ICP-OES法测定碱式碳酸铜中钠、铁、铅、锌、钙、铬、镉、砷

徐 辉，李海辉，刘 念，胡昌文

（江西核工业兴中科技有限公司，江西南昌330002）

化工分析与测试

ICP-OES法测定碱式碳酸铜中钠、铁、铅、锌、钙、铬、镉、砷

徐 辉，李海辉，刘 念，胡昌文

（江西核工业兴中科技有限公司，江西南昌330002）

提出了用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定碱式碳酸铜中钠、铁、铅、锌、钙、铬、镉、砷等杂质含量。对测定条件及工作参数进行了研究，采用钇标准溶液内标法消除基体干扰，通过选择适宜的分析谱线以消除光谱干扰。与原子吸收分光光度计法（AAS）相比，此方法分析速度快、精密度高。

碱式碳酸铜；电感耦合等离子体发射光谱法；光谱干扰；钇标准溶液内标法

碱式碳酸铜广泛用于有机合成催化剂、电镀、原油脱硫剂、木材防腐剂、颜料、杀虫剂、磷毒解毒剂以及其他工业制铜盐的原料。有效准确地测量碱式碳酸铜中杂质元素的含量，对控制碱式碳酸铜产品质量至关重要。目前检测杂质含量常用的方法有AAS法和ICP-OES法。AAS法测定结果准确、可靠，但杂质元素要分别测定，操作繁琐、工作效率低，尤其是测定易电离的钙元素时还必须加镧盐抑制其电离。ICP-OES法具有检出限低、线性范围宽、能同时测定多种元素等优点，而且操作简单、工作效率高。笔者通过对测定条件及工作参数进行选择，采用钇标准溶液内标法消除基体效应的影响，通过选择适宜的分析波长以消除光谱干扰，采用ICP-OES法快速测定了碱式碳酸铜中Na、Fe、Pb、Zn、Ca、Cr、Cd、As杂质元素的含量，方法精密度RSD≤5%。

1 实验部分

1.1 试剂和溶液

Na、Fe、Pb、Zn、Ca、Cr、Cd、As、Y标准溶液:质量浓度为1.000 mg/mL（国家标准物质研究中心）。混合标准溶液:铁、铅、锌、钙、铬、镉质量浓度各5 mg/L，砷质量浓度10 mg/L。Y内标溶液:质量浓度为50 μg/mL。盐酸（优级纯）；一级水（电阻率＞18.0 MΩ·cm）；氩气（纯度大于99.9%）。

1.2 仪器设备

Optima 5300 DV型全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪。工作条件:射频发生器功率为1 300 W，观测距离为15 mm，载气流量为15 L/min，辅助气流量为0.4 L/min，雾化气流量为0.8 L/min，蠕动泵泵速为1.5 mL/min。

1.3 样品配制

称取0.180 0 g样品，用少量水润湿并分散试样，缓慢加入3mL盐酸，溶解后转移至100mL容量瓶中，加入2mL钇内标溶液，用一级水稀释至刻度，摇匀。

同时做空白试验，空白试验溶液除不加试样外，其他加入试剂的种类和量与试验溶液相同。

1.4 工作曲线溶液制备

用移液管分别移取0.00、1.00、2.00、4.00、8.00 mL混合标准溶液置于5个100 mL容量瓶中，分别加入2 mL钇内标溶液、3 mL盐酸，用一级水稀释至刻度，摇匀。用移液管分别移取0.00、2.00、4.00、10.00、20.00 mL钠标准溶液于5个100 mL容量瓶中，分别加入2 mL钇内标溶液、3 mL盐酸，用一级水稀释至刻度，摇匀。

1.5 测定

在仪器最佳的测定条件下，利用标准曲线法按表1给出的杂质元素波长测定各待测元素的光谱强度，钇内标校正波长为242.219nm或371.029nm。计算机根据输入的相关数据自动计算各元素的浓度。

表1 杂质元素波长

2 结果与讨论

2.1 光谱干扰试验

1）基体效应。碱式碳酸铜中铜质量分数高达55%以上，而杂质元素质量分数都在0.02%以下。要测定杂质元素，高浓度的铜对杂质元素的测定形成背景干扰，即基体效应。降低铜含量基体效应会减小，但杂质元素的含量也会随之降低。杂质元素含量降低到一定程度将无法得到可靠稳定的强度，从而影响杂质元素含量的测定。为尽量减小铜对杂质元素的基体效应，且杂质元素的测定浓度也在合适的范围，实验把样品铜质量浓度控制在1 g/L以下，并采用钇内标法进行强度补偿。

2）光谱干扰。除了高含量铜对杂质元素光谱产生干扰以外，其他低含量的元素不足以干扰杂质元素的测定。为消除光谱干扰，实验进行了波长选择试验，其中Na 330.237 nm、Zn 213.857 nm和330.258 nm、Ca 227.546 nm、As 197.197 nm、Pb 217.000 nm受基体干扰严重，Zn 202.548 nm受铜干扰比较严重，所以不选择上述波长进行实验。其他波长虽然基体干扰和光谱干扰比较小，但是各波长的灵敏度也有强弱之分。通过对试验数据进行分析，得出各杂质元素最佳测定波长（见表1）。

2.2 ICP-OES工作参数选择

实验采用耐腐蚀耐高盐正交雾化器，在雾化器进样端装有耐腐蚀宝石喷嘴，与氩气宝石喷嘴十字交叉，雾化效率高、灵敏度高、稳定性好。实验考察了射频功率、辅助气流量、蠕动泵泵速和雾化气流量对测定的影响。结果表明:辅助气流量对测定的影响相对不大，由于试样盐分比较高，易沉积在中心管，试验选择辅助气流量为0.4 L/min；优化射频功率为1 300 W，观测距离为15 mm，载气流量为15 L/min，雾化气流量为0.8 L/min，蠕动泵泵速为1.5 mL/min。

2.3 测定背景选择

对测定元素选择不扣背景和自动扣背景分别进行测定。试验表明，扣背景的条件更佳。

2.4 方法检出限

按照GB/T 30902—2014《无机化工产品杂质元素的测定ICP-OES法》附录C检出限测定方法，配制4个质量浓度成比例的待测元素标准溶液，以及称取高纯铜（纯度＞99.999%）配成铜质量浓度为1 g/L的空白溶液。调节仪器至最佳工作状态，测定系列标准溶液的强度，绘制工作曲线。对空白溶液连续测定10次，并计算标准偏差。以标准偏差的3倍对应的浓度作为各元素检出限，再折算出碱式碳酸铜（Cu质量分数按55%计）的检出限。各元素检出限及HG/T 4825—2015《工业碱式碳酸铜》杂质技术指标见表2。由表2看出，检出限都大大低于行业标准杂质技术指标，表明可以使用本方法检测产品质量。

表2 各元素检出限

2.5 方法精密度

分取碱式碳酸铜试样8份，按照试验方法进行测定，相对标准偏差（RSD）见表3。

表3 相对标准偏差

3 结论

用ICP-OES法测定碱式碳酸铜中Na、Fe、Pb、Zn、Ca、Cr、Cd、As等杂质元素含量。与AAS法相比，ICP-OES法具有快速、简便、准确、精密度高等特点，在碱式碳酸铜杂质项的测定中具有推广意义。

联系方式：136087968@qq.com

Determination of Na，Fe，Pb，Zn，Ca，Cr，Cd，and Asin basic copper carbonate with ICP-OES method

Xu Hui，Li Haihui，Liu Nian，Hu Changwen
（Jiangxi Nuclear Industry Xingzhong Technology Co.，Ltd.，Nanchang 330002，China）

The analysis method for determination of Na，Fe，Pb，Zn，Ca，Cr，Cd，and As in basic copper carbonate based on the inductively coupled plasma optical emission spectrometry（ICP-OES）has been presented.The determination conditions and operating parameters were researched.The yttrium standard solution internal standard method was used to remove matrix interference effect，and appropriate spectral line was selected to eliminate spectrum disturbance.Compare with atomic absorption spectrophotometry（AAS），this method had a faster analysis speed and a higher accuracy.

basic copper carbonate；ICP-OES；spectral interference；yttrium standard solution internal standard method

TQ131.21

A

1006-4990（2016）09-0072-02

2016-03-20

徐辉（1969— ），男，大学本科，高级工程师，主要研究方向为钴镍精细化工产品的研究、检测、生产。

胡昌文