原子荧光法测定铜精矿中砷和铋方法改进

陈 红 刘 磊

(江西铜业集团公司贵溪冶炼厂 中心化验室，江西 贵溪 335400)

1 前言

氢化物发生-原子荧光光谱法测定铜精矿中砷和铋有其无可比拟的优越性，但国标法测定铜精矿中砷和铋时，要注意样品溶解时加入富集剂的量，如果富集剂的量过多，不仅造成试剂浪费，而且增加了样品处理时间。改进前富集剂使用硫酸铁铵，加入碱性物质氨水后，生成无定形沉淀氢氧化铁，吸附大量的水体积庞大，不易洗涤包裹的杂质铜离子等；改进后用少量硝酸镧，加入碱性物质氨水后，生成无定形沉淀氢氧化镧，体积小，易洗涤，富集效果理想。样品处理富集剂改用硝酸镧后在测定砷和铋时，测定结果的准确性和稳定性更好。

2 实验部分

2.1 主要仪器及工作参数[2]

AFS-2100型原子荧光光度计，负高压：260V；灯电流：总电流40mv 主辅电流各15 mv；原子化器高度：8 mm；载气流量：400ml/min 屏蔽气流量：900 ml/min。

除非另有说明，在分析实验中所用的酸碱试剂均为优级纯，其它试剂均为分析纯的试剂和蒸馏水或去离子水或相当纯度的水。

2.2 试剂

2.2.1 氯酸钾

2.2.2 盐酸(ρ=1.19g/mL)，优级纯。

2.2.3 盐酸(1+24)

2.2.4 硝酸(ρ=1.42g/mL)，优级纯。

2.2.5 硝酸(1+1)

2.2.6 硝酸(1+24)

2.2.7 硫酸(ρ=1.84g/mL)

2.2.8 硫酸(1+1)

2.2.9 硝酸(1+24)

2.2.10 氨水(ρ=0.9g/mL)

2.2.11 氨水(2+98)

2.2.12 氢氧化钠溶液(200g/L)

2.2.13 氢氧化钠溶液(2g/L)

2.2.14 硝酸镧溶液(50g/L)

2.2.15 硫酸铁铵溶液：称取84.4g硫酸铁铵溶于500mL水中，加20mL硫酸(1+1)，用水稀释至1L，混匀，此溶液1mL含10mg铁。

2.2.16 硝酸镧溶液：称取11.73氧化镧于250mL烧杯中，加入40mL硝酸(1+1)，低温溶解，加热除去氮的氧化物，冷却后，移入500mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含20mg镧。

2.2.17 硝酸镧溶液：移取10mL硝酸镧溶液(16)于200mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含1mg镧。

2.2.18 硫脲-抗坏血酸混合溶液：分别称取5g硫脲和抗坏血酸，用水溶解后，稀释至100mL，混匀。

2.2.19 硼氢化钾溶液(20g/L)：称取20g硼氢化钾溶于1000mL氢氧钠溶液中现配先用。

2.2.20 硝酸铁溶液：称取73.40g硝酸铁于200mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含10mg铁。

2.2.21 砷标准溶液：此溶液1mL含4ug砷。

2.2.22 铋标准溶液：此溶液1mL含4ug铋。

2.2.23 试剂均为优级纯，实验用水为蒸溜水。

2.3 实验方法

称取铜精矿试样0.2g，精确至0.0001g，置于300 ml的烧杯中，加约0.1g氯酸钾与试料混匀，加入10 ml硝酸(2.2.4)，盖上表皿，低温加热溶解，反复加少量氯酸钾(2.2.4)至无单体硫析出为止，继续溶至小体积，稍冷，加5mL硫酸(2.2.7)，混匀。加热冒浓烟，取下冷却，用水吹洗表皿及杯壁至50mL左右，加热煮沸。

加2.5mL硝酸镧溶液(2.2.17)，试料空白另加5ml硫酸铁溶液(2.2.15)，加水至150mL左右，加热至近沸，取下，加入氨水中和至生成的氢氧化铜溶解，再过量25mL，加热煮沸，并保温1h，用中速滤纸过滤，以热氨水洗涤烧杯3次及沉淀4-5次，用30mL盐酸将沉淀移入原烧杯中，再用盐酸洗涤滤纸至无色。低温蒸发至70mL左右，取下冷却，移入100mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。

按表1分取上述溶液于100mL容量瓶中，加入60mL水、10mL盐酸(2.2.2)、10mL硫脲抗坏血酸混合溶液(2.2.18)，以水稀释至刻度。

表1 试液分取量

2.4 工作曲线绘制

移取一系列砷标准溶液0mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、8.00mL于100mL容量瓶中，移取一系列铋标准溶液0mL、0.50mL、1.00mL、3.00mL、6.00mL、8.00mL于100mL容量瓶中，再依次加入0.5mL硫酸铁溶液(2.2.15)、2.5mL硝酸镧溶液(2.2.17)、[原方法没有加粗部分]，10ml盐酸(2.2.2)，10ml硫脲-抗坏血酸(2.2.18)，以水稀释至刻度，摇匀。在与测量试液相同条件下，于原子荧光光谱仪上测量荧光强度，绘制工作曲线。

3 试验结果与讨论

3.1 硝酸镧试剂用量试验

称取一组均为0.2g，其含量为0.020%的试样，分别加入1、2、1.5、2.5、3ml硝酸镧富集剂，富集剂是否完全，具体情况见表2：

表2 硝酸镧加入量试验

从表2数据中可以得出，硝酸镧加入量在2ml时砷，铋含量已经达到最大。所以用加入2.5mL硝酸镧试剂代替加入10mL硫酸铁铵溶液，保证样品中砷、铋元素完全富集，不仅节约了试剂，而且缩短了洗涤沉淀的时间。

3.2 砷、铋系列标准溶液试剂加入试验

移取一系列砷标准溶液0mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、8.00mL于100mL容量瓶中，移取一系列铋标准溶液0mL、0.50mL、1.00mL、3.00mL、6.00mL、8.00mL于100mL容量瓶中，保证标准溶液与试样基体一致，再依次加入0.5mL硫酸铁溶液(2.2.15)、2.5mL硝酸镧溶液(2.2.17)，10ml盐酸(2.2.2)，10ml硫脲-抗坏血酸(2.2.18)，以水稀释至刻度，摇匀。

表3为原子荧光日常工作条件。

表3 AFS-2100型原子荧光光谱仪日常工作条件

3.2.1 加入不同量硫酸铁铵对20ng/mL的As、Bi的荧光强度的影响试验，确定出最佳荧光强度值

表4 加入不同量硫酸铁铵对20ng/mL的As、Bi的荧光强度的影响

从表4数据中得出，硫酸铁铵加入量在0.5mL时，砷、铋标准溶液的强度值趋于稳定，所以加入0.5mL的量最合适，加多浪费试剂。

3.2.2 加入不同量硝酸镧对20ng/mL的As、Bi的荧光强度的影响，确定出最合适的硝酸镧的加入量

表5 加入不同量硝酸镧对20ng/mL的As、Bi的荧光强度的影响

从表5数据中得出，硝酸镧加入量在2.5mL时，砷、铋标准溶液的强度值趋于稳定，所以加入2.5mL的量最合适。

3.2.3 未加入0.5mL硫酸铁溶液和2.5mL硝酸镧溶液和加入0.5mL硫酸铁溶液和2.5mL硝酸镧溶液，使其与样品加入试剂一致。且样品空白加入与试样含铁相当的硝酸铁溶液，按照分析步骤，分别测定砷、铋的荧光强度。以上试验均重复8次，求出准确度和精密度。各组数据如下表6、表7：

表6 未加入0.5mL硫酸铁溶液和2.5mL硝酸镧溶液三个样的测定结果与标准值对照

表7 加入0.5mL硫酸铁溶液和2.5mL硝酸镧溶液 改进后的测定结果对照

从表6可见，砷元素每个样品8次的测定结果绝对差值在重复性限内，平均值与标准值的绝对差值不超过重复性限。但铋元素测定结果超出重复性限，而且平均值总体偏低。

从表7可见，改变标准溶液的处理方式以后铋的测定结果有明显好转，砷和铋测定结果稳定，而且与标准值吻合较好。因此，应该加入0.5ml硫酸铁溶液和2.5ml硝酸镧溶液进行试验。

4 准确度试验

用改进后的方法测定铜精矿中的砷和铋并将测定结果与标准样品原定值对照，测定结果对照见表8：

表8 标准样品分析对照

其测定结果与标准样品原定值吻合较好。

5 结语

经过试验和实际应用，将国标法测定铜精矿中砷和铋的样品处理的富集剂改变和工作曲线的标准溶液的所加试剂进行了改进，这样不仅缩短洗涤沉淀的时间，降低分析成本，而且消除了影响分析结果稳定性的因素，提高了分析效率，使测定结果准确、可靠。