ICP-AES法測定含銀鉛鉍合金錠中7種雜質(zhì)元素

摘 要：待測樣品加入（1+1）硝酸溶解完全后，通過選擇合適的稱樣量和待測試液稀釋比消除鉛鉍的基體干擾。通過試驗(yàn)選擇了分析譜線及其他儀器分析條件，在選定的儀器條件下，建立了電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）測定試液中鎳、銅、鐵、鈷、鋅、銻、硒7種雜質(zhì)元素的分析方法。各元素工作曲線相關(guān)系數(shù)均大于0.999，同時對各元素進(jìn)行了方法檢出限、樣品的精密度和加標(biāo)回收試驗(yàn)，各元素的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.41%～8.57%，回收率為98.0%～106.9%，該方法簡便、快速，可以滿足含銀鉛鉍合金錠中各雜質(zhì)元素的測定要求。

關(guān)鍵詞：含銀鉛鉍合金錠，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法，雜質(zhì)元素

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.19.046

0 引 言

含銀鉛鉍合金錠是銅冶煉過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品之一，含有鉛、鉍、鎳、銅、鐵、鋅、銻、錫、硒、鈷、銀等元素，相關(guān)分析標(biāo)準(zhǔn)YS/ T 1345.7—2021《高鉍鉛化學(xué)分析方法》[1]中規(guī)定了銅、鐵、鎳、鎘、砷、銻、鉍含量的測定，該方法測定的元素及測定范圍均與含銀鉛鉍合金錠中各雜質(zhì)元素不匹配，為了滿足公司生產(chǎn)的需要，因此有必要對含銀合金錠中雜質(zhì)元素的分析方法進(jìn)行研究。由于樣品中鉛鉍合量為70%～90%，基體干擾嚴(yán)重，高含量鉛一般是通過加入硫酸與鉛反應(yīng)形成沉淀消除鉛基體的干擾[2]，該方法操作流程長，操作繁瑣；ICP-AES法具有檢出限低、靈敏度高、動態(tài)線性范圍寬、多元素同時測定等優(yōu)點(diǎn)[3-5]，已經(jīng)在不同檢測領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。通過選擇合適的樣品稱樣量及待測試液稀釋比消除基體鉛鉍的干擾，實(shí)現(xiàn)了在ICP-AES上同時測定含銀合金錠中鎳、銅、鐵、鋅、鈷、銻、硒等7種元素。經(jīng)試驗(yàn)證明，本方法操作簡便，準(zhǔn)確可靠，能夠滿足有色金屬冶煉企業(yè)對含銀鉛鉍合金錠中雜質(zhì)元素的準(zhǔn)確測定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑或材料

除非另有說明，在分析中僅使用確認(rèn)為分析純的試劑和二級水。鹽酸（ρ=1.19 g /mL）；硝酸（ρ=1.42 g/mL）； 酒石酸溶液（200 g/L）； 硝酸（1+1）；銅、鐵、鎳、鋅、鈷、硒、銻單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000 mg/L，國家標(biāo)準(zhǔn)樣品）；使用時根據(jù)需要稀釋成銅、鐵、鎳、硒混合標(biāo)準(zhǔn)溶液100 g/mL；鋅、鈷混合標(biāo)準(zhǔn)溶液10 g/mL。

1.2 儀器

電感耦合等離子體光譜儀iCAP Pro XP（美國賽默飛）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

稱取0.500 g試樣（精確至0.0001 g）于300 mL燒杯中，用少量水潤濕，加入10 mL酒石酸、50 mL硝酸（1+1），蓋上表面皿，置于電熱板上低溫加熱至樣品溶解完全。取下稍冷，用少量水吹洗表皿及杯壁，冷卻至室溫，移入100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。分取10.00 mL試液，補(bǔ)加15 mL硝酸（1+1），1 mL酒石酸溶液，用水稀釋至刻度，混勻。

于電感耦合等離子體光譜儀上，在選定儀器工作條件下，與標(biāo)準(zhǔn)系列溶液同步測量試液及隨同試樣空白溶液的發(fā)射強(qiáng)度，減去試樣空白值。由工作曲線計(jì)算出試樣中待測元素的質(zhì)量濃度。

1.4 工作曲線的繪制

分別移取適量的銅、鐵、鎳、鋅、鈷、硒、銻標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制成系列標(biāo)準(zhǔn)曲線，銅、鐵、鎳、硒濃度分別為0.00、0.50、1.00、5.00、10.00、15.00 g/mL；鋅、鈷濃度分別為0.00、0.10、0.20、0.50、1.00 g/mL；銻濃度為0.00、10.00、20.00、30.00、50.00 g/mL。

2 結(jié)果與討論

2.1 元素分析譜線及儀器工作參數(shù)的選擇

譜線的選擇一是根據(jù)待測元素的含量確定強(qiáng)度適宜的分析譜線，二是根據(jù)譜線附近干擾情況選擇干擾少的分析譜線，通過對儀器上各分析譜線的觀察，最終確定了各元素的分析譜線，見表1。

儀器分析參數(shù)選擇根據(jù)儀器軟件推薦的分析條件，即功率為1150 w，泵速為45 rpm/min，冷卻氣流量為12.5 L/min，輔助氣體流量為0.50 L/min，觀測方式為水平觀測。

2.2 稱樣量的選擇

含銀鉛鉍合金錠樣品為屑狀，均勻性較差，為了考察不同稱樣量對結(jié)果的準(zhǔn)確性，試驗(yàn)選擇了一批樣品（221025-夜），分別稱取0.100、0.500、1.000g樣品按照實(shí)驗(yàn)方法（1.3）進(jìn)行，平行測定3次，數(shù)據(jù)見下表。

從表2可知，采用0.100 g稱樣量，測定的硒元素和銻元素3次數(shù)據(jù)偏差較大，稱樣量為0.500 g和1.000 g時待測元素測定的3次數(shù)據(jù)基本一致，考慮到樣品的均勻性及溶解時酸的用量，最終選擇稱樣量為0.500 g。

2.3 檢出限

對試劑空白進(jìn)行11次連續(xù)測定，計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差所對應(yīng)的濃度即為本方法的檢出限，10倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差為測定下限。各元素的測定下限分別為：Se 0.019 mg/L；Sb 0.021 mg/L；Ni 0.028 mg/L；Fe 0.016 mg/L；Cu 0.0050 mg/L；Zn0.023 mg/L；Co 0.012 mg/L。完全能滿足含銀鉛鉍合金錠中鎳、銅、鐵、鈷、硒、銻、鋅等元素的測定。

2.4 測定介質(zhì)及酸度的選擇

2.4.1 酒石酸的影響試驗(yàn)

分別取濃度為0.50 μg/mL和15.00 μg/mL的銅、鐵、鎳、硒標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為0.10 μg/mL和1.00μg/mL的鋅、鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液和濃度為10.00 μg/mL和50.00 μg/mL的銻標(biāo)準(zhǔn)溶液，試驗(yàn)了酒石酸（200 g/L）量分別為1、2、5、10 mL時對待測元素的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，加入1～10 mL的酒石酸溶液（200 g/L），各元素測定的數(shù)據(jù)基本沒有變化，依據(jù)GB/ T23607—2009《銅陽極泥化學(xué)分析方法》中酒石酸用量，樣品溶解時加入10 mL酒石酸，測定時分取10.00mL試液再補(bǔ)加1 mL酒石酸溶液在ICP-AES上測定，最終酒石酸濃度為2%。

2.4.2 酸度的影響

分別取濃度為0.50 μg/mL的銅、鐵、鎳、硒標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為0.10 μg/mL的鋅、鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為10.00 μg/mL的銻標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別加入2、5、10、15 mL的硝酸考察對被測元素的影響。

實(shí)驗(yàn)表明，2%～15%硝酸的存在對待測元素的測定基本沒有影響，考慮到含銀合金錠樣品中含銻易水解的元素，為防止水解和保證一定的酸度，本方法選用10%的硝酸作為測定介質(zhì)。

2.5 共存元素干擾實(shí)驗(yàn)

含銀合金錠中主要存在元素有Pb、Bi、Sb、Sn、Se、Fe、Zn、Ni、Cu、Ag等元素。采用手持X-熒光對含銀合金錠樣品進(jìn)行分析，根據(jù)擬定含銀合金錠中各元素的干擾上限，按本方法最小稀釋倍數(shù)（稱樣量為0.5000 g，定容于100 mL容量瓶，稀釋10倍）計(jì)算出測定溶液中各元素的干擾量見表3。

分別取濃度為0.50 μg/mL和10.00 μg/mL的銅、鐵、鎳、硒標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為0.10 μg/mL和1.00μg/mL的鋅、鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為10.00 μg/mL和30.00 μg/mL的銻標(biāo)準(zhǔn)溶液。通過在標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入上述表格中各元素進(jìn)行干擾實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，各共存元素對待測元素的測定沒有干擾。

2.6 精密度實(shí)驗(yàn)

按照實(shí)驗(yàn)方法（1.3）對不同含量鎳、銅、鐵、鈷、硒、銻、鋅的含銀合金錠樣品進(jìn)行7次測定，由于樣品中鋅、鐵、鈷等元素含量較低，采用加入標(biāo)準(zhǔn)溶液的方式進(jìn)行測定。測定結(jié)果見表4。

由表4可知，含銀鉛鉍合金錠中各待測元素的精密度在0.41%～8.57%之間，可以滿足含銀鉛鉍合金錠中鎳、銅、鐵、鈷、硒、銻、鋅7種元素的測定。

2.7 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

選取試樣，加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照試驗(yàn)方法（1.3）所規(guī)定處理樣品，進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，分析結(jié)果見表5。

由表5可見，各元素的加標(biāo)回收率在98.0%～106.9%之間，該方法可以滿足含銀鉛鉍合金錠中各元素的測定。

3 結(jié) 論

本文通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，采用稀硝酸+酒石酸的方式能夠?qū)崿F(xiàn)含銀鉛鉍合金錠樣品的溶解，樣品溶解后采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法，在10%的硝酸介質(zhì)中測定銅、鐵、鎳、銻、硒、鋅、鈷等元素，方法簡單，結(jié)果準(zhǔn)確，精密度高，回收率良好，能夠滿足有色冶金企業(yè)生產(chǎn)控制過程中對含銀鉛鉍合金錠中雜質(zhì)元素的檢測要求，具有很好的推廣應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

任利華，高級工程師，從事外購原料檢測分析技術(shù)、金屬元素的分析方法與儀器檢測工作。

（責(zé)任編輯：張瑞洋）