火焰原子吸收光譜法測定銅原礦尾礦中的錳

張 琳 韓 曉

(1 北京礦冶研究總院，北京 102628; 2 金屬礦產資源評價與分析檢測北京市重點實驗室，北京 102628)

火焰原子吸收光譜法測定銅原礦尾礦中的錳

張 琳1,2韓 曉1,2

(1 北京礦冶研究總院，北京 102628; 2 金屬礦產資源評價與分析檢測北京市重點實驗室，北京 102628)

建立了火焰原子吸收光譜法測定銅原礦尾礦中錳的分析方法。實驗以鹽酸為介質，討論了介質濃度和共存離子對測定結果的影響。方法的相對標準偏差為0.69%～6.9%，加標回收率96.6%～104%，方法的檢出限為0.008 5 μg/mL。結果表明，采用火焰原子吸收光譜法測定銅原礦尾礦中的錳含量，方法準確度高，精密度好，具有較強的實用性。經標準物質驗證，結果能滿足日常檢測的需求。

火焰原子吸收光譜法；銅原礦尾礦；錳

0 前言

作為銅原礦中的雜質元素，錳的存在影響了銅精礦選礦工藝。同時，隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，有色金屬產量日漸增多，礦山排出的尾礦不僅造成了資源的極度浪費，也嚴重破壞了人類的生活環(huán)境。因而，準確地測定銅原礦尾礦中錳的含量十分必要。

錳的測定方法主要有滴定法、分光光度法、電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法等[1-3]。原子吸收光譜法，操作簡便快捷，準確度高，尤其適用于痕量單元素的分析[4-5]。文獻[6]采用火焰原子吸收光譜法(FAAS)測定了銅原礦尾礦中的鉛，準確度和精密度較高。而目前，對銅原礦尾礦中錳的測定未見報道。本文采用FAAS測定了銅原礦尾礦中的錳，并探討了共存元素對錳含量測定的影響。通過標準物質的驗證，表明該方法的精密度及準確度均能達到分析要求，滿足日常檢測的需求。

1 實驗部分

1.1 主要試劑

鹽酸、硝酸、氫氟酸、高氯酸均為分析純；實驗用水為二次去離子水。

錳標準儲備溶液(1 mg/mL)：稱取1.000 0 g金屬錳(wMn≥99.99%)置于250 mL燒杯中，加入50 mL鹽酸(1+1)，蓋上表皿，低溫加熱溶解完全，繼續(xù)煮沸驅趕氮的氧化物。取下，冷至室溫，用鹽酸(5+95)洗滌表皿及杯壁，移入1 000 mL容量瓶中，并用鹽酸(5+95)稀釋至刻度，混勻。

錳標準溶液(100 μg/mL)：移取10.00 mL錳標準儲備溶液于100 mL容量瓶中，用鹽酸(5+95)稀釋至刻度，混勻。

1.2 儀器及工作條件

novAA350型原子吸收光譜儀(德國耶拿公司)，附錳空心陰極燈。

儀器工作條件：分析線波長279.5 nm、燈電流6 mA、狹縫寬度0.2 nm、燃燒器高度為6 mm，乙炔流量60 L/h(燃助比0.128)。

工作曲線：準確移取0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL錳標準溶液(100 μg/mL)分別置于6個100 mL的容量瓶中，用鹽酸(5+95)稀釋至刻度，混勻。在與樣品相同的測定條件下，以“零標準溶液”調零，測定溶液的吸光度，錳濃度在0～25 mg/L的范圍內呈良好的線性關系，工作曲線見圖1。將工作曲線按濃度等分成五段，最高段吸光度的差值與最低段吸光度的差值之比0.97>0.70，即工作曲線線性滿足日常分析要求。

圖1 錳標準曲線Figure 1 Standard curve of manganese.

特征濃度：在最佳工作條件下，連續(xù)測定11次錳空白溶液的吸光度，計算出標準偏差SD，見表1，計算錳的特征濃度為0.030 9 μg/mL，錳的檢出限為0.008 5 μg/mL。

檢測下限：方法的檢測下限定義為檢出限的10倍，則錳的檢測下限為0.085 μg/mL。

表1 方法的檢出限Table 1 Detection limits of the method(n=11) /(μg·mL-1)

1.3 實驗方法

根據(jù)樣品中錳含量，按表2稱取試樣(精確至0.000 1 g)，置于200 mL聚四氟乙烯燒杯中，用少量水潤濕，加10 mL鹽酸，5 mL硝酸，10 mL氫氟酸和5 mL高氯酸，低溫加熱溶解半小時，取下稍冷，用水沖洗杯壁，繼續(xù)加熱至白煙冒盡并蒸干。冷卻后，加10 mL鹽酸(1+1)和20 mL水，加熱溶解鹽類，冷至室溫，轉入50 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。按表2移取溶液至相應容量瓶中，用鹽酸(5+95)稀釋至刻度，混勻。按照原子吸收光譜儀操作說明書，將儀器調節(jié)至最佳工作狀態(tài)，在選定的工作條件下，測定錳的吸光度，從校正曲線上查出相應的錳濃度。隨同試樣進行空白實驗。

表2 試樣的稱取量及分取體積Table 2 Sampling dosage and volume

2 結果與討論

2.1 介質濃度的選擇

分別移取1.00 mL錳標準溶液(100 μg/mL)于3個100 mL容量瓶中，按相同的實驗條件，分別測定不同酸度下標準溶液的吸光度，見表3。結果表明：體積分數(shù)2%～10%的鹽酸對錳吸光度測定無影響，實驗選擇鹽酸(5%)介質。

表3 不同鹽酸濃度對錳吸光度的影響Table 3 Influence of hydrochloric acid concentration on the Mn absorbance

2.2 共存元素干擾實驗

銅原礦尾礦中主要存在元素有Si、Al、Fe、Ca、Mg、K、Na、Cu、Pb、Zn、Mn、Ti及少量的Ni、Co、Cd等元素。二氧化硅最大含量為60%，F(xiàn)e最大含量50%，Al最大含量15%，Ca最大含量20%，Mg最大含量8%，K最大含量5%，Na最大含量5%，其它元素含量均不超過2%。

分別在100 mL容量瓶中加入不同量的雜質元素，配制含錳(1.00 μg/mL)的溶液，按實驗方法及選定的儀器工作條件測定其濃度值，見表4。結果顯示：以上各共存元素在特定加入量范圍時對錳的測定濃度沒有影響。

表4 各共存元素分別對錳的干擾

Table 4 Influence of different coexisting elementson the Mn concentrations

/(μg·mL-1)

在100 mL容量瓶中同時加入各種共存元素，配制錳濃度為0.50 μg/mL(簡稱：a溶液)和2.00 μg/mL(簡稱：b溶液)的溶液，按實驗方法及選定的儀器工作條件測定其濃度值，見表5。結果表明，各共存元素同時存在時對錳的濃度幾乎沒有影響。

表5 共存元素共同對錳的干擾Table 5 Influence of mixed coexisting elements on the Mn concentrations /(μg·mL-1)

2.3 精密度實驗

按照實驗方法，分別對不含錳量的銅原礦尾礦樣品1#、2#、3#、4#、5#進行了多次測定，測定結果見表6，實驗結果表明該方法具有較好的重現(xiàn)性，相對標準偏差均小于7%。用標準樣品ZBK417驗證，結果吻合，表明該方法的準確度較高，可滿足日常檢測的需求。

表6 精密度實驗Table 6 Precision tests of the method(n=11) /%

2.4 加標回收率實驗

稱取試樣1#、3#、5#，分別加入一定量的錳，按照實驗方法溶解，定容，測定，結果見表7。測定加標回收率在96.6%～103.8%。

表7 加標回收率實驗Table 7 Recovery tests of the method /%

3 結論

實驗建立了火焰原子吸收光譜法測定銅原礦尾礦中錳含量的方法，實驗以鹽酸(5%)為介質。研究顯示，一定含量的共存離子對錳的測定幾乎沒有影響。結果表明，方法的準確度和精密度較高，具有一定的實用性，通過標準樣品驗證，該方法滿足日常檢測的需求。

[1] 覃水煉.容量分析法測定礦石中錳含量的研究進展[J].企業(yè)科技與發(fā)展(EnterpriseScienceAndTechnology&Development),2015(16):25-26.

[2] 郭煥猛,吳瓊玉,王豐亮,等.火焰原子吸收分光光度法測定錳元素含量[J].山東化工(ShandongChemicalIndustry),2014(7):96-101.

[3] 胡建春,趙琎,張瑞霖.電解重量法和電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法在測定氧化鎳中鎳鈷銅鋅鐵錳中的應用[J].冶金分析(MetallurgicalAnalysis),2015,35(11):28-33.

[4] 李佗,楊軍紅.次靈敏線火焰原子吸收光譜法測定鎳鎂合金中鎂[J].中國無機分析化學(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2012,2(1):67-69.

[5] 孔凡麗.火焰原子吸收光譜法測定錫渣中的銦[J].中國無機分析化學(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2015,5(2):70-72.

[6] 張光華.火焰原子吸收光譜法測定銅原礦尾礦中的鉛[J].中國無機分析化學(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2015,5(2):39-42.

Determination of Manganese in Copper Original Ores and Tailingsby Flame Atomic Absorption Spectrometry

ZHANG Lin1,2， HAN Xiao1,2

(1.BeijingGeneralResearchInstituteofMiningandMetallurgy，Beijing102628，China；2.BeijingKeyLaboratoryforEvaluationandTestingofMetallicMineralResources,Beijing102628,China)

A method has been established for the determination of manganese (Mn) in copper original ores and tailings by flame atomic absorption spectrometry (FAAS). The effects of the medium acidity and the coexisting ions on the determination results were studied with hydrochloric acid medium. The relative standard deviation (RSD) and the recovery for Mn were in the range of 0.69%～6.9% and 96.6%～104%, respectively. The detection limit was 0.008 5 μg/mL. The results indicate that this method has good accuracy, high precision and strong practicality. The proposed method was validated by the analysis of certified reference materials and could satisfy the requirements for routine quantitative analysis.

flame atomic absorption spectrometry; copper original ores and tailings; manganese

2015-12-27

2016-01-12

北京市科技創(chuàng)新基地培育與發(fā)展專項(Z151100001615044)資助

張琳，女，助理工程師，主要從事化學分析檢測研究。E-mail:zhanglin@bgrimm.com

10.3969/j.issn.2095-1035.2016.02.004

O657.31；TH744.12

A

2095-1035(2016)02-0012-04