火花源原子發(fā)射光譜法快速測定粗銀中八種元素

羅聯詩，賴秋祥，劉芳美

（紫金銅業(yè)有限公司，福建 上杭364200）

1 引言

銀冶煉的一般工藝流程是陽極泥或銅陽極泥通過卡爾多爐熔煉、灰吹得到粗銀中間產物，然后在將粗銀送入電解工序電解得到銀產品[1，2]。粗銀作為銀冶煉過程中最重要的中間產物，其中如銅、鉛等各種雜質元素不僅會影響澆鑄合金板，同時也會對后續(xù)銀精煉過程中電銀的質量產生重大影響[3]。因此，如何快速有效分析粗銀中各雜質元素的含量是我們的研究重點，從而控制粗銀中各元素的含量，提升電銀產品的質量。

目前，粗銀中的雜質元素主要采用傳統(tǒng)的化學分析方法，如氫化物-原子熒光光譜法[4，5]，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）[6-8]，火焰原子吸收光譜法[9]。粗銀屬于高銀物料，在進行預處理過程中，其中的稀貴金屬和銀難分離，而且采用ICP-AES等光譜法檢測粗銀中雜質元素時，基體干擾大，準確度低。此外，這些方法有非常明顯的劣勢—預處理過程復雜、耗時、樣品消耗量大、檢測成本高等，難以滿足生產控制需求。因此，我們期望能找到一種準確度高、快速且可以滿足生產控制需求的方法。

火花源原子發(fā)射光譜法在分析檢測樣品方面具有其獨特的優(yōu)勢，該方法分析范圍廣，具有操作簡單快速，精密度準確度高等優(yōu)勢[10，11]。此外，該法采用固體進樣方式，不需要濕法預處理，大大減低了檢測成本，提升了檢測效率[12，13]。除此之外，該法可同時測定多種元素，被廣泛用于樣品的快速分析及有色冶煉等行業(yè)爐前分析[14-20]。本研究采用火花源原子發(fā)射光譜法測定粗銀中的Cu、Au、Pb、Sb、Bi、Se、Te、Pd等元素的含量，快速且準確度高，可以滿足生產控制需求。

2 實驗部分

2.1 儀器設備及試劑

ARL 4460型直讀光譜儀（美國熱電集團），CJ0625臺式車床（山東臨沂金星機床有限公司），MP-2000氬氣凈化器（美國熱電集團）。

無水乙醇（AR），氬氣（質量分數為＞99.995%）。

2.2 儀器條件

儀器工作參數如表1所示。

表1 儀器工作參數

2.3 實驗方法

2.3.1 試樣制備

將圓柱形試樣夾持在車床上，將下表面進行車切平整和拋光，以下表面為分析面，標樣和試樣采用一致的方式車切拋光，要求分析面平整，不得有氣孔、夾渣、油污等物理缺陷。用無水乙醇擦拭表面，風干。

2.3.2 建立分析方法

利用表1設定好的儀器工作條件，在儀器出廠時自帶銀工作曲線基礎上，使用已定值好粗銀控制樣品在火花源發(fā)射光譜儀上連續(xù)激發(fā)，測定粗銀樣品中各雜質元素的譜線強度比，以元素質量分數為橫坐標，譜線強度比為縱坐標繪制出相應元素的工作曲線，并逐條回歸各檢測元素工作曲線，建立分析方法。

2.3.3 試樣分析

以平整面為上電極，下電極為鎢電極，選擇相應的分析程序，激發(fā)試樣，隨同試樣同步分析類型標準化樣品修正工作曲線，根據相應工作曲線計算測定元素的質量百分數。

3 結果與討論

3.1 分析線和背景線

元素分析線不同，其檢測下限和元素間譜線干擾就不同，根據儀器設置的條件，選擇了表2所示的被測定元素的分析線及作內標的背景線。

3.2 譜線干擾校正

通過最佳分析工作條件，可以消除大部分元素譜線干擾，但部分元素間譜線干擾還是存在。本實驗選取如下數學模型消除譜線干擾。

表2 分析線和背景線波長

表3 各元素檢測范圍

表4 1#試樣分析結果

表5 2#、3#、4#、5#試樣精密度（n=10）

表3 不同分析方法結果對照表

式中：C為分析元素校正后含量，%；C0為分析元素校正前含量，%；Ci為干擾元素的含量，%；K為干擾系數。

3.3 回歸工作曲線

標樣按照設置采用最佳分析條件激發(fā)后，依據分析元素的相對強度與濃度存在的正相關關系，回歸擬合出各元素的工作曲線，曲線可以是一次函數，也可以是二次函數，根據回歸出的相關系數來選擇。通式為：

式中：C為測定濃度值，%；I為光譜強度值，kcps，A為常數項。

3.4 測定范圍

根據元素的分析譜線的檢出限，分析標樣的低標和高標選擇與回歸工作曲線因素考慮，確定各元素分析范圍，如表3所示：

3.5 方法的精密度

選取5個（1#、2#、3#、4#、5#）粗銀樣品，采用本方法分別測量10次，其結果如表4、表5所示。

由表1和表2 可以看出，各試樣各元素的10次測量相對標準偏差在0.09%-11.13%之間，說明此方法的精確度結果令人滿意。

3.5 對照試驗

選取5個（1#、2#、3#、4#、5#）粗銀樣品，分別用本方法和容量法對照，結果如表3所示。

從表3可以看出，本法的測定值與容量法測定值的相對誤差為0%-16.67%，測試結果與容量法的結果基本接近，其結果令人滿意。

4 結論

用火花源原子發(fā)射光譜法快速測定粗銀中八種元素解決了容量法速度慢的、操作繁雜等問題。該方法無需溶解，固體進樣，誤差小，檢測成本低，可以滿足生產控制需求。