ICP-AES 測(cè)定酸泥中硒碲含量

劉名紅，毛小晶，項(xiàng)建峰，袁鵬程，于 樂(lè)

（江西華贛瑞林稀貴金屬科技有限公司，江西豐城 331100）

酸泥是提取硒、碲的一種重要原料，來(lái)源為化工廠采用黃鐵礦或硫磺礦制酸過(guò)程的煙氣、常規(guī)銅鋅鉛等金屬硫化礦冶煉焙燒的SO2煙氣及紙漿生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過(guò)洗滌和電除霧后產(chǎn)生的固體泥渣。在硒、碲的提取工藝過(guò)程中，需對(duì)硒、碲含量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定[1-5]，但現(xiàn)有方法比較復(fù)雜，因此建立一種準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單、快速測(cè)定硒、碲的分析方法具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

硒、碲測(cè)定通常采用萃取分離分光光度法、原子熒光光譜法[6-9]和《銅陽(yáng)極泥化學(xué)分析方法 砷、鉍、鐵、鎳、鉛、銻、硒、碲量的測(cè)定 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》（GB/T 23607-2009）。萃取分離分光光度法雖然準(zhǔn)確可靠，但使用試劑較多，操作繁瑣費(fèi)事費(fèi)時(shí)，不能同時(shí)測(cè)定多元素。原子熒光光譜法對(duì)樣品具有局限性，由于酸泥中雜質(zhì)金屬離子含量過(guò)高過(guò)雜，經(jīng)硼氫化鉀還原成固態(tài)會(huì)堵塞進(jìn)樣管，影響分析測(cè)定結(jié)果，且易造成儀器故障。采用《銅陽(yáng)極泥化學(xué)分析方法 砷、鉍、鐵、鎳、鉛、銻、硒、碲量的測(cè)定 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》（GB/T 23607-2009）需使用氟化氫銨和酒石酸溶樣，會(huì)造成玻璃器皿腐蝕，導(dǎo)致分析成本增加。實(shí)驗(yàn)研究表明，王水溶樣—ICP-AES 法測(cè)定酸泥中硒、碲含量具有操作簡(jiǎn)單、檢出限低、基體效應(yīng)小、線性范圍寬、準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足日常酸泥中硒、碲分析測(cè)定要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

實(shí)驗(yàn)儀器：1）Optima 8000 型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀 （珀金埃爾默儀器有限公司）；2）電熱板；3）超純水機(jī)。

試劑：1）鹽酸（分析純）；2）硝酸（分析純）；3）飽和氟化氫銨溶液（分析純）；4）酒石酸溶液（分析純），ρ(酒石酸)=200 g/L；5）王水（鹽酸、硝酸體積比例為3∶1）；6）硒標(biāo)準(zhǔn)溶液，ρ(Se)=1 000 μg/mL；7)碲標(biāo)準(zhǔn)溶液，ρ(Te)=1 000 μg/mL；8)銅標(biāo)準(zhǔn)溶液，ρ(Cu) =1 000 μg/mL；9)鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，ρ(Pb) =2 000 μg/mL。

配制硒、碲混合中間溶液：分別移取10 mL 硒標(biāo)準(zhǔn)溶液和碲標(biāo)準(zhǔn)溶液于100 mL 容量瓶中，加入10 mL王水，用去離子水稀釋至刻度，混勻。

配制硒、碲混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：分別移取0.00 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、8.00 mL、20.00 mL 硒、碲混合中間溶液于1 組100 mL 容量瓶中，加入10 mL王水，用去離子水稀釋至刻度，混勻。

1.2 儀器的工作條件

射頻功率為1 300 W；冷卻氣流量為12 L/min；輔助氣流量為0.5 L/min；等離子體觀測(cè)方式為垂直觀測(cè)；氬氣的純度為99.999%。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1）分別移取1 mL 硒標(biāo)準(zhǔn)溶液、碲標(biāo)準(zhǔn)溶液，2 mL硒標(biāo)準(zhǔn)溶液、 碲標(biāo)準(zhǔn)溶液置于2 組250 mL 的容量瓶中。2 組容量瓶王水體積分?jǐn)?shù)分別為5%、10%、15%、20%、25%，用水定容混勻，在選定儀器參數(shù)下，研究酸度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

2）分別移取1 mL 硒標(biāo)準(zhǔn)溶液、碲標(biāo)準(zhǔn)溶液，2 mL硒標(biāo)準(zhǔn)溶液、 碲標(biāo)準(zhǔn)溶液置于2 組250 mL 的容量瓶中。在2 組容量瓶中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%、10%、20%、30%的 Cu、Pb 標(biāo)準(zhǔn)溶液，用水定容混勻，在選定儀器參數(shù)下，研究銅、鉛元素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

3）準(zhǔn)確稱取 0.200 0 g 試樣（精確至 0.000 1 g）置于250 mL 三角燒杯中（隨同試樣做空白試驗(yàn)），用水濕潤(rùn)，加入20 mL 王水蓋上表皿，低溫溶解完全，蒸至小體積時(shí)取下稍冷，用水沖洗表皿及杯壁，微沸溶解鹽類，取下冷卻，加入10 mL 王水，移至100 mL容量瓶中，以水稀釋至刻度混勻，并在選定儀器工作條件下進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器射頻功率和冷卻氣流量的選擇

為了確定儀器的最佳射頻功率和冷卻器流量參數(shù)，用硒、碲混合標(biāo)準(zhǔn)溶液在不同射頻功率和冷卻器流量下建立標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，測(cè)量ρ(Se)= 4 μg/mL、ρ(Te)= 4 μg/mL 時(shí)最佳射頻功率和冷卻器流量，研究結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同射頻功率和冷卻器流量下的質(zhì)量濃度測(cè)量結(jié)果

表1 的數(shù)據(jù)表明，儀器最佳射頻功率為1 300 W，冷卻器流量12 L/min。

2.2 分析譜線的選擇

為了系統(tǒng)地研究酸泥中共存元素對(duì)硒、碲測(cè)定的影響，根據(jù)儀器譜線庫(kù)給出的被測(cè)元素的譜線干擾和譜線強(qiáng)度信息，選擇3 條強(qiáng)度較強(qiáng)的譜線。用各單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液、混合標(biāo)準(zhǔn)溶液和試樣溶液，在所選各元素的分析線處依次掃描，觀察屏幕上顯示的光譜輪廓圖像。通過(guò)比較被測(cè)元素各譜線的靈敏度及光譜干擾情況，最終確定干擾小、背景低、信噪比高的譜線為分析譜線，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 元素分析譜線

2.3 方法的檢出限

在選定分析譜線和儀器工作條件下，用Se、Te混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液建立校正曲線，連續(xù)測(cè)定11 次試劑空白溶液，以3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法檢出限，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 檢出限

2.4 試樣溶解方法對(duì)比試驗(yàn)

選取2 個(gè)樣品，用以下2 種溶樣方法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)：1）A 溶樣方法。試樣用水濕潤(rùn)，加入 0.25 mL飽和氟化氫銨溶液，加入20 mL 王水、5 mL 酒石酸溶液，蓋上表皿，低溫溶解至小體積，吹水煮沸，加入10 mL 王水定容混勻測(cè)定。2）B 溶樣方法。試樣用水濕潤(rùn)，加入20 mL 王水低溫溶解至小體積，吹水煮沸，加入10 mL 王水定容混勻測(cè)定。2 種溶樣方法所得結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 溶樣方法結(jié)果對(duì)比 %

表4 數(shù)據(jù)表明：A、B 兩種溶樣方法測(cè)得硒、碲結(jié)果接近，但方法A 加入氟化氫銨溶液和酒石酸溶液進(jìn)行溶樣，造成玻璃器皿被腐蝕，分析成本增加，因此，選擇B 溶樣方法。

2.5 王水用量對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

按照實(shí)驗(yàn)方法（1.3 節(jié)第1 條）研究王水用量對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 王水用量對(duì)測(cè)定的影響

表5 數(shù)據(jù)表明：10%王水濃度（體積分?jǐn)?shù)）測(cè)得硒、碲結(jié)果較好，因此選用王水濃度(體積分?jǐn)?shù)) 為10%。

2.6 銅、鉛元素對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

按照實(shí)驗(yàn)方法（1.3 節(jié)第2 條），研究不同含量的銅、鉛對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響（樣品銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%，鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)26%），結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 銅鉛含量對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

表6 數(shù)據(jù)表明：樣品中不同的銅、鉛含量對(duì)測(cè)定結(jié)果沒(méi)有明顯干擾，因此測(cè)定樣品中的Se、Te 時(shí)，不需要分離銅和鉛。

2.7 方法的精密度實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取0.200 0 g 1# 酸泥和2# 酸泥，按試驗(yàn)方法（1.3 節(jié)第 3 條）重復(fù)測(cè)定 7 次，結(jié)果見(jiàn)表 7。

表7 精密度實(shí)驗(yàn)（n=7）

表7 數(shù)據(jù)表明，該方法測(cè)定硒相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.40%～1.67%，測(cè)定碲相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.82%～2.44%，表明該方法的精密度高，穩(wěn)定性良好。

2.8 方法的準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取0.200 0 g1# 酸泥和2# 酸泥，加入不同含量的 Se、Te 標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照實(shí)驗(yàn)方法（1.3 節(jié)第3 條）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

表8 數(shù)據(jù)表明樣品加入標(biāo)準(zhǔn)硒后回收率在99.4%～107.7%之間，加入標(biāo)準(zhǔn)碲后回收率在95.0%～104.0%之間，證明該方法準(zhǔn)確度高，能夠滿足硒、碲分析檢測(cè)要求。

3 結(jié)論

本文建立了用王水溶樣—電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜測(cè)定酸泥中硒、碲含量的分析方法，通過(guò)方法精密度和加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，證明該方法精密度好、準(zhǔn)確度高，能夠快速準(zhǔn)確地測(cè)定出酸泥中硒、碲的含量。