火焰原子吸收光谱法测定粗锌中的铅含量

孙丽影，丁轶聪

（阜阳市产品质量监督检验所，安徽阜阳 236000）

火焰原子吸收光谱法测定粗锌中的铅含量

孙丽影，丁轶聪

（阜阳市产品质量监督检验所，安徽阜阳 236000）

粗锌样品经酒石酸－硝酸溶液溶解，以体积分数约为6%的硝酸为测定介质，使用空气－乙炔火焰，以水调零，选定283.3 nm为测定波长，建立了火焰原子吸收光谱法（FAAS）测定粗锌样品中铅的方法。在选定的仪器条件下，铅在2.00～12.00 g／mL范围内和其对应的吸光度呈良好的线性关系，相关系数为0.999 8，方法检出限为0.02 g／mL。干扰试验表明，锌的基体和其它杂质元素均不干扰对铅的测定。方法的加标回收率为96.3%～105.0%，相对标准偏差（RSD，n＝7）在1.3%～3.0%之间。此方法具有准确可靠，灵敏度高，干扰少，重现性好等优点，适用于粗锌中铅含量（0.002%～5.0%）的测定。

铅；粗锌；火焰原子吸收光谱法

锌是自然界分布较广的金属元素，在有色金属的消费中仅次于铜和铝，广泛应用于有色、冶金、建材、轻工、机电、化工、汽车、军工、煤炭和石油等行业和部门。而粗锌是各种锌制品的首要原料，它的来源主要包括锌矿石提炼加工以及再生锌的循环使用。在交易中铅不但作为计价元素，而且含量的多少直接影响到下一步产品的生产工艺和产品最终的使用性能（如脆性、腐蚀性等）。因此准确掌握粗锌中铅元素的含量具有非常重要的意义。

目前国际上有采用火焰原子吸收光谱法检测初级锌料中铅含量的标准方法，而国内尚没有制定相关的标准分析方法。对如锌及锌合金、再生锌原料以及含锌矿物等与锌金属有关制品中铅含量测定的方法主要有火焰原子吸收光谱法（FAAS）［1］、滴定法［2］、电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICPAES）［3］、辉光放电光谱法和X射线荧光光谱法等。由于火焰原子吸收光谱法具有灵敏度高、抗干扰能力强、操作简单等特点，被广泛应用于高含量铅锌矿石、钼精矿浸渣、精磷矿中的铅含量检测。本文采用酒石酸－硝酸溶液溶解样品，用FAAS对样品溶液中的铅进行测定，建立了粗锌中质量分数在0.002%～5.0%之间的铅的测定方法。

1 试验部分

1.1 仪器及其工作条件

试验仪器：ZEEnit700P型原子吸收分光光度计；铁空心阴极灯。

原子吸收分光光度计测定工作条件：测定波长为216.7 nm，灯电流为3.0 mA，狭缝宽度为0.2 nm，燃烧器高度为8 mm，乙炔流量为1.5 L／min。

电子天平：0.1 mg。

1.2 主要试剂

1.硝酸（ρ≈1.42 g／mL）。

2.硝酸（1＋1）。

3.硝酸－酒石酸溶液：50 g酒石酸溶解于500 mL硝酸（1＋1）中。

4.铅标准储备溶液：1 000μg／mL，称取1.000 0 g金属铅（铅的质量分数≥99.98%）置于250 mL烧杯中，加入25 mL硝酸（1＋1），盖上表面皿低温加热至完全溶解，煮沸驱除氮的氧化物，冷却，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

5.铅标准溶液：100μg／mL，移取25.00 mL铅标准储备溶液置于250 mL容量瓶中，加10 mL硝酸（1＋1），用水稀释至刻度，混匀。

试验用水为去离子水。1.3 试验方法

1.3.1 试样制备

试样剪碎至4 mm以下，用磁铁除去加工时带入的铁屑，然后过0.44 mm筛，备用。

1.3.2 标准曲线绘制

移取0.00mL、1.00 mL、2.00mL、3.00 mL、4.00 mL、5.00 mL、6.00 mL铅标准溶液于一组50 mL容量瓶中，加入5 mL硝酸－酒石酸溶液，用水稀释至刻度，混匀。以水调零，测量其吸光度。以铅的质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制校准曲线。

1.3.3 样品的测定

称取2.5 g粗锌样品（精确到0.000 1 g）置于300 mL烧杯中，缓慢加入40mL酒石酸－硝酸溶液，盖上表皿，待激烈反应停止后，于电热板低温处继续溶解完全，加入5 mL水，煮沸溶液1 min，取下冷却。将溶液移入250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。根据试料中的铅含量，按照表1分取一定量的溶液，移入100 mL或250 mL容量瓶中，补加硝酸－酒石酸溶液，以水稀释至刻度，混匀。随同试料做试剂空白。在给定的仪器工作参数下，以水为参比，测定试料溶液的吸光度。

表1 称样量及分取体积

2 结果与讨论

2.1 溶样方法

参照已有的文献中再生锌原料溶样方法并结合试验摸索，比较了盐酸－硝酸－氢溴酸（15＋10＋5）、盐酸－氢氟酸 －高氯酸（5＋5＋3）、硝酸 －酒石酸溶液等3种酸体系的溶样效果。结果表明：采用30 mL的盐酸－硝酸－氢氟酸（15＋10＋5）或13 mL的盐酸－氢氟酸－高氯酸（5＋5＋3）混合溶液均能够将样品溶解完全，但考虑到前两种酸体系腐蚀性较强，特别是高氯酸和氢溴酸的氧化性较强，对仪器损害较大；使用40 mL的硝酸－酒石酸溶液不但能够达到完全溶解样品的目的，并且尽量使试样溶液的介质和铅标准溶液的介质保持一致，减少了分析误差，故选择硝酸－酒石酸溶液进行溶样。

2.2 测定介质

用FAAS检测金属离子时，试样溶液要保持一定的酸度以防止金属离子水解，其浓度会对吸光度产生一定的影响。配制质量浓度为1μg／mL的铅溶液，在不同浓度的硝酸介质中分别进行测定。结果表明，当测定介质为体积分数为2%～12%硝酸时，铅的测定结果基本一致。综合考虑仪器腐蚀和分析成本等因素，试验选用体积分数约为6%的硝酸为测定介质。

2.3 基体干扰影响

试验考察了铅的质量浓度为1μg／mL时，基体锌质量浓度在0.0～15.0 mg／mL范围之间对测定的影响，具体步骤为：在两组100 mL容量瓶中分别加入不同量的锌标准溶液，其中一组再分别加入1.00 mL铅标准溶液，然后两组同时加入16 mL硝酸－酒石酸溶液，用水稀释至刻度，混匀，以水为参比测定吸光度，结果见表2。

表2 基体锌对测定的干扰试验

从表2中可以看出：对于锌质量浓度在0.0～15.0 mg／mL之间的基体锌溶液，按照试验方法测得的吸光度没有太大的变化；在基体锌溶液中分别加入等量的铅标准溶液后，所测得的吸光度扣除基体锌溶液本身的吸光度所得到的净吸光度基本一致，这说明锌质量浓度在0.0～15.0 mg／mL范围内对铅的测定基本无干扰。粗锌中锌质量分数一般在90.0%～99.5%之间，按照本文试验称样量为2.5 g，样品溶液最终稀释体积计算，基体锌的最大质量浓度小于10 mg／mL，故可以认为按照试验方法进行测定，基体锌对测定的干扰可忽略不计。

2.4 杂质元素干扰试验

粗锌中的主要共存杂质元素为 Fe、Cu、Sb、Cd、Al、Sn，偶尔含少量的Ge、In等元素（部分粗锌产地，如云南，因原料中含铟、锗，富集在粗锌中）。移取1.00 mL铅标准溶液分别置于10个100 mL容量瓶中，按照2.5 g粗锌样品中各元素可能存在的最高质量分数（3.0%Fe，0.5%Cu、Sb、Al、In、Ge，2%Cd，5%Sn）分别加入单杂质元素标准溶液（相当于杂质元素含量分别为 Fe 75 mg，Cu、Sb、Al、In、Ge各 12.5 mg，Cd 50 mg，Sn 125 mg）和混合杂质元素标准溶液（前述单杂质元素添加量总和），进行杂质元素单独和综合干扰试验。按照试验方法测定得到铅元素的吸光度在0.049～0.052之间，与未加入以上杂质元素所测得的铅元素吸光度（0.051）相比基本没有变化，因此认为上述共存元素对铅的测定无干扰。

2.5 特征浓度及线性范围

在最佳工作条件下，按照特征浓度公式（1）计算：

式中：Δρ为吸光度0.1附近所对应的质量浓度／μg·mL－1；ΔA为此质量浓度所对应的吸光度值。

由公式（1）计算得到的 ρ特＝0.026μg／mL，即对应于0.004 4吸光度时的被分析物的质量浓度为0.026μg／mL，与仪器说明书所提供的数值（0.03 μg／mL）相差未超过 25%（0.03±0.030×25%μg／mL），符合特征浓度范围要求。7个不同浓度的标准溶液中，两个最高质量浓度（即2.00μg／mL和3.00μg／mL）标准溶液吸光度的差值与最低浓度（即0.20μg／mL）标准溶液和零浓度溶液吸光度的差值之比为0.068／0.015＝4.53＞0.70，符合光谱法线性要求。在2.00～12.00μg／mL的质量浓度范围内校准曲线的线性方程为y＝0.027x＋0.002，相关系数为r＝0.999 8。

2.6 检出限

对铅的质量浓度ρ为0.5μg／mL的溶液进行11次测定，求得其吸光度A的平均值为0.025，标准偏差 S为0.000 608。按 DL＝ρsk／A（k＝2）［4］计算，得到方法的检出限为0.02μg／mL。

2.7 回收试验和精密度试验

按照试验方法，采用在三个不同含量的粗锌样品中添加标准溶液的方法验证来进行加标回收试验，计算得出回收率在96.3%～105.0%之间。取4组含铅量不同的粗锌样品分别重复测定7次，测定结果的相对标准偏差（RSD，n＝7）在1.3%～3.0%之间，数据表明该方法的精密度和回收率都比较良好。加标回收和精密度试验结果见表3、表4。

表3 回收率试验

表4 精密度试验

3 结 语

试验表明，用火焰原子吸收光谱法测定粗锌中质量分数为0.002%～5.0%的铅是可行的。该方法精密度好，准确度高，操作过程简单易行，适用于生产企业的质量控制和检验机构的日常检测。

［1］ 杨德利，庞文林.火焰原子吸收光谱法测定复杂再生锌原料中的铅量［J］.湖南有色金属，2015，31（5）：68－70.

［2］ 汪更明.滴定法连续测定铅锌矿中铅锌铜［J］.冶金分析，2014，34（12）：70－73.

［3］ GB／T 12689.12－2004，锌及锌合金化学分析方法 铅、镉、铁、铜、锡、铝、砷、锑、镁、镧、铈量的测定 电感耦合等离子体发射光谱法［S］.

［4］ GB／T7728－1987，火焰原子吸收光谱法通则［S］.

Determ ination of Lead in Crude Zinc by Flame Atom ic Absorption Spectrometry

SUN Li-ying，DING Yi-cong
（Fuyang City in Anhui Province Product Quality Supervision and Inspection，Fuyang 236000，China）

The crude zinc sample was dissolved in the tartaric acid-nitric acid solution.The nitric acid was used as the measuring medium with the volume fraction of about 6%.The flame atomic absorption spectrometry was established by using the air-acetylene flame，the water was zero and 283.3nm was selected as the determination wavelength，which is for the determination of lead in crude zinc samples.Under the condition of selected instruments，lead had a good linear relationship with the corresponding absorbance in the range of 2.00～12.00μg／mL，the correlation coefficientwas 0.999 8，and the detection limitwas 0.02μg／mL.Interference tests show that zincmatrix and other impurity elements do not interfere with the determination of lead.The recoveries were 96.3%～105.0%and the relative standard deviations（RSD，n＝7）were between 1.3%and 3.0%.Themethod has the advantages of accurate and reliable，high sensitivity，less interference and good reproducibility.It is suitable for the determination of lead content in crude zinc（0.002% ～5.0%）.

lead；coarse zinc；flame atomic absorption spectrometry（FAAS）

TG115.3＋3

A

1003－5540（2017）06－0068－04

全国有色金属标准化技术委员会制定《粗锌化学分析方法》单元素分析方法行业标准（有色标秘［2016］41号）

孙丽影（1980－），女，工程师，主要从事石油、塑料、橡胶、金属等材料化学分析方法的研究工作。

2017－10－26