含铋物料中铋的分析方法研究

沈广鑫

（江西铜业集团公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

1 引言

贵冶含铋物料种类多且量大，诸如：白烟尘、湿法铜泥、反射炉渣及碱式碳酸铜等，每种物料中均含有计价元素铋，目前，贵冶分析含铋物料中的铋一般采用EDTA滴定法，该方法分析流程长，一般一个分析流程需4～5h，且滴定终点不易判断，造成了分析误差大，物料结算不及时。如何准确快速测定含铋物料中的铋含量，是为工厂加快转移及减少应收账款提出了一个新的要求。本文通过采用了王水溶解样品,逐步添加硝酸赶盐酸，保持稀硝酸介质引用ICP光谱仪进行测定［1］等操作实践进行了阐述，确定了准确、快速地对含铋物料中铋含量的测定方法。

2 实验方法

适用范围：本方法适用于所有含铋物料中铋的测定。测定范围：1.0%～10%。

方法原理：针对铋的性质，不溶于非氧化性酸［2］，易溶于硝酸，因此采用了王水溶解样品,逐步添加硝酸赶盐酸［3］，保持稀硝酸介质引用ICP光谱仪进行测定。

2.1 试剂

（1）硝酸(分析纯)。

（2）盐酸(分析纯)。

（3）等离子体发射光谱仪（ICAP6300型）。仪器工作条件见附录A——ICAP6300等离子体发射光谱仪测定参数。

发射功率：1.15kW；

雾化器：0.18MPa；

波长：223.081nm；

蠕动泵转速：50rpm。

（4）氩气：纯度≥99.99%。

2.2 分析步骤

称取0.5g（精确至0.0001g）试样于250mL烧杯中，加入5mL盐酸，加热数分钟，加10mL硝酸，继续溶解至溶解完全，蒸至近干，加2mL硝酸，继续蒸至近干，再重复操作一次。取下加25mL硝酸，加热煮沸，取下，冷却至室温，移至500ml容量瓶中，定容后摇匀待测［4］。如溶液浑浊须干过滤待测。

工作曲线的绘制：将铋标准储备溶液（1mg/mL）经逐级稀释，配制成Bi浓度分别为：0、10.0μg/mL、20.0μg/mL、30.0μg/mL、40.0μg/mL、50.0μg/mL、60.0μg/mL、70.0μg/mL、80.0μg/mL、90.0μg/mL、100.0μg/mL、110.0μg/mL、120.0μg/mL的标准溶液，介质为5%(V/V) 硝酸，引入ICP按软件规定的程序，以零浓度为空白，采集系列标准溶液铋元素的光谱强度，绘制元素的工作曲线并存入计算机(铋元素工作曲线的线性相关系数应大于0.999，否则需重新绘制)。

将试样溶液引入ICP采集铋元素的光谱强度，输入合适的计算因子由计算机自动计算出结果并输出。

3 试验结果与讨论

3.1 加入硝酸反复蒸至近干的次数

因氯化铋不易溶于水且易水解，若溶液中含有氯离子的易造成氯化铋水解而使测定结果偏低，以编号212SH-0100031403-0025-1的湿法铜泥为试验样测定王水溶液后，反复加入硝酸蒸至近干的次数对测定结果的影响情况。如表1。

表1 加入硝酸的次数

从上表可以看出重复两次蒸干，样品中的氯离子已赶尽，溶液中不会生成氯化铋，即可获得稳定的测定结果。

3.2 容量瓶的选择

以编号212SH-0100031403-0025-1的湿法铜泥为试验样判断分取测定对样品结果的影响。如表2。

表2 容量瓶体积选择

上表可以看出，进100mL容量瓶，分取5mL进25mL容量瓶再测定，测定结果极差为0.30%，进200mL容量瓶，分取20mL进50mL容量瓶再测定，测定结果极差为0.34%，而采用一次移入500mL容量瓶，不进行分取操作，测定极差仅为0.03%，因此减少多次使用移液管和容量瓶可以减小因移液管分取和容量瓶定容所造成的分析误差［4］，保证了分析结果的精密度和准确度。

3.3 元素干扰试验

贵冶的含铋物料中主要存在元素为：Cu、Fe、Ca、Al、Pb、Zn、Mg、Sb等元素。各元素可能存在的最大量为：10%Cu，10% Fe、1% Ca、1% Al、20% Pb、20%Zn、 5% Sb、1% Mg。

向500ml容量瓶中分别加入铋标准溶液使其浓度为10.00μg/mL的单元素标准溶液，通过在标准溶液中加入表3和表4中浓度的基体元素进行干扰实验［5］，浓度测定结果（已扣除基体空白）见表3和表4。

表3 单元素干扰实验测定结果（单位：μg/mL）

表4 混合离子干扰实验测定结果（单位：μg/mL）

实验结果表明：在±5%的误差允许范围内，分别加入相当于样品含量50%的铅、50%的锌、50%的铜、50%的铁、50%的锑、10%的钙、镁、铝单元素进行单元素干扰实验和相当于样品含量45%的铅、40%的锌、25%的铜、40%的铁、25%的锑、10%的钙、镁、铝混合离子进行混合离子干扰实验，共存离子对测定元素无干扰。

3.4 加标回收实验

以编号212SH-0100031403-0025-1的湿法铜泥为试验样全过程进行加标回收实验。如表5

表5看出该方法加标回收率［6］在99.6%～100.1%之间，结果令人满意，该方法可行。

3.5 精密度实验

分别以样品编号为2965H-0100031403-0018的白烟尘样品和编号为212SH-0100031403-0025-1、212SH-0100031403-0020-2、212SH-0100031408-0028-2、212SH-0100031405-0023-7的湿法铜泥样品为试验样，对该方法进行精密度实验，结果如表6所示。

以上分析数据表明，5个样品其分析结果的精密度较好，说明该方法可行。

3.6 实验室间比对结果

从表中看出，与本室EDTA滴定法测定的铋分析数据和其他实验室比对的白烟尘中铋分析数据均在允差范围内，吻合较好。

表5 加标回收率

表6 精密度试验

表7 实验室间比对结果

4 结论

以上实验表明，采用了王水溶解样品,逐步添加硝酸赶盐酸，保持稀硝酸介质引用ICP光谱仪进行测定的方法与原EDTA滴定法相比，本方法大大缩短了分析时间，由原来的4～5h缩短至1h左右，且分析结果精密度好、准确性高、易于掌握，提高了此类物料的分析结算及时性，可用于日常物料含铋的分析检测。

［1］黄一石. 仪器分析技术[Z]. 北京: 化学工业出版社, 2000:91-93.

［2］张树朝. 现代轻金属冶金分析. 现代有色金属分析丛书[Z].北京:化学工业出版社, 2007:50-51.

［3］李华昌. 铋量测定EDTA滴定法. 常见矿石分析手册[Z].北京: 化学工业出版社, 2011:33-34.

［4］张小康. 化学分析基本操作[Z]. 北京: 化学工业出版社, 2000:101-103.

［5］王海舟. 冶金物料分析[Z]. 北京: 科学出版社, 2007:65-66.

［6］丘慧灵. 仪器分析[Z]. 北京: 水利电力出版社, 1994:26-28.