火焰原子吸收光譜法測定鉍渣中銀的含量

吳卓葵,邱彩淋,周世豪

(廣東省科學院工業分析檢測中心,廣州 510650)

鉍渣是有色金屬冶煉工業生產中的一種中間產品,是回收鉍的重要原料[1-2],其含有多種貴金屬以及其他一些有價金屬[3-5]。采用合適的方法快速、準確地測定鉍渣中銀的含量,對企業工業生產過程具有較為重要的指導意義。目前測定銀含量的主要方法有火試金富集重量法[6-9]、電位滴定法[10-11]、火焰原子吸收光譜法[12-17]、電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP-AES)[18-20]以及電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)[21-22]等?；鹪嚱鸶患亓糠ù嬖诨掖禃r銀損失的問題,對灰吹溫度的控制要求較高,且基體鉍對測定結果有較大干擾[23];電位滴定法在滴定溶液標定、滴定終點判定等步驟要求精準;ICP-AES則存在樣品光譜干擾較多,對于進樣基體濃度水平、酸度的要求苛刻等問題;ICP-MS更多應用于高純材料痕量雜質元素分析領域。利用火焰原子吸收光譜法具有較好的分析精度、檢出限低,以及儀器長期穩定性好、重現性高、運行成本低等優勢,本工作采用火焰原子吸收光譜法測定鉍渣中銀的含量。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

Pin AAcle 900F型火焰原子吸收光譜儀,銀陰極空心燈。

銀標準儲備溶液:1.000 g?L－1,準確稱取0.100 0 g純銀置于100 mL燒杯中,加入5 mL 50%(體積分數)硝酸溶液,微熱溶解后,加熱除去氮氧化物,冷卻,移入100 mL 容量瓶中,用水定容,混勻,配制成1.000 g?L－1的銀標準儲備溶液。

銀標準溶液:100 mg?L－1,移取10.00 mL 銀標準儲備溶液,置于100 mL 容量瓶中,加入2 mL硝酸,用水定容,混勻,配制成100 mg?L－1的銀標準溶液。

銀標準溶液系列:分別移取適量的銀標準溶液置于一組100 mL容量瓶中,加入15 mL鹽酸,用水定容,混勻,配制成質量濃度為0,0.50,1.00,1.50,2.00,3.00 mg?L－1的銀標準溶液系列。

純銀(銀質量分數不小于99.99%);鹽酸、硝酸等其他試劑均為分析純;試驗用水為二級水。

1.2 儀器工作條件

助燃氣流量10.00 L? min－1,乙炔流量2.50 L?min－1;燈類型C-HCL;電流10 A;波長328.07 nm;狹縫寬度0.7 nm。

1.3 樣品處理

鉍渣樣品預先經磨礦機粉碎、磨勻,放入(100±5)℃電熱鼓風干燥箱中烘1 h 后移入干燥器中保存。稱取0.20 g(精確到0.000 1 g)樣品于150 mL燒杯中,加入少許水潤濕,再加入20 mL體積比3∶1的鹽酸-硝酸混合酸,蓋上玻璃表面皿,于電熱板上加熱至完全溶解,蒸至2～3 mL。取下稍冷,加入20 mL 鹽酸,轉移至200 mL 容量瓶中,用水定容。搖勻、靜置后,準確移取5.00 mL 樣品溶液置于50 mL比色管中,加入5.00 mL 鹽酸,用水定容,搖勻,備用,待上機測試。同步做空白試驗。

2 結果與討論

2.1 稱樣量的選擇

由于鉍渣樣品中待測元素銀的含量較高,考慮到樣品溶液中的基體濃度水平以及稀釋倍數等因素,在保證鉍渣制樣均勻的條件下,選取B1樣品為研究對象,考察了稱樣量(0.05,0.10,0.20,0.50 g)對測定結果的影響。結果顯示:在4種稱樣量下,銀的測定結果(質量分數)分別為1.507%,1.526%,1.516%,1.560%,測定結果的相對標準偏差(RSD,n＝7)分別為1.3%,1.1%,0.54%,1.4%。而稱樣量小,稱樣代表性相對較差;稱樣量大,則樣品溶液中基體濃度水平較高,且稀釋倍數大,易造成更大的誤差。因此,試驗選擇的稱樣量為0.20 g。

2.2 待測液鹽酸體積分數的選擇

銀在鹽酸介質中易發生氧化,Ag＋與Cl－可形成[AgCl2]－、[AgCl3]2－和[AgCl4]3－等易溶于水的絡合陰離子[24]。稱取5 份0.20 g(精確到0.000 1 g)B1樣品于150 mL 燒杯中,按1.3節步驟進行處理,待樣品溶解完全并濃縮后取下冷卻,分別補加0,10,20,30,40 mL 鹽酸,使該樣品溶液中鹽酸的體積分數分別為5%,10%,15%,20%,25%,搖勻靜置后,以15%(體積分數)鹽酸溶液稀釋同等倍數,按儀器工作條件進行測試。結果顯示:鹽酸的體積分數分別為5%,10%時,由于Cl－含量較低,無法將樣品溶液中的Ag＋完全絡合,使得銀的測定結果(1.461%,1.472%)偏低,且此時樣品溶液容易發生鉍的水解,進而出現渾濁;當鹽酸的體積分數逐步增加到15%,20%,25%時,銀的測定結果(1.514%,1.513%,1.515%)趨于穩定?？紤]到應盡量減少試驗檢測過程對環境的影響,以及降低試劑使用成本,試驗選擇的鹽酸體積分數為15%。

2.3 基體鉍對銀測定的影響

試驗選取含鉍質量濃度分別為1,2,5,10 g?L－1的標準溶液,加入適量銀標準溶液使銀質量濃度達到1 mg?L－1,考察了不同質量濃度的鉍基體對銀測定結果的影響。結果顯示:當鉍的質量濃度分別為1,2 g?L－1時,銀的測定結果分別為0.998,0.996 mg?L－1,基本無影響;但當鉍的質量濃度為5,10 g?L－1時,銀的測定結果(1.050,1.113 mg?L－1)逐漸偏高。因此,應控制基體中鉍的質量濃度低于5 g?L－1,避免基體鉍對銀測定造成影響。

2.4 干擾試驗

根據不同的生產工藝流程,鉍渣中含有不同含量的Au、Pb、Sn、Zn、Ca、Cu、Fe、Te等元素,差異性較大。試驗選取Au、Pb、Sn、Zn、Ca、Cu、Fe、Te等共存元素的質量濃度均為50,100 mg?L－1的待測溶液,加入適量銀標準溶液使銀質量濃度達到1 mg?L－1,考察了共存元素對銀測定結果的影響。結果表明,銀的測定結果分別為0.998,0.999 mg?L－1。在實際鉍渣樣品中,經樣品前處理后,溶液中各共存元素的質量濃度均低于100 mg?L－1。結合上述數據可知,一定量的共存元素對銀的測定不產生干擾。

2.5 標準曲線和檢出限

按照儀器工作條件測定銀標準溶液系列,以銀的質量濃度為橫坐標,對應的吸光值為縱坐標繪制標準曲線。結果表明,銀的質量濃度在3.00 mg?L－1內與對應的吸光值呈線性關系,線性回歸方程為y＝2.324×10－1x＋2.700×10－3,相關系數為0.999 9。

按照試驗方法對樣品空白溶液連續測定11次,以待測元素測定值標準偏差的3倍作為檢出限,其結果為0.007 2 mg?L－1。

2.6 精密度和回收試驗

選取B1、B2兩個鉍渣樣品,每個樣品平行測定7次,計算測定結果的RSD,結果顯示,B1、B2兩個鉍渣樣品中銀的質量分數分別為1.516%,1.016%,RSD 分別為0.54%,0.46%,說明方法可靠性強、精密度高。

稱取B1、B2鉍渣樣品各3份,按1.3節步驟進行加標回收試驗,計算回收率,結果見表1。

表1 回收試驗結果Tab.1 Result of test for recovery

由表1 可知,鉍渣樣品中銀的回收率為93.3%～101%,表明方法得到的結果準確、可靠。

2.7 方法比對

采用鉛試金-重量法對B1、B2兩個鉍渣樣品中的銀進行測定,測得結果分別為1.512%,1.010%,與本方法測定結果一致,表明該方法準確,能夠滿足分析要求。

本工作采用火焰原子吸收光譜法在貴金屬分析檢測領域高穩定性、高準確度的分析優勢,建立一種分析流程更加簡便、易操作的檢測方法,對工業生產中間產品鉍渣中銀含量進行定量分析。該方法的精密度、準確度均能夠滿足檢測要求。