電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)法測定鉛精礦中的銻

方 迪

(北京礦冶研究總院，北京 102628)

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)法測定鉛精礦中的銻

方 迪

(北京礦冶研究總院，北京 102628)

建立了電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)法測定鉛精礦中Sb元素的分析方法。實(shí)驗(yàn)中對(duì)難溶解的樣品，確定了采用硝酸、硫酸、酒石酸溶樣的方法，并選擇了最佳工作條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明檢出限為0.005 μg/mL，加標(biāo)回收率為99.0%～102%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.5%～3.2%。該方法快速準(zhǔn)確，適用于鉛精礦難溶解樣品中銻含量的測定。

鉛精礦；銻；電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法

0 前言

鉛精礦是鉛冶煉行業(yè)的一種重要原料，主要用來生產(chǎn)金屬鉛、鉛合金、及鉛化合物等。鉛精礦中含有銅、鋅、鋁、鎂、砷、銻等雜質(zhì)元素，工業(yè)生產(chǎn)中根據(jù)鉛精礦中鉛含量及雜質(zhì)元素的含量對(duì)其評(píng)級(jí)，所以準(zhǔn)確快速地測定各元素的含量對(duì)于鉛精礦的質(zhì)量指標(biāo)和價(jià)值起著重要的作用。采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定鉛精礦中銻的含量已有文獻(xiàn)報(bào)道[1]，但采用傳統(tǒng)的溶樣方法，如王水溶樣，銻(Ⅲ)元素在溶液中不穩(wěn)定，極易水解生成白色堿式鹽沉淀，如SbOCl[2]，導(dǎo)致測定值偏低。因此，需要加入酒石酸絡(luò)合，防止樣品中銻的水解。與此同時(shí)，直接采用鹽酸、硝酸、酒石酸溶樣的方法[3]，對(duì)于一些難溶解含碳量高的鉛精礦，最后仍會(huì)存在黑色不溶物，無法確定是否會(huì)造成銻的損失。因此，確定了采用硝酸溶樣，加熱至1～2 mL時(shí)滴加濃硫酸破壞碳化物，繼續(xù)加熱至近干，最后加入硝酸-酒石酸溶解鹽類的溶樣方法，并建立了ICP-AES法測定鉛精礦中銻含量的分析方法，檢測結(jié)果快速準(zhǔn)確，能夠很好地滿足生產(chǎn)分析檢測的需要。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作條件

700-ES系列全譜直讀等離子體光譜儀(安捷倫科技公司)；ICP ExpertT MII 操作軟件。高頻發(fā)生器功率：1.15 kW；等離子體氣流量：16 L/min；輔助氣流量：1.6 L/min；霧化氣流量：0.8 L/min；觀察高度：10 mm；蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速：15 r/min；清洗時(shí)間：20 s；穩(wěn)定時(shí)間：20 s；一次讀數(shù)時(shí)間：5 s；讀數(shù)時(shí)間：3次[4]。

1.2 主要試劑

在分析過程中使用二次去離子水或者相當(dāng)純度的水。硝酸、硫酸、酒石酸(優(yōu)級(jí)純)，高純鉛(質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于99.99%)。銻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(1 000 μg/mL，中國鋼鐵研究總院標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSB G 62043-90(5101))。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱取0.10 g(精確至0.000 1 g)試樣，置于150 mL燒杯中，加入10 mL硝酸，蓋上表面皿，在電熱板上低溫加熱至1～2 mL時(shí)，滴加幾滴硫酸，溶解殘?jiān)?。繼續(xù)加熱至近干，取下，冷卻后加入5 mL硝酸和5 mL酒石酸(100 g/L)溶液，加熱使鹽類溶解。取下后冷卻，定容到100 mL容量瓶中混勻，靜置，同法制備樣品空白。對(duì)于含量較高的樣品，稀釋后按選定的儀器工作條件與標(biāo)準(zhǔn)溶液同時(shí)測定。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線

分別移取不同體積的銻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液于100 mL容量瓶中，加入5 mL硝酸和5 mL酒石酸(100 g/L)溶液，以0.060 0 g高純鉛為基體(鉛精礦中鉛的含量約為60%)，用水稀釋至刻度，混勻，配制銻的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，見表1，相關(guān)系數(shù)大于0.999 9。

表1 標(biāo)準(zhǔn)溶液系列濃度Table 1 Concentrations of the standard solutions /(μg·mL-1)

2 結(jié)果與討論

2.1 分析譜線的選擇

鉛精礦中含有的低含量銅、鋅、鋁、鎂、砷等雜質(zhì)元素，根據(jù)儀器推薦的分析譜線和樣品中被測元素含量及其光譜干擾情況，對(duì)被測元素的單標(biāo)和混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，比較分析光譜譜線表和儀器軟件的譜線圖[5]，譜線輪廓清晰，未發(fā)現(xiàn)明顯的光譜干擾，確定銻的分析譜線為206.834 nm。

2.2 溶樣方法的選擇

選取兩個(gè)難溶解的鉛精礦樣品，分別采用兩種不同的方法溶解樣品，然后測定，結(jié)果見表2，對(duì)這兩種溶解方法進(jìn)行考察。

方法1：即1.3實(shí)驗(yàn)方法。

方法2：準(zhǔn)確稱取0.10 g(精確至0.000 1 g)試樣，置于150 mL燒杯中，加入10 mL硝酸，蓋上表面皿，在電熱板上低溫加熱至1～2 mL時(shí)，冷卻后加入5 mL硝酸和5 mL酒石酸(10%)溶液，加熱使鹽類溶解。取下后冷卻，定容到100 mL容量瓶中混勻，靜置，同法制備樣品空白。

表2 鉛精礦中不同溶解方法銻元素測定值比較Table 2 Comparison of the Sb determined contents in lead concentrate which were determined using different dissolution methods /%

由表2結(jié)果可知，對(duì)于這兩個(gè)難溶解的鉛精礦樣品，采用方法2溶解樣品的測定值比方法1的測定值低。采用方法2時(shí)，在樣品溶解的過程中，硝酸加熱至小體積時(shí)，溶液底部仍存在黑色殘?jiān)?，可能存在未溶解樣品，?dǎo)致結(jié)果低于方法1的測定值。由于銻是揮發(fā)性元素，此時(shí)滴加濃硫酸，不僅可以使黑色殘?jiān)芙猓也粫?huì)導(dǎo)致銻的揮發(fā)性損失。最后采用硝酸-酒石酸溶解鹽類，防止銻的水解損失，所以采用方法1溶解樣品。

2.3 檢出限、加標(biāo)回收及精密度實(shí)驗(yàn)

按測定方法對(duì)空白溶液進(jìn)行11次測定，根據(jù)其3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算出該方法的檢出限，采用方法1溶解三組這兩個(gè)鉛精礦樣品，在溶解前加入一定量的銻標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶解后稀釋10倍按照標(biāo)準(zhǔn)曲線法對(duì)樣品中銻的含量進(jìn)行測定，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，見表3。

表3 檢出限、回收率及精密度Table 3 Detection limits, recovery rates and precisions(n=11) /(μg·mL-1)

由表3可以看出，方法的檢出限為0.005 μg/mL，加標(biāo)回收率為99.0%～102%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.5%～3.2%，回收率較高，標(biāo)準(zhǔn)偏差小，可行性好。

3 結(jié)語

建立了電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定鉛精礦難溶解樣品中Sb元素的分析方法，該方法快速準(zhǔn)確，回收率和精密度高，提高了分析測試的效率，能夠很好地滿足生產(chǎn)分析檢測的需要。

[1] 李巖.ICP-AES法測定鉛精礦中的雜質(zhì)元素[J].光譜實(shí)驗(yàn)室(ChineseJournalofSpectroscopyLaboratory),2001,18(1):761-763.

[2] 支波,陳進(jìn)中.五氯化銻的水解過程[J]. 中國有色金屬學(xué)報(bào)(ChineseJournalofNonferrousMetals),2006,16(9):1628-1633.

[3] 丁愛梅,李艷群,彭旭飛.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)法測定鉛精礦中的銅、鉍、鋅、砷、鋁、鎂和銻量[J].冶金分析(MetallurgicalAnalysis),2015,31(3):78-80.

[4] 馬麗.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定鋅精礦中的銦[J].中國無機(jī)分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2013,3(2):50-52.

[5] 阮桂色.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展[J].中國無機(jī)分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2011,1(4):15-18.

Determination of Antimony in Insoluble Lead Concentrateby Inductively Coupled Plasma-Atomic EmissionSpectrometry(ICP-AES)

FANG Di

(BeijingGeneralResearchInstituteofMiningandmetallurgy,Beijing102628)

A method for determination of antimony in insoluble lead concentrate by ICP-AES was established in this article. For the samples, which were difficult to be dissolved, nitric acid, sulfuric acid and tartaric acid were determined to be used for sample dissolution treatment and the optimal conditions for determination were also found. The results indicated that the detection limit of antimony was 0.005 μg/mL，with the recoveries of 99.0%-102% and the relative standard deviations of 1.5%-3.2%. The method is precise and rapid so that it can be used in the determination of antimony in insoluble lead concentrate.

lead concentrate; antimony elements; inductively coupled plasma atomic emission spectrometry

2016-01-14

2016-02-15

方迪，男，助理工程師，主要從事于礦石及有色金屬中元素的光譜分析研究。E-mail:difang_happy@163.com

10.3969/j.issn.2095-1035.2016.03.012

O657.31；TH744.11

A

2095-1035(2016)03-0050-03