氫化物發(fā)生－原子熒光光譜法測定高純鉛中砷含量

姜 晴

（株洲冶煉集團(tuán)股份有限公司，湖南 株洲 412004）

氫化物發(fā)生－原子熒光光譜法測定高純鉛中砷含量

姜 晴

（株洲冶煉集團(tuán)股份有限公司，湖南 株洲 412004）

研究了兩種高純鉛，即鉛－05（Pb 99.999%）和鉛－06（Pb 99.9999%）中微量砷的氫化物發(fā)生－原子熒光光譜法測定方法，樣品用HNO3溶解后，加入HCl形成氯化鉛沉淀分離主體鉛，用硼氫化鉀還原砷為砷化氫，原子熒光光譜法測定砷量。方法簡單，平均回收率達(dá)到110%，適應(yīng)于高純鉛中0.01×10－4%～0.6×10－4%砷的測定。

氫化物發(fā)生；原子熒光法光譜法；高純鉛；砷

隨著現(xiàn)代工業(yè)和科技的發(fā)展，高純度鉛的使用領(lǐng)域也越來越廣泛，高純鉛含主成分的量在99.999%～99.999 9%之間，雜質(zhì)含量更是極低，一般含量均在0.000 1%以下，其含量的測定是分析上的難題，鉛中砷的測定一般采用吸光光度法，YS／T 229.1～229.3—1994高純鉛分析方法采用的是砷鉬藍(lán)分光光度法，流程較長，對于極低含量的測定，其靈敏度偏低，結(jié)果不能令人滿意。本試驗(yàn)提出了采用氯化鉛沉淀分離鉛、砷化氫發(fā)生，原子熒光光譜法測定，測定速度快，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明，能夠滿足分析的要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作條件

AFS2201型斷續(xù)流動雙道無色散型氫化物原子熒光光譜儀，帶有石英爐原子化器和砷空心陰極燈，斷續(xù)流動儀。儀器分析條件見表1，斷續(xù)流動儀操作條件見表2。

表1 儀器分析條件

表2 斷續(xù)流動儀操作條件

1.2 主要試劑與標(biāo)準(zhǔn)溶液

HNO3（1＋2）；HCl（1＋1）；氫氧化鉀溶液（200 g／L，現(xiàn)用現(xiàn)配）；硫脲（50 g／L）－抗壞血酸（50 g／L）。載流：20%（體積百分含量）HCl。硼氫化鉀溶液（KBH4，25 g／L，含 5 g／L KOH）：稱取 5 g KBH4，加入預(yù)先溶有1 g KOH的200 mL水中，宜現(xiàn)用現(xiàn)配。砷標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：準(zhǔn)確稱取0.132 0 g三氧化二砷（≥99.95%，預(yù)先在硫酸干燥器中干燥24 h以上）于300 mL燒杯中，加入20 mL氫氧化鉀溶液（200 g／L），加熱溶解完全，用鹽酸中和至微酸性，冷卻。移入1 000 mL容量瓶中，稀釋至刻度，混勻。此溶液1 mL含砷100 μg。砷標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 mL含砷0.50 μg。砷標(biāo)準(zhǔn)系列溶液：配制濃度／ng·mL－1：0、2.5、5.0、10.0、20.0、30.0砷標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，酸度為5%（體積百分含量）HCl介質(zhì)，含有5 g／L硫脲－5 g／L抗壞血酸，現(xiàn)用現(xiàn)配。

除非另有說明，在分析中使用的確認(rèn)為優(yōu)級純試劑和蒸餾水或去離子水或相當(dāng)純度的水。

1.3 試驗(yàn)方法

稱取5.0 g試樣于100 mL石英燒杯，精確到0.000 1 g。隨同試料做空白試驗(yàn)。將試料置于100 mL石英燒杯中，加入15.0 mL HNO3（1＋2），蓋上表面皿，低溫加熱使試樣溶解完全，煮沸驅(qū)除氮的氧化物，取下，以水洗表面皿及杯壁，移入100 mL容量瓶中，加入30.0 mL HCl（1＋1），10.0 mL硫脲－抗壞血酸溶液，用水稀釋至刻度，混勻，放置30 min。

儀器應(yīng)配有由廠家推薦的砷高性能空心陰極燈，以硼氫化鉀為還原劑、HCl為載流、氬氣為屏蔽氣和載氣測量砷的熒光強(qiáng)度。當(dāng)設(shè)備具有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制功能時(shí)，工作曲線的建立、校標(biāo)（漂移校正、標(biāo)準(zhǔn)化、重新校準(zhǔn)）和砷量的測定應(yīng)按照計(jì)算機(jī)軟件操作說明書的要求進(jìn)行。

標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備：移取砷標(biāo)準(zhǔn)溶液／mL：0、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00于一組100 mL容量瓶中，加入30.0 mL HCl（1＋1），10.0 mL硫脲－抗壞血酸溶液，用水稀釋至刻度，混勻，放置30 min。配制濃度為／ng·mL－1：0、2.50、5.00、10.00、20.00、30.00的溶液，用時(shí)現(xiàn)配。以砷的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 測定條件的選擇實(shí)驗(yàn)

2.1.1 樣品溶解方法的選擇

HCl無法溶解純鉛，6～20 mL的濃硫酸均無法將高純鉛溶解，實(shí)驗(yàn)證明，5 g純鉛在溶解過程的現(xiàn)象有：10 mL稀HNO3（1＋2）及15 mL稀HNO3（1＋3）加熱1 h均不能達(dá)到溶解目的，15 mL稀HNO3（1 ＋2）0.5 h內(nèi)可以溶解樣品且有硝酸鉛晶體析出，因此方法采用15 mL HNO3（1＋2）溶解樣品。

2.1.2 介質(zhì)和HCl用量的選擇

采用HCl使鉛基體形成氯化鉛沉淀，通過計(jì)算獲知5.0 g鉛的沉淀需要4 mL HCl，溶液的HCl酸度在15%左右時(shí)，砷的熒光強(qiáng)度值穩(wěn)定。

2.1.3 硫脲－抗壞血酸用量的試驗(yàn)

硫脲－抗壞血酸為掩蔽劑和砷的預(yù)還原劑，當(dāng)砷量為1 μg時(shí)，硫脲－抗壞血酸混合液（50 g／L）的加入量為5 mL以上時(shí)就可以達(dá)到穩(wěn)定的熒光強(qiáng)度值，因此，硫脲－抗壞血酸的用量確定為10 mL。

2.1.4 預(yù)還原時(shí)間的試驗(yàn)

加入硫脲－抗壞血酸溶液后，需要在常溫下放置一段時(shí)間以便還原反應(yīng)的進(jìn)行，試驗(yàn)證明，25℃時(shí)時(shí)間低于20 min，熒光強(qiáng)度值明顯偏低，當(dāng)達(dá)到25 min后，熒光強(qiáng)度值趨于穩(wěn)定，方法采用放置30 min后進(jìn)行測定。

2.1.5 硼氫化鉀濃度的影響

選擇使用硼氫化鉀濃度的目的是獲取最佳的測定靈敏度。據(jù)此對加入5～40 g／L的硼氫化鉀濃度進(jìn)行了詳細(xì)考察，以期得到測定的最佳測定靈敏度。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)使用硼氫化鉀濃度為25 g／L（含有5 g／L氫氧化鉀）時(shí)，砷熒光強(qiáng)度穩(wěn)定且最大。

2.2 共存元素的影響

高純鉛含主成分鉛為99.999% ～99.9999%，共存的雜質(zhì)元素主要有：As（0.3 μg／g）、Fe（0.5 μg／g）、Cu（0.8 μg／g）、Bi（1.0 μg／g）、Sn（0.5 μg／g）、Sb（0.5 μg／g）、Ag（0.5 μg／g）、Mg（0.5 μg／g）、Al（0.5 μg／g）、Cd（0.5 μg／g）、Zn（1.0 μg／g）、Ni（0.5 μg／g），通過加入20 μg／g的雜質(zhì)元素進(jìn)行試驗(yàn)，僅有錫對測定有影響，考慮到試樣中最大含錫為0.5×10－4，樣品量為5 g時(shí)，總錫量為2.5 μg，其影響可以忽略，其它共存元素對砷測定沒有影響。

3 精密度和準(zhǔn)確度

稱取鉛錠（5 N）樣品于100 mL石英燒杯中，按照表3中要求加入砷標(biāo)準(zhǔn)溶液，合成1?！?＃合成樣。按照分析步驟進(jìn)行測定，精密度試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 砷精密度測試數(shù)據(jù)（n＝7）

4 結(jié) 語

采用氫化物發(fā)生－原子熒光法光譜法測定高純鉛中微量砷，發(fā)揮了原子熒光光譜法靈敏度高，干擾少的優(yōu)勢，該方法簡便、快速，在實(shí)際工作中得到了廣泛應(yīng)用。

［1］YS／T 229.1～229.3—1994，高純鉛化學(xué)分析方法［S］.

［2］王軍學(xué).氫化物發(fā)生－原子熒光法光譜法測定精碲中微量砷［J］.冶金分析，2010，30（2）：55－57.

Determination of Arsenic in Highpure Lead Ingot by HG-AFS

JIANG Qing
（Zhuzhou Smelters Group Co．，Ltd．，Zhuzhou 412004，China）

Hydride generation-atomic fluorescence spectrometry was applied to the determination of trace arsenic in high pure lead ingot（Pb 99.999%and Pb 99.9999%）.The sample was dissolved in nitric acid，and the lead was removed as lead chloride sediment with hydrochloric acid.Arsenic was reduced to arsenic hydride by potassium borohydrate and measured by AFS.The method is simple and average recovery is about 110%.It can be applied to the analysis of arsenic in high pure lead ingot.

HG-AFS；arsenic；lead ；

TG115

A

1003－5540（2015）02－0068－03

2015－03－02

姜 晴（1964－），女，工程師，主要從事有色冶金分析檢測技術(shù)及管理工作。