石墨炉原子吸收光谱法测定锌基体物料中微量铊

2014-08-06程键

中国无机分析化学 2014年2期

程键

（深圳中金岭南公司丹霞冶炼厂，广东仁化512325）

0 前言

金属冶炼行业给环境造成的影响日益受到关注，铊作为一种高毒重金属元素，它的测定更应该受到重视。但铊含量低，准确测定比较困难。常用的分析方法有极谱法［1－2］、分光光度法［3］、石墨炉原子吸收光谱法［4－6］、电感耦合等离子体质谱法（ICP－MS）［7］等。极谱法、分光光度法对仪器条件比较苛刻；萃取比色法容易造成环境污染；石墨炉原子吸收法大多需要泡沫塑料吸附与解脱铊，流程长，不适合大批量湿法锌冶炼生产应用；ICP－MS仪器昂贵，一次性投资成本较高。本文通过溶样酸的选择，严格控制Cl－带入分析过程，消除Cl－对铊的抑制干扰，利用硝酸钯作基体改进剂，通过优化仪器分析条件，成功实现了石墨炉原子吸收光谱法测定锌基体锌精矿、锌焙砂、氧化锌、锌粉等物料中微量铊。经过试样加标回收实验，方法对照实验等，结果满意。

1 实验部分

1.1 主要仪器和试剂

CONTRAA700石墨炉原子吸收分光光度计（德国耶拿仪器有限公司）。

硝酸（优级纯），其余试剂均为分析纯。氩气：纯度≥99.99%。所用实验用水为二次去离子水。

硝酸钯（1 g/L）：称取0.1 g光谱纯硝酸钯溶于稀硝酸中，用水定容至100 mL，摇匀。

铊标准储备溶液（1 000μg/mL，购于国家标准物质中心）：将标准储备溶液用硝酸2%（V/V）溶液逐级稀释成1μg/mL的标准工作溶液。

1.2 仪器最佳工作条件

测定波长276.8 n m，干燥温度110℃，灰化温度500℃，原子化温度1 800℃，清除温度2 450℃，峰高吸收，动态扣背景方式测定。

1.3 实验方法

准确称取0.100 0 g试料于100 mL烧杯中，用水湿润试样，加入0.2 g B试剂，5 mL HNO3，2 mL A试剂低温加热溶解，试样溶解至清亮，用水吹洗杯壁，继续加入1 mL A试剂溶解试样，蒸至体积2 mL取下，冷却，移入100 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，混匀。在仪器最佳工作条件下，硝酸钯作基体改进剂，用干过滤的试样测定铊的吸光度。

2 结果与讨论

2.1 仪器条件优化

选择合适的灰化温度和原子化温度是实现石墨炉准确测定的关键。按照实验方法，利用仪器自带软件进行优化实验。原子化温度1 800℃下，进行灰化温度选择实验；再根据最佳灰化温度，进行原子化温度选择实验。实验结果见表1。

表1 灰化温度和原子化温度选择实验Table 1 Experiments for selecting ashing temperature and atomization temperature

根据表1的仪器稳定性和吸光度值变化情况，分别选择灰化温度500℃，原子化温度1 800℃作为仪器工作条件。

2.2 溶样酸的选择

正确处理试样也是实现铊准确测定的重要因素。按照实验方法的溶样过程，选用两种溶样方法处理试样，在仪器最佳工作条件下，进行吸光度测定。

方法一：B试剂，盐酸，硝酸溶样。

方法二：B试剂，硝酸，A试剂溶样。

两种溶样方法都能使样品溶解清亮。结果见表2。

实验表明，Cl－严重抑制铊［8］的测定。实验选择方法二的试剂作为处理试样的溶样酸。

2.3 酸度及基体改进剂的选择

按实验方法处理的样品，加不同体积的硝酸，稀释定容至100 mL，在干过滤的试样中加入5μL硝酸钯［8］测定铊的吸光度。结果见表3。

表3 酸度的选择实验Table 3 Experiment for selecting acidities

实验表明，硝酸浓度对铊的测定影响不大，为保护石墨管及溶样控制出发，我们选择体积分数为2%的硝酸作为样品的测定介质。

按实验方法处理的样品，控制硝酸（2%）浓度，溶液稀释定容至100 mL，在干过滤的试样中加入0，5μL的硝酸钯后分别测定铊的吸光度。结果见表4。

表4 基体改进剂的选择实验Table 4 Experiment for selecting matrix modifiers

实验表明，没有基体改进剂，无法实现铊的测定。

2.4 基体影响倍比实验

按实验方法处理的样品，分别定容至不同体积，同时干过滤后按实验方法测定铊的吸光度。结果见表5。

表5 基体影响的倍比实验Table 5 Multiple proportion experiments on matrix effect

实验表明，锌基体对铊的测定影响不大，锌基体对铊测定的干扰可忽略不计。

2.5 背景干扰消除

利用仪器自带的扣背景软件，进行动态扣背景方式能很好地消除背景干扰，效果良好。

2.6 Cl－干扰实验

分取相当于50 ng铊的试料于25 mL容量瓶中，分别加入0，10，50，100，150，500μg的 Cl－，加入0.5 mL硝酸，用水定容。其它同实验方法。结果见表6。

表6 Cl－干扰实验Table 6 Experiment on Cl－interference

实验表明，虽然Cl－严重抑制铊的测定，但100μg以下的Cl－对50 ng铊的测定影响不大。本实验方法中所处理的物料Cl－的含量相当于质量分数为0.4%，故不影响铊的测定。

2.7 工作曲线

分别移取0，0.10，0.20，0.40，0.80，1.00，2.00 mL铊标准工作溶液于一组100 mL容量瓶中，其它按实验方法进行。以所测铊的吸光度为纵坐标，所测元素浓度为横坐标，绘制铊的工作曲线。

2.8 结果计算

按下式计算铊的百分含量：

式中：C——自工作曲线上查得铊的浓度，ng/mL；

V——试液总体积，mL；

M——试样量，g。

3 样品分析

准确称取0.100 0 g锌基体试料于100 mL烧杯中，用水湿润试样，加入0.2 g B试剂（锌粉等试料溶样时不加B试剂），5 mL HNO3，2 mL A 试剂低温加热溶解，试样溶解至清亮，用水吹洗杯壁，继续加入1 mL A试剂溶解试样，蒸至体积2 mL取下，冷却，移入100 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，混匀。在仪器最佳工作条件下，硝酸钯作基体改进剂，用干过滤的试样测定铊的吸光度。随同试样做空白实验。减去随同试料空白溶液的吸光度。从工作曲线上查出相应铊的浓度。计算铊的含量。