ICP-AE S测定铜精矿中的汞和砷

卞大勇

（华北有色地质堪查局，天津 300181）

砷对铜的机械性能影响不大，含砷0.8%的铜尚能拉成极细的铜丝，但当含砷量达到1%以上，将引起赤热脆弱现象。另外砷对铜的导电率影响极大，铜中含0.0013%砷，即可使铜的导电率降低l%。这些杂质必须在选冶加工过程中尽可能地除去，以减少精炼和机械加工的困难。特别是砷、汞对冶炼工人和炼厂周围的居民身体健康危害极大，必须在选矿过程中最大限度地将砷、汞矿物除去，使铜精矿含砷、汞愈少愈好。

此外，根据《中华人民共和国进出口商品检验法》及其实施条例的法律的规定，进口铜精矿中砷的含量不得大于0.5%，汞的含量不得大于0.01%。因此，对砷、汞的检验必不可少，但传统的分析方法比较繁琐。本方法应用电感藕合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）分析技术测量砷、汞，样品前处理过程简单，精确度和准确度都比较理想。

1 仪器与试剂

1.1 仪器

美国PE公司生产的OPTIMA 8000电感耦合等离子体发射光谱仪。

1.2 仪器条件

高频频率40MHZ；功率1.3kW；冷却气流量15L/min；辅助气流量0.2L/min；载气流量0.8L/min；溶液提升量1.5mL/min；观察高度15mm；预燃时间15s；积分时间 10s；延迟时间 30s。

1.3 试剂

硝酸（分析纯）；氢氟酸（分析纯）；盐酸（分析纯）；水：蒸馏水。

砷标准工作液（ρ=500μg/mL）：通过对国家标准溶液的分取稀释获得。

汞标准工作液（ρ=100μg/mL）：通过对国家标准溶液的分取稀释获得。

2 实验步骤

2.1 准确称取0.1000g（精确至0.0002g）试样小心置于50mL比色管中（随同做空白试验），用少量水冲洗瓶口，加入10mL王水（1+1），置于沸水浴中加热1h，取下冷却至室温后，用水定容并摇匀试液。放置澄清（如样品含有大量的碳或硫，澄清后移去上层清液，用于测定）。

2.2 砷曲线：分取砷标准工作液，配制成0μg/mL,5μg/mL,10μg/mL,20μg/mL 30μg/mL 标准曲线。

2.3 汞曲线：分取汞标准工作液，配制成0μg/mL,1.0μg/mL,2.5μg/mL,5μg/mL 标准曲线。

2.4 在选定的仪器条件和波长下，用ICP-AES测定样品。

3 结构与讨论

3.1 谱线选择

在砷的三条灵敏谱线中，193.696nm分析谱线受铁谱线的干扰，197.197nm分析谱线受钴谱线的干扰，188.979nm分析谱线受谱线的干扰最小，所以本文选用188.979nm作为砷的分析线。

在汞的四条灵敏谱线中，253.652nm分析谱线受铁、锰谱线的干扰，435.835nm分析谱线受铁、铜谱线的干扰，194.168nm分析谱线受谱线的干扰最小，所以本文选用194.227nm作为汞的分析线。

3.2 精密度试验

称取同一铜精矿标准样品分别进行11次独立实验和分析测定，对11次结果计算其相对标准偏差，因标样中无汞值，故做11个加标回收来计算标准偏差。数据如下：

砷 11次仪器读数测定结果：17.81、17.64、17.89、17.66、17.84、18.01、17.94、17.85、17.87、17.83、17.98。

RSD值为：0.65%。

汞（加标回收）11次仪器读数测定结果：

2.110、2.045、2.027、2.012、2.037、2.033、2.044、2.042、2.072、2.034、2.036

RSD值为：1.28%。

3.3 准确度试验

本文中，汞采用加标回收方法来验证本实验方法的准确度，为验证其它元素的干扰情况，顾在铜精矿标样中加汞标准，再扣除标样的汞含量。且同时做两组数据（每组11个平行样品），每组取平均值来计算回收率。砷用测量数据与国家标准样品值对照来验证其准确度。数据见表1、表2：

表1

表2

3.4 干扰实验

通过对实验数据的分析，在选定条件下干扰很小。且光谱干扰经过对谱线的选择和对背景的扣除得以消除。物理干扰主要是溶液的盐度较高时，影响雾化效率。通过控制称样量和加入试剂量的方法来解决。

4 结论

本文以盐酸和硝酸在比色管中，在水域环境中直接溶解样品，最大限度避免元素挥发损失和外界污染。电感耦合等离子体发射光谱仪，测定铜精矿中的有害杂质元素砷和汞。

实验结果表明，汞回收率为98%～102%，砷的测定结果与国家标样值吻合。砷相对标准偏差（RSD）（n=11)：0.65%，汞相对标准偏差（RSD）（n=11)：1.28%。方法操作简单，基本无干扰，分析快速，结果准确。