原子吸收次灵敏线测定锌冶炼低浸渣中锌量

（云锡文山锌铟冶炼有限公司，云南 马关 663700）

锌是一种重要的有色金属，在工业上有广泛应用，许多有色金属矿都伴生锌，地质找矿、冶金、特别是锌矿山、冶炼厂及与锌有关的工业企业都有大批量高含量锌样品分析任务[1]。

目前，在分析行业中，对于原子吸收次灵敏线测定低浸渣中锌量的分析方法，有原子吸收火焰法、氨水分离法。相比之下，氨水分离法更为科学、准确性高，则为首选方法。但是该方法存在耗时长，成本高，分析环境差，固废不好处理等系列问题，经过参阅相关文献，找到原子吸收次灵敏线测定法来替代传统氨水分离法测锌。原子吸收测定锌最佳灵敏线的波长是213.9nm，适用于锌浓度在毫克每升的样品，称样量小、稀释倍数大，引起误差变大，使结果不可靠[2]。此外，测定高含量锌时，原子吸收法会有严重的自吸现象。通过把波长调整为307.6nm时锌的灵敏度大幅度降低，试料以盐酸、硝酸、氢氟酸溶解，在盐酸介质中，适当的稀释后用在该波长下测定，吸光度与浓度符合朗伯-比尔定律，标准工作曲线线性好，与氨水分离法结果相符，此方法简便快捷、准确、重现性好，实用性强，适用于低浸渣中锌量的分析。

1 实验

1.1 仪器及工作条件

TAS-990 F型原子吸收分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司。

分析线波长307.6nm，灯电流6mA，狭缝4nm，燃气流量1300mL/min。

1.2 主要试剂

盐酸，市售AR；硝酸，市售AR；氢氟酸，市售AR；盐酸（1+1）；硝酸（1+3）。

锌标准溶液：称取经稀酸清洗并干燥后的5.0000g金属锌（99.99%）置于400mL烧杯中，加入25mL硝酸（1+3）。盖上表面皿，于电热板低温处加热完全溶解，煮沸驱除氮的氧化物，取下冷却至室温，移入1000mL容量瓶中，加入40mL硝酸（1+3），用水稀释至刻度，混匀。此溶液为每升含5克锌。

1.3 实验方法

（1）空白试验：随同试料做空白试验。

（2）样品处理：称取0.2000g试样（所送试样量在50g以上，试样粒度不大于145µm）置于200mL烧杯中，加入15mL盐酸（AR），于低温处加热溶解并煮沸10min，加入5mL硝酸（AR），2mL氢氟酸（AR），继续加热溶解完全并蒸至近干，取下稍冷，加10mL盐酸（1+1），加热使盐类溶解，取下冷却，移入100mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。

（3）样品测定：使用空气—乙炔火焰，于原子吸收光谱仪波长307.6nm处，以水调零，测量锌的吸光度，减去随同试料空白溶液的吸光度，从工作曲线上查出相应元素的浓度。

2 结果与讨论

（1）低浸渣的主要成分见表1。

表1 低浸渣的主要成分（%）

（2）标准曲线：在选定的仪器工作条件下，测定锌标准曲线系列，实验表明锌浓度在0.0mg/mL～1.0mg/mL之间，溶液锌含量与吸光度呈线性关系，线性回归方程为y=0.1797x+0.0009，相关系数r=1。

（3）样品前处理方法的选择：称取0.2000g已知锌含量w（Zn）=25.57%的样品，分别采用不同的方法处理，各种处理方法都进行5次平行试验，结果的平均值见表2。

表2 样品的不同预处理实验结果

从表2可以看出，单纯用HCl或者HNO3处理样品，所得结果比样品的实际含锌量偏低，且在实验中观察到未溶残留物，上机时容易造成雾化器毛细管堵塞[3]。用HCl+HNO3或者HCl+HNO3+HF混合酸处理样品，两者实验的实际含锌量基本吻合，但是HCl+HNO3+HF处理的样品，溶解更充分，溶液更清亮，因此，本实验采用HCl+HNO3+HF混合酸处理样品。

（4）介质对测定元素的影响：样品溶液用酸及用量均影响雾化效率，无机酸的引入将增加样品的黏度，降低溶液的提升速度[4]。分别用不同浓度HCI、HNO3、H2SO4对待测元素测定的影响进行试验比对，试验结果表明，HCI和HNO3在7.5%范围内对测定均无影响，但H2SO4的酸度达2%时，会对锌产生负干扰，2%～7.5%的H2SO4，产生的干扰为-2%～11%。因此，在处理试样过程中不用H2SO4[5]，为保护仪器设备的雾化系统，故本实验样品溶液酸度确定为5%的HCl。

（5）共存元素对测定锌的干扰：对中常见的元素进行干扰实验。为了验证溶液中其他元素对锌的干扰情况，根据样品中干扰元素的最大值，模拟溶液中各元素的成分组成进行测试，具体情况如下：在100mL的容量瓶中加入500mg的铁（溶液中铁约为5mg/mL），分别加入50mg的铜、50mg的铅、50mg的二氧化硅，加入5%（体积分数）的盐酸介质，以水定容，于次灵敏线原子吸收光谱仪上进行测定，进行验证共存元素对锌的干扰情况，结果见表3。由表3可以看出，在试验条件下，铁、铜、铅、二氧化硅等元素的存在使得锌测定的相对误差在±0.5%范围内，测量结果准确度和和精确度都非常好，因此溶液中这些共存元素对最终的测定结果的影响可忽略不计。

表3 共存元素的干扰

（6）方法的精密度和加标回收试验：按照实验方法，对编号为DJZ-1、DJZ-2、DJZ-3的样品中锌平行测定11次，精密度试验结果见表4。同时加入锌标准溶液进行加标回收试验，加标量折算成锌量，锌回收率结果见表5。

表4 精密度试验结果

表5 加标回收试验结果

（7）样品分析：按照实验方法，对编号为DJZ-1、DJZ-2、DJZ-3的液体样品中锌进行测定，并与氨水分离法进行比对，比对结果见表6。

表6 本方法和氨水分离法的对比试验

3 结论

采用原子吸收次灵敏线测定高铁溶液中高含量锌，在锌浓度为0.0mg/mL～1.0mg/mL之间，溶液锌含量与吸光度呈线性关系，相关性较好。此方法测定的加标回收率为：98.2%～101.8%。采用本法避免了样品的逐级稀释，提高了工作效率[6]。同时，该方法与氨水分离法相比，具有较高的工作质量和效率，快速简洁，大幅度降低生产成本，降低了固废物的投放量，改善了分析环境，具有很高的经济效益和推广价值。