素[J]. 當(dāng)代化工, 2014, 43(3): 470-473.

Determination of Arsenic in Tongkeng Mine by Atomic Fluorescence Spectrometry

CHEN Hai-ying
（Ministry of Land and Resources，Shenyang Supervision and Testing Center of Mineral Resources，Liaoning Shenyang 110032，China）

A method was established for the determination of arsenic in Tongkeng mine aqua regia digestion coupled with Atomic Fluorescence Spectrometry. Discussed on the determination of arsenic and the methods to eliminate the interference of metal elements in ore samples; analyzed the factors for influence in the accuracy of determination result. Selected the appropriate instrument conditions、 the concentration of the reducing agent、 determination of medium and acidity of current carrying. Under optimal conditions, the detection limit was 0.01 μg/L, the relative standard deviation were 2.15% ～ 4.61%, The recovery rate of standard addition were 95.1% ～ 102.7%. The operation is fast and convenient, accurate and reliable. This method is suitable for determination of arsenic in sphalerite、galena、pyrite、 chalcopyrite、 arsenopyrite、 arsenopyrite、fluorite、pyroxene、cassiterite、pyrrhotite、Tongkeng mine.

Tongkeng mine; Aqua regia digestion; Atomic fuorescence spectrometry; Arsenic

O 657

： A

： 1671-0460（2015）05-0896-03

國土資源公益性行業(yè)專項經(jīng)費項目“稀散元素鍺、鎵、銦、鉈礦石成分分析標準物質(zhì)研制”，編號為：200911044-06。

2015-03-11

陳海英（1976-），女，碩士研究生，高級工程師，主要從事土壤、巖石、食品、飼料等無機元素的分析研究。E-mail:chenhy-0@sohu.com。