火焰原子吸收光譜法測(cè)定鉍錠中的銅量

梁莉芳，王 歡（株洲冶煉集團(tuán)股份有限公司，湖南株洲 412004）

火焰原子吸收光譜法測(cè)定鉍錠中的銅量

梁莉芳，王 歡
（株洲冶煉集團(tuán)股份有限公司，湖南株洲 412004）

介紹了用硝酸低溫溶解試樣，在稀酸介質(zhì)中，于原子吸收光譜儀波長(zhǎng)324.7 nm處，使用空氣－乙炔火焰測(cè)定銅的含量。在最佳的試驗(yàn)條件下，在標(biāo)準(zhǔn)控制范圍內(nèi)銅的質(zhì)量濃度與吸光度線性關(guān)系良好，加標(biāo)回收率為97.0%～101.5%，測(cè)定鉍錠中的銅相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較小，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度好、精密度高，此方法可靠、準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)便。

鉍錠；銅；火焰原子吸收光譜法

鉍是一種稀少元素，在地殼中的含量只有千萬(wàn)分之二。鉍錠表面呈淡棕色，斷口為銀白色，具有強(qiáng)金屬光澤，主要用于生產(chǎn)含鉍合金、醫(yī)藥、化學(xué)試劑等［1］。鉍錠中主要的雜質(zhì)元素有鉛、銅、鋅、銀、砷、鐵等［2］；目前，對(duì)于雜質(zhì)銅含量的分析方法主要有：原子吸收光譜法［3］、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法［4～6］、分光光度法等［7，8］；而鉍錠中銅含量的分析方法主要采用分光光度法［9，10］，該方法預(yù)處理流程長(zhǎng)，本文采用采用硝酸介質(zhì)，于波長(zhǎng)324.7nm對(duì)鉍錠中銅進(jìn)行測(cè)定，精確度和精密度較高，含量范圍較寬，有較好的靈敏度和選擇性，結(jié)果令人滿意。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

TAS－986型原子吸收分光光度計(jì)（北京普析通用儀器公司制，附銅空心陰極燈）。

鉍基體溶液：稱取20.000 0 g高純鉍錠（ωBi≥99.999%），置于250 mL燒杯中，用硝酸低溫加熱溶解完全，取下冷卻，移入100 mL容量瓶中，加入硝酸（5＋95）稀釋至刻度，混勻。

硝酸溶液（1＋1）：邊攪拌邊緩慢加500 mL硝酸（ρ＝1.42g／mL）至500 mL水中。

銅標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液A：稱取1.000 0 g純銅（≥99.995%），置于250 mL燒杯中（精確至0.1 mg），加入15 mL硝酸溶液（1＋3），蓋上表面皿，低溫加熱溶解完全，煮沸驅(qū)除氮的氧化物，取下冷卻，移入1 000 mL容量瓶中，加入硝酸（5＋95）稀釋至刻度，混勻。此溶液1 mL含1.0 mg銅。

銅標(biāo)準(zhǔn)溶液B：移取銅標(biāo)準(zhǔn)貯存液A 1.00mL于100 mL容量瓶中，加入硝酸（5＋95）稀釋至刻度，搖勻；此溶液為1 mL含10.0μg銅。

在分析過(guò)程中，所用試劑均為分析純，所用的水為蒸餾水或相同純度的水。

1.2 試驗(yàn)方法

移取4.00 mL銅標(biāo)準(zhǔn)溶液B于50 mL容量瓶中，加入2.50 mL硝酸溶液稀釋至刻度，搖勻；于原子吸收光譜儀波長(zhǎng)324.7 nm處，使用乙炔－空氣火焰，以水調(diào)零，測(cè)其吸光度，測(cè)兩次，取平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器參數(shù)的選擇

2.1.1 燈電流的選擇

波長(zhǎng)為324.7 nm，助燃?xì)饪諝鈮毫?.2 MPa，光譜通帶寬度為0.2 nm，固定乙炔流量為2 000 mL／min，按試驗(yàn)方法進(jìn)行，測(cè)得強(qiáng)度值見(jiàn)表1。

表1 燈電流選擇

由表1數(shù)據(jù)表明，燈電流的改變會(huì)對(duì)吸光度值產(chǎn)生影響；因此，本試驗(yàn)將選擇2.0 mA為測(cè)定銅含量的燈電流。

2.1.2 乙炔氣流量的選擇

固定燈電流為2.0 mA，改變乙炔氣流量，其它條件同上按試驗(yàn)方法進(jìn)行，測(cè)得強(qiáng)度值見(jiàn)表2。

表2 乙炔氣流量選擇

從表2數(shù)據(jù)可知，乙炔氣流量的變化會(huì)使吸光度發(fā)生變化，且當(dāng)乙炔氣流量為2.0 L／min時(shí)，所測(cè)得的吸光度值最大，因此，將以2.0 L／min作為本試驗(yàn)中測(cè)銅含量的乙炔氣流量。

2.1.3 燃燒器高度的選擇

波長(zhǎng)為324.7 nm，助燃?xì)饪諝鈮毫?.2 MPa，光譜通帶寬度為0.2 nm，固定乙炔流量為2 000 mL／min，改變?nèi)紵鞲叨龋丛囼?yàn)方法進(jìn)行，測(cè)得吸光度見(jiàn)表3。

表3 燃燒器高度的選擇

表3數(shù)據(jù)表明，在選擇試驗(yàn)中，最佳燃燒器高度為6.0 mm，故在本試驗(yàn)中的燃燒器高度將設(shè)定為6.0 mm。

綜上所述，選擇儀器參數(shù)見(jiàn)表4。

表4 儀器條件

2.2 溶樣方法試驗(yàn)

使用硝酸溶解試樣，當(dāng)稱取2.000 0 g試樣時(shí)，分別加入10～30 mL左右硝酸（1＋1），在低溫加熱條件下均可將試樣溶解完全，從溶樣時(shí)間及溶樣完全情況、酸影響等條件考慮，本試驗(yàn)在溶解試樣時(shí)加入20 mL硝酸（1＋1）。

2.3 基體影響［4］

試樣中有大量鉍基體存在，為了考察鉍基體是否影響試驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)配制兩組銅標(biāo)準(zhǔn)溶液，一組不加鉍基體，另一組標(biāo)準(zhǔn)中加入0.2 g／mL的鉍基體，對(duì)兩組標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行吸光度測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 基體干擾影響吸光度

試驗(yàn)結(jié)果表明，其它條件相同的情況下，加了鉍基體的標(biāo)準(zhǔn)溶液所測(cè)得結(jié)果比純標(biāo)準(zhǔn)溶液低；由此可知，鉍基體對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有影響，試驗(yàn)將通過(guò)基體加入法進(jìn)行影響消除。

2.4 工作曲線的繪制

分別移取0.00mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、5.00 mL銅標(biāo)準(zhǔn)溶液于一組50.00 mL容量瓶中，依次加入10 mL鉍基體溶液，2.50 mL硝酸溶液，用水稀釋至刻度，混勻。于原子吸收光譜儀波長(zhǎng)324.7 nm處，使用空氣－乙炔火焰，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)溶液吸光度，減去標(biāo)準(zhǔn)系列“零”濃度溶液吸光度，以銅濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線如圖1所示。

圖1 銅標(biāo)準(zhǔn)曲線

在試驗(yàn)條件下，銅元素的測(cè)定相關(guān)系數(shù)大于0.999 9，銅含量與吸光度呈良好的線性關(guān)系，線性回歸方程見(jiàn)表6，由此可知，該標(biāo)準(zhǔn)溶液在本試驗(yàn)中可行。

表6 線性回歸方程

2.5 精密度試驗(yàn)按照所選的試驗(yàn)方法及條件，隨機(jī)對(duì)幾批鉍錠

試樣進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 精密度試驗(yàn)%

表7試驗(yàn)結(jié)果表明，在試驗(yàn)條件下，銅元素的測(cè)定結(jié)果相對(duì)偏差不大于5.0%，精密度較好。

2.6 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

按照試驗(yàn)方法對(duì)上述B試樣采用試樣加標(biāo)準(zhǔn)的方法，測(cè)定銅的回收率，以檢驗(yàn)該方法的準(zhǔn)確度。其測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表8。

由表8可以看出，試驗(yàn)測(cè)定銅的回收率在97.0%～101.5%之間，表明本試驗(yàn)方法精密度良好，準(zhǔn)確度可靠，在鉍錠中銅量的測(cè)定中切實(shí)可行。

表8 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

3 試樣分析

3.1 分析步驟

3.1.1 試樣溶解

稱取2.000 0 g具有代表性的試樣，將試樣于200 mL燒杯中，加入20 mL硝酸（1＋1），低溫加熱溶解完全，冷卻至室溫。移入50 mL容量瓶中，用水稀釋到刻度，搖勻；于原子吸收光譜儀波長(zhǎng)324.7 nm處，使用空氣－乙炔火焰，測(cè)量溶液吸光度。

3.1.2 測(cè)定次數(shù)

獨(dú)立地進(jìn)行3次測(cè)定，取其平均值。

3.1.3 空白試驗(yàn)

隨同試料做空白試驗(yàn)。

3.2 分析結(jié)果的計(jì)算

銅含量以銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ωCu計(jì)，數(shù)值以%表示，按公式（1）計(jì)算：

式中：c為自工作曲線上查得銅的質(zhì)量濃度／μg·mL－1；c0為隨同試樣的空白溶液的銅濃度／μg·mL－1；V為試液稀釋后的體積／mL；m為試樣的質(zhì)量／g。

所得結(jié)果表示至五位小數(shù)。

4 結(jié) 論

該試驗(yàn)方法試驗(yàn)流程短，操作簡(jiǎn)單，且方法精密度好，準(zhǔn)確度高，適用于鉍錠中銅量的測(cè)定，與傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法相比，不僅簡(jiǎn)化了流程，大大縮短檢測(cè)時(shí)間，能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)生產(chǎn)情況產(chǎn)生準(zhǔn)確快速反應(yīng)，且降低了人力物力的耗費(fèi)，為生產(chǎn)節(jié)約了成本。

［1］ 彭友乾.鉍的性能及應(yīng)用簡(jiǎn)述［J］.中國(guó)鎢業(yè)，1993，（1）：13－16.

［2］ 李寶誠(chéng).高純鈮、鉍、鎢輝光質(zhì)譜的多元素分析［D］.北京：北京有色金屬研究總院，2012.

［3］ 中南礦冶學(xué)院分化研究室.分析化學(xué)手冊(cè)［M］.北京：科技出版社，1982.587.

［4］ 夏之寧.光化學(xué)分析［M］.重慶：重慶大學(xué)出版社，2004.52－53.

［5］ GB 6379.1－2004，測(cè)量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度（正確度與精密度）：總則與定義［S］.

［6］ 華東理工大學(xué)分析化學(xué)教研組.分析化學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，1994.

［7］ 百利濤，張麗萍，林紅.銅測(cè)定方法的研究［J］.應(yīng)用化工，2004，40（5）：903－904.

［8］ 石生勛，鎖然，劉士江.吸光光度法同時(shí)測(cè)定硝酸鉍中的銅和銀［J］.理化分析（化學(xué)分冊(cè)），40（5）：361－363.

［9］ YS／T 536.1－2009，鉍化學(xué)分析方法銅量的測(cè)定［S］.

［10］北京礦冶研究總院分析室.礦石及有色金屬分析手冊(cè)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1990.171－173.

Determ ination of Copper Content in Bismuth Ingot by Flame Atom ic Absorption Spectrometric

LIANG Lifang，WANG Huan
（Zhuzhou Smelter Group Co.，Ltd.，Zhuzhou 412004，China）

The samples dissolved in nitric acid at low temperature by flame atomic absorption spectrometry using 324.7 nm as determination wavelength in dilute acid medium，used airacetylene determinate flame copper contention.Under the optimum experimental conditions，the mass concentration of copper showed good linear relationship with the absorbance in the standard control range，and the recoverieswerewithin 97.0%～101.5%.The relative standard deviation（RSD）of copper in bismuth ingot is small，while the measurement results show that the accurate and the precision are high.Thismethod is reliable，accurate and easy to operate.

bismuth ingot；copper；flame atomic absorption

TG115.3＋3

A

1003－5540（2017）03－0073－03

2017－04－22

梁莉芳（1980－），女，工程師，主要從事有色金屬分析檢測(cè)研究工作。