程鍵

（深圳中金嶺南公司 丹霞冶煉廠，廣東 仁化512325）

0 前言

金屬冶煉行業(yè)給環(huán)境造成的影響日益受到關(guān)注，鉈作為一種高毒重金屬元素，它的測(cè)定更應(yīng)該受到重視。但鉈含量低，準(zhǔn)確測(cè)定比較困難。常用的分析方法有極譜法［1－2］、分光光度法［3］、石墨爐原子吸 收 光 譜 法［4－6］、電 感 耦 合 等 離 子 體 質(zhì) 譜 法（ICP－MS）［7］等。極譜法、分光光度法對(duì)儀器條件比較苛刻；萃取比色法容易造成環(huán)境污染；石墨爐原子吸收法大多需要泡沫塑料吸附與解脫鉈，流程長(zhǎng)，不適合大批量濕法鋅冶煉生產(chǎn)應(yīng)用；ICP－MS儀器昂貴，一次性投資成本較高。本文通過(guò)溶樣酸的選擇，嚴(yán)格控制Cl－帶入分析過(guò)程，消除Cl－對(duì)鉈的抑制干擾，利用硝酸鈀作基體改進(jìn)劑，通過(guò)優(yōu)化儀器分析條件，成功實(shí)現(xiàn)了石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定鋅基體鋅精礦、鋅焙砂、氧化鋅、鋅粉等物料中微量鉈。經(jīng)過(guò)試樣加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，方法對(duì)照實(shí)驗(yàn)等，結(jié)果滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器和試劑

CONTRAA700石墨爐原子吸收分光光度計(jì)（德國(guó)耶拿儀器有限公司）。

硝酸（優(yōu)級(jí)純），其余試劑均為分析純。氬氣：純度≥99.99%。所用實(shí)驗(yàn)用水為二次去離子水。

硝酸鈀（1 g/L）：稱取0.1 g光譜純硝酸鈀溶于稀硝酸中，用水定容至100 mL，搖勻。

鉈標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（1 000μg/mL，購(gòu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）：將標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液用硝酸2%（V/V）溶液逐級(jí)稀釋成1μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.2 儀器最佳工作條件

測(cè)定波長(zhǎng)276.8 n m，干燥溫度110℃，灰化溫度500℃，原子化溫度1 800℃，清除溫度2 450℃，峰高吸收，動(dòng)態(tài)扣背景方式測(cè)定。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱取0.100 0 g試料于100 mL燒杯中，用水濕潤(rùn)試樣，加入0.2 g B試劑，5 mL HNO3，2 mL A試劑低溫加熱溶解，試樣溶解至清亮，用水吹洗杯壁，繼續(xù)加入1 mL A試劑溶解試樣，蒸至體積2 mL取下，冷卻，移入100 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，混勻。在儀器最佳工作條件下，硝酸鈀作基體改進(jìn)劑，用干過(guò)濾的試樣測(cè)定鉈的吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器條件優(yōu)化

選擇合適的灰化溫度和原子化溫度是實(shí)現(xiàn)石墨爐準(zhǔn)確測(cè)定的關(guān)鍵。按照實(shí)驗(yàn)方法，利用儀器自帶軟件進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。原子化溫度1 800℃下，進(jìn)行灰化溫度選擇實(shí)驗(yàn)；再根據(jù)最佳灰化溫度，進(jìn)行原子化溫度選擇實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 灰化溫度和原子化溫度選擇實(shí)驗(yàn)Table 1 Experiments for selecting ashing temperature and atomization temperature

根據(jù)表1的儀器穩(wěn)定性和吸光度值變化情況，分別選擇灰化溫度500℃，原子化溫度1 800℃作為儀器工作條件。

2.2 溶樣酸的選擇

正確處理試樣也是實(shí)現(xiàn)鉈準(zhǔn)確測(cè)定的重要因素。按照實(shí)驗(yàn)方法的溶樣過(guò)程，選用兩種溶樣方法處理試樣，在儀器最佳工作條件下，進(jìn)行吸光度測(cè)定。

方法一：B試劑，鹽酸，硝酸溶樣。

方法二：B試劑，硝酸，A試劑溶樣。

兩種溶樣方法都能使樣品溶解清亮。結(jié)果見(jiàn)表2。

實(shí)驗(yàn)表明，Cl－嚴(yán)重抑制鉈［8］的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)選擇方法二的試劑作為處理試樣的溶樣酸。

2.3 酸度及基體改進(jìn)劑的選擇

按實(shí)驗(yàn)方法處理的樣品，加不同體積的硝酸，稀釋定容至100 mL，在干過(guò)濾的試樣中加入5μL硝酸鈀［8］測(cè)定鉈的吸光度。結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 酸度的選擇實(shí)驗(yàn)Table 3 Experiment for selecting acidities

實(shí)驗(yàn)表明，硝酸濃度對(duì)鉈的測(cè)定影響不大，為保護(hù)石墨管及溶樣控制出發(fā)，我們選擇體積分?jǐn)?shù)為2%的硝酸作為樣品的測(cè)定介質(zhì)。

按實(shí)驗(yàn)方法處理的樣品，控制硝酸（2%）濃度，溶液稀釋定容至100 mL，在干過(guò)濾的試樣中加入0，5μL的硝酸鈀后分別測(cè)定鉈的吸光度。結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 基體改進(jìn)劑的選擇實(shí)驗(yàn)Table 4 Experiment for selecting matrix modifiers

實(shí)驗(yàn)表明，沒(méi)有基體改進(jìn)劑，無(wú)法實(shí)現(xiàn)鉈的測(cè)定。

2.4 基體影響倍比實(shí)驗(yàn)

按實(shí)驗(yàn)方法處理的樣品，分別定容至不同體積，同時(shí)干過(guò)濾后按實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定鉈的吸光度。結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 基體影響的倍比實(shí)驗(yàn)Table 5 Multiple proportion experiments on matrix effect

實(shí)驗(yàn)表明，鋅基體對(duì)鉈的測(cè)定影響不大，鋅基體對(duì)鉈測(cè)定的干擾可忽略不計(jì)。

2.5 背景干擾消除

利用儀器自帶的扣背景軟件，進(jìn)行動(dòng)態(tài)扣背景方式能很好地消除背景干擾，效果良好。

2.6 Cl－干擾實(shí)驗(yàn)

分取相當(dāng)于50 ng鉈的試料于25 mL容量瓶中，分別加入0，10，50，100，150，500μg的 Cl－，加入0.5 mL硝酸，用水定容。其它同實(shí)驗(yàn)方法。結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 Cl－干擾實(shí)驗(yàn)Table 6 Experiment on Cl－interference

實(shí)驗(yàn)表明，雖然Cl－嚴(yán)重抑制鉈的測(cè)定，但100μg以下的Cl－對(duì)50 ng鉈的測(cè)定影響不大。本實(shí)驗(yàn)方法中所處理的物料Cl－的含量相當(dāng)于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%，故不影響鉈的測(cè)定。

2.7 工作曲線

分別移取0，0.10，0.20，0.40，0.80，1.00，2.00 mL鉈標(biāo)準(zhǔn)工作溶液于一組100 mL容量瓶中，其它按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行。以所測(cè)鉈的吸光度為縱坐標(biāo)，所測(cè)元素濃度為橫坐標(biāo)，繪制鉈的工作曲線。

2.8 結(jié)果計(jì)算

按下式計(jì)算鉈的百分含量：

式中：C——自工作曲線上查得鉈的濃度，ng/mL；

V——試液總體積，mL；

M——試樣量，g。

3 樣品分析

準(zhǔn)確稱取0.100 0 g鋅基體試料于100 mL燒杯中，用水濕潤(rùn)試樣，加入0.2 g B試劑（鋅粉等試料溶樣時(shí)不加B試劑），5 mL HNO3，2 mL A 試劑低溫加熱溶解，試樣溶解至清亮，用水吹洗杯壁，繼續(xù)加入1 mL A試劑溶解試樣，蒸至體積2 mL取下，冷卻，移入100 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，混勻。在儀器最佳工作條件下，硝酸鈀作基體改進(jìn)劑，用干過(guò)濾的試樣測(cè)定鉈的吸光度。隨同試樣做空白實(shí)驗(yàn)。減去隨同試料空白溶液的吸光度。從工作曲線上查出相應(yīng)鉈的濃度。計(jì)算鉈的含量。

4 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)及精密度實(shí)驗(yàn)

分別準(zhǔn)確稱取三批0.100 0 g鋅基體試料各5份，其它按樣品分析步驟進(jìn)行測(cè)定。計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（n＝5）及加標(biāo)回收率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 加標(biāo)回收及精密度實(shí)驗(yàn)（n＝5）Table 7 Recovery rate and precision tests（n＝5） /%

表7表明，本法測(cè)定結(jié)果與ICP－MS法相符。變異系數(shù)不大于8%，加標(biāo)回收率在99%～103%，方法準(zhǔn)確度滿足生產(chǎn)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

探討了石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定鋅基體中鉈的最佳儀器分析條件，通過(guò)溶樣酸的選擇，建立的分析方法，在利用硝酸鈀作基體改進(jìn)劑的情況下，基體干擾小，方法操作簡(jiǎn)單快速，準(zhǔn)確度高，滿足含Cl－為0.4%以下的鋅基體物料中鉈的測(cè)定。

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