王平強，張二平，吳秀珍

(金隆銅業(yè)有限公司，安徽 銅陵 244021)

1 引言

銅精礦作為銅冶煉的主原料，隨著國內(nèi)銅冶煉行業(yè)的快速發(fā)展，進口量越來越大，準(zhǔn)確了解銅精礦中雜質(zhì)元素的分布情況對銅精礦的價格評定和冶煉工藝的控制都具有十分重要的意義，其中As、Bi、Sb、Hg、Pb、Zn 為進口銅精礦的罰款元素［1］，CaO、MgO 的含量會對生產(chǎn)工藝有很大的影響［2］。隨著各國環(huán)境保護意識的不斷提升，在對外貿(mào)易活動中對銅精礦中有害元素的控制越來越嚴(yán)格。銅精礦中有毒有害元素既污染環(huán)境，危害員工的身體健康，又腐蝕設(shè)備管道，影響電解銅和硫酸質(zhì)量等。

國標(biāo)GB/T3884 銅精礦化學(xué)分析方法［3-7］規(guī)定雜質(zhì)元素采用原子熒光光度法、原子吸收光度法、滴定法等方法進行分析，由于元素含量的不同，經(jīng)常需要二次稀釋，運用這些方法繁瑣費時，且只能進行單元素測定，難以滿足工廠和大宗進口銅精礦的檢驗要求。等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP -AES)是現(xiàn)代分析測試技術(shù)中的一個重要的檢測手段［8］，靈敏度高，干擾少，線性范圍寬，并且能連續(xù)測定多種元素，可避免使用有毒試劑對人體造成的傷害，保護操作者，該方法簡便、快速、效率高，分析成本低，完全滿足冶煉企業(yè)日常分析需求。

2 實驗部分

2.1 儀器與工作條件

美國ThermoElemental 公司IRISIntrepidICP -AES;

表1 儀器分析條件

微波消解儀:Milestone 公司ETHOSONE;

測汞儀:F732 -V;

原子吸收光譜儀:美國PE 公司AA800;

原子熒光光譜儀:北京海光AFS9700;

2.2 試劑與材料

As Sb Bi Mg Hg Ca Pb Zn 標(biāo)準(zhǔn)儲備液:單元素標(biāo)準(zhǔn)液，1.0mg/mL;

實驗所有試劑均為優(yōu)級純;

氬氣純度為99.99%;

蒸餾水為高純水;

銅精礦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):編號為GBW07166。

2.3 試驗方法

表2 標(biāo)準(zhǔn)溶液系列

稱取在105℃烘干1h 的試樣0.50g 置于聚四氟乙烯罐中，加入5ml 王水，待劇烈反應(yīng)停止后，加蓋、套，置轉(zhuǎn)盤中，加入爐腔內(nèi)，連接好溫度(壓力)傳感器，將消解罐置于微波消解儀中，采用兩步加熱程序，第一步采用100%功率加熱10min 使溫度和壓力迅速增加，第二步50%功率加熱20min 保持罐中的溫度和壓力不變，分析結(jié)束后將樣品冷卻到室溫移入100mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，靜置或干過濾。

2.4 工作曲線

按照表1 把As Sb Bi Hg Pb Zn Ca Mg 標(biāo)準(zhǔn)儲備液分別加入到100mL 容量瓶中，再分別加入5mL 王水，用蒸餾水定容配制標(biāo)準(zhǔn)溶液系列?；w元素Fe、Cu 含量各1.25g/L，標(biāo)準(zhǔn)溶液1 作為空白。

3 結(jié)果與討論

3.1 樣品處理的選擇

微波消解采用高壓消化罐消解樣品，由于其獨特的微波消解原理和低溫高壓處理，待測元素揮發(fā)損失少，樣品溶解效果好。在微波消解條件下，分別選擇鹽酸、硝酸一過氧化氫，王水一過氧化氫，鹽酸、硝酸一氫氟酸和王水做對比試驗，結(jié)果表明，王水溶樣效果最好。

3.2 基體干擾

雖然ICP-AES 法基體干擾效應(yīng)［9］比較小，但干擾仍然存在。保持試樣溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液具有大致相同的基體是消除基體干擾的有效方法之一。本公司多年的進口銅精礦Cu、Fe 含量一般為w (Cu)=18%～35%，w (Fe)=20%～30%，溶液中兩元素含量在這個范圍內(nèi)對待測元素的影響呈比較恒定的狀態(tài)，本實驗選擇一個折中值，即在配制標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入基體元素銅為1.25g/L(w(Cu)=25%)和鐵為1.25g/L(w(Fe)=25%)進行基體匹配。

3.3 譜線的選擇

根據(jù)待測元素含量高低和共存元素間譜線干擾情況，避開干擾線，根據(jù)計算機顯示的譜線譜圖、背景的強度值以及對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定結(jié)果的比較，確定的分析譜線及其檢出限見表3。

表3 元素分析譜線和檢出限

3.4 樣品測定結(jié)果

在微波消解條件下，采用本實驗方法處理GBW07166 銅精礦標(biāo)準(zhǔn)樣品，從表4 測定分析結(jié)果可以看出，本法與國標(biāo)法及其認定值完全吻合。

表4 GBW07166 分析結(jié)果

對智利銅精礦ANT 做樣品回收試驗測定結(jié)果見表5。

表5 樣品回收試驗結(jié)果

本分析中心參加由40 家實驗室分別采用國家標(biāo)準(zhǔn)、原子吸收、原子熒光、ICP -AES 法等對三個銅精礦進行水平測試，部分分析結(jié)果見表6。中位值為采用穩(wěn)健統(tǒng)計法對40 家實驗室分析結(jié)果的統(tǒng)計值，Hg 的分析結(jié)果為ug/g，As 和Pb 的分析結(jié)果為%。

表6 實驗室間水平測試分析結(jié)果

4 結(jié)語

采用微波消解對樣品進行預(yù)處理，可大大縮短樣品前處理時間，減少試劑用量，提高工作效率。ICP-AES 法具有快速準(zhǔn)確、靈敏度高等優(yōu)點，回收率在94.0% -101.0%，對銅精礦的測定具有很好的可行性和適用性，對其他礦石中多元素分析也有一定的指導(dǎo)意義。

［1］GB20424 -2006，重金屬精礦產(chǎn)品中有害素的限量規(guī)范［S］.

［2］周俊，葛哲令.優(yōu)化閃速爐精礦配料的探討［J］.有色金屬(冶煉部分)，2001(2):8 -11.

［3］GB/T3884.4 -2000，銅精礦化學(xué)分析方法氧化鎂量的測定［S］.

［4］GB/T3884.6 -2000，銅精礦化學(xué)分析方法鉛、鋅、鎘和鎳量的測定［S］.

［5］GB/T3884.9 -2000，銅精礦化學(xué)分析方法砷和鉍量的測定［S］.

［6］GB/T3884.10 -2000，銅精礦化學(xué)分析方法銻量的測定［S］.

［7］GB/T3884.11 -2005，銅精礦化學(xué)分析方法汞量的測定冷原子吸收光譜法［S］.

［8］辛仁軒.等離子體發(fā)射光譜分析［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004:3:8 -10.

［9］鄭國經(jīng).電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜分析技術(shù)［M］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.9:15 -16.