冷原子荧光光谱法测定磷矿浮选捕收剂中汞

2021-04-07梅连平李云东刘晨曦杨晓龙

磷肥与复肥 2021年1期

梅连平，李云东，刘晨曦，杨晓龙

（云南云天化股份有限公司研发中心，云南昆明 650228）

0 引言

随着磷矿资源的逐渐贫瘠，可供开采的高品位磷矿越来越少，如何有效利用中低品位磷矿成为科研难题。浮选是提高中低品位磷矿品位的主要方法，磷精矿应用在各大化工领域，如磷酸的制备以及饲料级磷酸钙盐的生产等。以地沟油等为原料制备的磷矿浮选捕收剂中含有一定量汞。国家对饲料级磷酸钙盐中汞含量有严格要求，对磷矿浮选捕收剂中汞的监测和控制能有效溯源产品中汞含量。所以快速、准确测定磷矿浮选捕收剂中的汞含量具有重要意义。目前汞的测量方法主要有分光光度法、冷原子吸收光谱法、冷原子荧光光谱法、阳极溶出伏安法及生化检测方法等［1］。冷原子荧光光谱法测定磷矿浮选捕收剂中的汞未见报道，笔者以该方法测定磷矿浮选捕收剂中的汞，并对样品前处理及测定条件进行优化。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

仪器：AFS-930型原子荧光光度计；汞高强度空心阴极灯。试剂：汞标准溶液（1 000 mg/L），钢铁研究总院；浓硫酸、浓硝酸、盐酸、硼氢化钾等均为优级纯；实验室用水均为超纯水。

1.2 仪器工作条件

负高压280 V，灯电流30 mA，原子化器高度10 mm，原子化器温度200 ℃，载气流量400 mL/min，屏蔽气流量800 mL/min，读数时间7.0 s，延迟时间2.5 s。

1.3 实验方法

1.3.1 磷矿浮选捕收剂的前处理

称取磷矿浮选捕收剂0.5 g（精确至0.000 1 g）于250 mL磨口锥形瓶中，加入浓硫酸25 mL，装上冷凝管，接通冷却水，在电炉上加热碳化，然后加入浓硝酸5滴进行消化，至液体成透明黄色，继续小火加热30 min，冷却。用去离子水冲洗冷凝管，冲洗液与冷却后消解液一起转移至250 mL 容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀，即为待测液。

1.3.2 标准曲线的建立和样品测定

将汞标准溶液（1 000 mg/L）逐级稀释至100 μg/L的汞标准储备液，吸取10 mL 汞标准储备液于100 mL容量瓶中，加入浓盐酸5 mL，加水至刻度，摇匀。在设定仪器条件下，利用AFS-930型原子荧光光度计的单点自动配制功能完成标准曲线建立，在设定条件下测定待测液汞含量。

2 结果与讨论

2.1 样品前处理的选择

样品中汞元素的测定，无论是常用的湿法消解还是干灰化，最大的问题就是气化损失，所以前处理是汞准确测定的关键。由于合成捕收剂的原料成分复杂，含各种形态的无机汞和有机汞，实验选用浓硫酸碳化、浓硝酸消化，将汞转变为可直接测定状态。

2.2 仪器工作条件的选择

2.2.1 负高压和灯电流

随着光电倍增管负高压和灯电流的增大，荧光值明显增大。但当光电倍增管负高压增大时，噪声也增大，而且过高的灯电流会缩短空心阴极灯的使用寿命［2］。为满足样品中汞的测定需要，将噪声控制在较低的水平，同时考虑灵敏度，实验确定的负高压和灯电流分别为280 V和30 mA。

2.2.2 载气流量和屏蔽气流量

载气流量过小，产生的氢化物不能迅速送入原子化器中，且载气同时对汞有稀释作用；载气流量过大，会稀释进入原子化器的氢化物浓度，导致荧光强度下降。实验选用载气流量为400 mL/min。

屏蔽气既可以防止周围空气渗入，避免汞与空气组分发生反应，又可以降低仪器的辐射噪声。为保证荧光信号较强、稳定性好，实验选择屏蔽气流量为800 mL/min。

2.3 反应介质条件的选择

2.3.1 还原剂硼氢化钾溶液

作为氢化物发生反应的还原剂，硼氢化钾的浓度直接影响氢化物的生成。硼氢化钾浓度过低会影响氢化物的生成率；浓度过高，反应太剧烈，氢气产生太多反而稀释了待测物，灵敏度下降。实验采用1% KBH4和0.5% KOH为还原剂。

2.3.2 载流浓度

盐酸、硝酸、硫酸均可以作载流。但由于硫酸具有腐蚀性一般不宜采用；硝酸具有较强的氧化性，易产生氮氧化物干扰，影响检测结果；盐酸还原性好，故选用盐酸作为载流。实验发现荧光强度随着载流浓度的增加先增强后减弱，当盐酸质量分数为5%时，荧光强度基本稳定且达到最大值，实验选择质量分数5%的盐酸溶液为载流。

2.4 标准曲线和检出限

在设定仪器条件下，配制10 μg/L 的汞标准溶液，利用AFS-930型原子荧光光度计的单点自动配制功能完成标准曲线的建立，线性回归方程为y=210.62x+21.86，相关系数为0.999 9，汞质量浓度在0 ～10 μg/L 范围内线性关系良好。按实验方法对11 份空白溶液连续进样测定，获得方法的检出限为0.042 8 μg/L。