火焰原子吸收光谱法测定高锑烟尘中的银、铅、镉

2014-02-26黄俭惠卢汉堤

中国无机分析化学 2014年4期

黄俭惠卢汉堤

(中国有色桂林矿产地质研究院，广西桂林 541004)

0 前言

含锑烟尘是火法炼锑过程中产出的一种主要含Sb，Pb，As，Sn等氧化物的烟尘,其中还含有其它有价值元素如Ag，Bi等，无论从经济效益还是环境保护考虑，此类烟尘都有综合利用的价值。为了以最大限度开发利用这些二次资源，对于此类物料的检测分析是很有必要的。火焰原子吸收光谱法具有检出限低、干扰少、精密度高等特点，已广泛应用于各物料的测定[1-11]，但用于含锑烟尘中银、铅、镉的测定未见报道。本文研究用氢溴酸除锑，盐酸-高氯酸-硫脲介质火焰原子吸收光谱法测定含锑烟尘中的银、铅、镉的连续测定，方法简便、结果重现性好、稳定可靠，适合大批量样品的测定。

1 实验部分

1.1 仪器及主要试剂

HITACHI Z-2000型偏振塞曼效应原子吸收光谱仪、银空心阴极灯、铅空心阴极灯、镉空心阴极灯(日本日立公司)。

银标准储备溶液(1.00 g/L)：称取0.500 0 g银片(高纯)于烧杯中，加入30 mL HNO3(7.5 mol/L)，低温加热溶解，冷却后移入500 mL棕色容量瓶中，补加20 mL HNO3(7.5 mol/L)，用水稀释至刻度，混匀。

银标准溶液(100.0 μg/mL)：移取10.00 mL银标准储备溶液于100 mL棕色容量瓶中，加入25 mL HCl，用水稀释至刻度，混匀。

铅标准储备溶液(1.00 g/L)：称取0.500 0 g光谱纯铅于烧杯中，加入30 mL HNO3(7.5 mol/L)，低温加热溶解，冷却后移入500 mL容量瓶中，补加20 mL HNO3(7.5 mol/L)，用水稀释至刻度，混匀。

铅标准溶液(100.0 μg/mL)：移取10.00 mL铅标准储备溶液于100 mL容量瓶中，加入5 mL HCl，用水稀释至刻度，混匀。

镉标准储备溶液(1.00 g/L)：称取0.500 0 g光谱纯镉于烧杯中，加入30 mL HNO3(7.5 mol/L)，低温加热溶解，冷却后移入500 mL容量瓶中，补加20 mL HNO3(7.5 mol/L)，用水稀释至刻度，混匀。

镉标准溶液(50.0 μg/mL)：移取5.00 mL镉标准储备溶液于100 mL容量瓶中，加入5 mL HCl，用水稀释至刻度，混匀。

HCl，HBr，HNO3，HClO4均为优级纯，硫脲溶液(50 g/L),实验用水为二次去离子水。

1.2 仪器工作条件

仪器工作条件参数见表1。

表1 仪器工作条件Table 1 Operating conditions of this method

1.3 实验方法

称取锑烟尘0.2～0.5g(精确至0.000 2 g)于100 mL烧杯中，用水湿润，加入15 mL HCl，盖上表面皿，在低温电热板上加热3～5 min后，加入5 mL HNO3和2 mL HClO4，继续加热溶解至冒白烟，取下，冷至室温。加入5 mL HBr，在水浴上加热至赶尽HBr，重复此操作3～4次。加入5 mL HCl和约30 mL水加热溶解残渣，取下，冷至室温后，加入硫脲溶液10 mL，转入100 mL容量瓶中，用水定容，混匀。按1.2设定仪器条件测量银、铅、镉的吸光度，计算机打印结果，同时做试剂空白实验。

1.4 工作曲线

取不同量的银、铅、镉标准溶液于一组100 mL容量瓶中，加入5 mL盐酸、10 mL硫脲溶液，用水定容，混匀。银系列标准工作溶液为0.00，0.25，0.50，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 μg/mL，铅系列标准工作溶液为0.00，1.00，3.00，5.00，10.00，15.00，20.00 μg/mL，镉系列标准工作溶液为0.00，0.10，0.25，0.50，1.00，2.00 μg/mL。按1.2设定仪器条件测量银、铅、镉的吸光度，计算机打印结果。

2 结果与讨论

2.1 基体Sb的干扰与消除

称取0.250 0 g高纯锑(ωSb>99.99%)6份，分别置于100 mL烧杯中，加入银、铅、镉标准溶液各4.0，10.0，2.0 mL，用王水溶解，在水浴上蒸干。加入5 mL HBr，继续在水浴上蒸干，重复此操作0～5次。以下按1.3实验方法的有关步骤进行，测定结果见表2。结果表明：大量Sb的存在产生水解对待测元素银、铅、镉的测定会产生负干扰，而采用加HBr水浴上蒸干处理3次后，即可消除基体Sb的干扰。

表2 基体Sb的干扰与消除Table 2 Influence of Sb matrix on the determination of Ag,Pb and Cd /(μg·mL-1)

2.2 溶液介质的选择

原子吸收光谱法测定铅、镉一般选用HCl或HNO3介质，测定银普遍选用高浓度的王水或HCl介质，这对仪器有较大的腐蚀，当Ag浓度较高时会有部分AgCl析出造成银、铅、镉结果偏低。硫脲是银离子的有效络合剂，在HCl介质中也可以与银离子形成可溶性络合物，从而阻止试液中氯化银沉淀的析出，使偏低的银、铅、镉结果得以矫正，硫脲介质也是原子吸收光谱法测定银的常用介质之一[7]。

锑烟尘中含有大量的碳、硫，采用王水溶样时需要加入HClO4以除去碳、硫，所以考察了HClO4对测定银、铅、镉的影响，结果见表3。结果表明：0.36 mol/L以下的HClO4对银、铅、镉的测定没有影响，同时有HClO4存在可以消除Cu2+对测定银的影响[2]。为此，选定了试液介质为HCl-HClO4-硫脲介质。

表3 HClO4对测定银、铅、镉的影响Table 3 Influence of HClO4 on the determination of Ag, Pb, and Cd /(μg·mL-1)

2.3 硫脲用量的选择

在一组100 mL容量瓶中，分别加入4.0 mL Ag标准溶液、10.0 mL Pb标准溶液、2.0 mL Cd标准溶液和5 mL HCl以及不同量硫脲溶液，用水稀至刻度，混匀。以下按1.3实验方法有关步骤进行，测定结果见表4。结果表明：4～20 mL以下的硫脲溶液对测定银、铅、镉无影响，硫脲量过大时，在测定过程中容易烧结成盐，堵塞燃烧器[7]，测定信号不稳定，因此，选择加入10 mL硫脲溶液(试液中硫脲含量为0.5 g/100mL)。