陳 濤，潘建忠

（贛州有色冶金研究所，江西 贛州 341000）

0 引言

鎢精礦化學分析方法國家標準GB/T6150-1985［1］中砷的分析方法是采用鋅還原DDTC-Ag比色法，此法步驟繁瑣、砷化氫氣體劇毒稍有不慎會對分析人員的身體造成較大危害、對環(huán)境也有嚴重的污染。隨著技術的進步，原子熒光法、ICP發(fā)射光譜法、流動注射氫化物發(fā)生-原子吸收法等新技術的逐步應用，為提高效率有必要對原方法進行修訂。

本試驗采用國內較普及的原子吸收分光光度計與流動注射氫化物發(fā)生器聯(lián)用，并運用全新的試驗設計理論——均勻設計法［2］進行實驗設計，能夠以最少的試驗次數(shù)，對多因數(shù)試驗條件進行優(yōu)化，得到最佳控制及測試條件。此法具靈敏度高，準確性好，快速簡便，干擾元素少等優(yōu)點。檢出下限可到0.001％砷量。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

儀器：AA7002型原子吸收分光光度計，WHG-103G流動注射氫化物發(fā)生器（北京翰時制作所），砷空心陰極燈。

儀器工作條件：砷空心陰極燈，波長193.7nm，燈電流4mA，狹縫0.2nm，載氣流量180mL/min，爐溫電壓80V。

主要試劑：硫酸、硫酸銨、鹽酸、抗壞血酸、檸檬酸溶液（50％）、氨水。

硫脲-抗壞血酸預還原液：5％～5％，硫脲和抗壞血酸各5g溶于100mL水中。

硼氫化鉀溶液：1.5％稱取15g硼氫化鉀和2g氫氧化鈉，溶于水中，待溶解后，用水稀到1000mL。

砷標準溶液：稱取0.132 0g光譜純三氧化二砷，于250mL燒杯中，加入20mL水，0.2g氫氧化鈉，置電爐上加熱至完全溶解，用硫酸（1+4）中和至微酸性，移入100mL的容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，此標準溶液每毫升含砷1.0mg。

1.2 實驗方法

稱取0.1g（精確到0.000 1g）試樣于250mL燒杯中，加入1g硫酸銨搖勻，再加入硫酸7mL，在高溫電爐上分解［3］，并濃縮體積至2～3mL，冷卻，用少量水吹洗表面皿及杯壁。加入8mL檸檬酸溶液，加濃氨水20mL，用水洗杯壁和表面皿，并加熱趕除過量的氨水（pH7左右），冷卻后，將溶液移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度混勻。隨同試樣做空白試驗。吸取上述試液5.0mL于50mL容量瓶中，加入硫脲-抗壞血酸預還原液5.0mL，鹽酸7.5mL，用水稀到刻度，搖勻。

2 結果與討論

2.1 均勻設計

均勻設計是基于試驗點在整個試驗范圍內均勻散布的從均勻性角度出發(fā)的一種試驗設計方法，比正交試驗設計具有更大的優(yōu)勢。本試驗應用這種全新的優(yōu)化試驗設計理論進行實驗設計規(guī)劃，可用最少的試驗次數(shù)尋找到最佳試驗條件，提高了試驗效率、節(jié)省試驗時間。

2.1.1 試驗因素及試驗目標的確定

本法選定樣品酸度、硼氫化鉀濃度、載氣流量、爐溫為試驗因素，以As的測定靈敏度為試驗優(yōu)化目標。

2.1.2 均勻設計表的選定

選用均勻設計表U5（54），其對應的試驗安排表見表1，此表可在文獻［2］中查到。U5（54）中括弧內“4”代表試驗因數(shù)的個數(shù)，“5”代表試驗的水平數(shù)，U右下方的“5”代表試驗次數(shù)。

表1 均勻試驗安排表U5（54）

酸度按5％、硼氫化鉀濃度按0.5％、載氣流量按20 L/min、爐溫電壓按10 V的水平遞增，各試驗因素分為5個水平進行遞增安排，安排如表2。

表2 各試驗因數(shù)的安排

2.1.3 試驗方案

根據(jù)均勻設計理論，把表2的各因素不同水平的控制量，按表1的安排順序制定試驗方案，這4個因素不同水平的控制量被均勻的安排在表3中。測定靈敏度為試驗的優(yōu)化目標。

從經表3的5組試驗測定中可知，試驗3的測定靈敏度能滿足要求，綜合其他的因數(shù)，可確定最佳試驗條件為試驗3。即為：樣品酸度15％、硼氫化鉀濃度1.5％、載氣流量180L/min、爐溫電壓80V。

表3 均勻試驗方案

2.2 共存離子干擾試驗

按基本試驗方法，根據(jù)鎢精礦的基本情況試驗了W、Fe、Mn、Ca、Si、Mo、Sn、Sb、Bi、Cu、Pb、Zn等共存離子進行了試驗，結果見表4。

表4 共存離子對砷的影響（各加入As5.0mg）

從表4中看出，WO3等12個元素分別與砷共存時，均未發(fā)現(xiàn)有明顯的影響。

2.3 試樣分析結果的對照

用本法測定的試樣結果與原國標法（DDTC-Ag比色法）測定的結果對照見表5。

表5 試樣分析結果的對照 ％

2.4 最佳條件的重復性試驗

按照試驗方法及試驗確定的最佳分析條件對黑鎢-2、國-6試樣進行了11次重復性試驗測定，考察本方法的精密度，結果見表6。

表6 重復性試驗精密度

從表6可看出本法有較好的精密度。

2.5 加標回收試驗

按照試驗方法對兩個鎢精礦樣品進行了加入砷標準回收試驗，試驗結果表7。

表7 加標回收試驗結果

從表7可知，兩個鎢精礦樣品加標回收試驗結果分別是99.74％和100.57％，效果良好。

3 結論

在15％鹽酸介質條件下，WO3、Fe、Mn、Ca、SiO2、Sn、Bi、Sb、M0O3、Pb、Cu、Zn均不干擾砷的測定。

此法具有快速簡便、靈敏度高、結果準確的特點。

［1］全國有色標準化技術委員會.GB/T6150-19-1985鎢精礦化學分析方法［S］.北京：中國標準出版社，1985.

［2］王國順，郭偉強.均勻設計法：化學分析手冊［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2000：633-636.

［3］北京礦冶研究總院.礦石中及有色金屬分析手冊［M］北京：冶金工業(yè)出版社，1990.