羅聯(lián)詩，賴秋祥，劉芳美

（紫金銅業(yè)有限公司，福建 上杭364200）

1 引言

銀冶煉的一般工藝流程是陽極泥或銅陽極泥通過卡爾多爐熔煉、灰吹得到粗銀中間產(chǎn)物，然后在將粗銀送入電解工序電解得到銀產(chǎn)品[1，2]。粗銀作為銀冶煉過程中最重要的中間產(chǎn)物，其中如銅、鉛等各種雜質(zhì)元素不僅會(huì)影響澆鑄合金板，同時(shí)也會(huì)對(duì)后續(xù)銀精煉過程中電銀的質(zhì)量產(chǎn)生重大影響[3]。因此，如何快速有效分析粗銀中各雜質(zhì)元素的含量是我們的研究重點(diǎn)，從而控制粗銀中各元素的含量，提升電銀產(chǎn)品的質(zhì)量。

目前，粗銀中的雜質(zhì)元素主要采用傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法，如氫化物-原子熒光光譜法[4，5]，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）[6-8]，火焰原子吸收光譜法[9]。粗銀屬于高銀物料，在進(jìn)行預(yù)處理過程中，其中的稀貴金屬和銀難分離，而且采用ICP-AES等光譜法檢測(cè)粗銀中雜質(zhì)元素時(shí)，基體干擾大，準(zhǔn)確度低。此外，這些方法有非常明顯的劣勢(shì)—預(yù)處理過程復(fù)雜、耗時(shí)、樣品消耗量大、檢測(cè)成本高等，難以滿足生產(chǎn)控制需求。因此，我們期望能找到一種準(zhǔn)確度高、快速且可以滿足生產(chǎn)控制需求的方法。

火花源原子發(fā)射光譜法在分析檢測(cè)樣品方面具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，該方法分析范圍廣，具有操作簡單快速，精密度準(zhǔn)確度高等優(yōu)勢(shì)[10，11]。此外，該法采用固體進(jìn)樣方式，不需要濕法預(yù)處理，大大減低了檢測(cè)成本，提升了檢測(cè)效率[12，13]。除此之外，該法可同時(shí)測(cè)定多種元素，被廣泛用于樣品的快速分析及有色冶煉等行業(yè)爐前分析[14-20]。本研究采用火花源原子發(fā)射光譜法測(cè)定粗銀中的Cu、Au、Pb、Sb、Bi、Se、Te、Pd等元素的含量，快速且準(zhǔn)確度高，可以滿足生產(chǎn)控制需求。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器設(shè)備及試劑

ARL 4460型直讀光譜儀（美國熱電集團(tuán)），CJ0625臺(tái)式車床（山東臨沂金星機(jī)床有限公司），MP-2000氬氣凈化器（美國熱電集團(tuán)）。

無水乙醇（AR），氬氣（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為＞99.995%）。

2.2 儀器條件

儀器工作參數(shù)如表1所示。

表1 儀器工作參數(shù)

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

2.3.1 試樣制備

將圓柱形試樣夾持在車床上，將下表面進(jìn)行車切平整和拋光，以下表面為分析面，標(biāo)樣和試樣采用一致的方式車切拋光，要求分析面平整，不得有氣孔、夾渣、油污等物理缺陷。用無水乙醇擦拭表面，風(fēng)干。

2.3.2 建立分析方法

利用表1設(shè)定好的儀器工作條件，在儀器出廠時(shí)自帶銀工作曲線基礎(chǔ)上，使用已定值好粗銀控制樣品在火花源發(fā)射光譜儀上連續(xù)激發(fā)，測(cè)定粗銀樣品中各雜質(zhì)元素的譜線強(qiáng)度比，以元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo)，譜線強(qiáng)度比為縱坐標(biāo)繪制出相應(yīng)元素的工作曲線，并逐條回歸各檢測(cè)元素工作曲線，建立分析方法。

2.3.3 試樣分析

以平整面為上電極，下電極為鎢電極，選擇相應(yīng)的分析程序，激發(fā)試樣，隨同試樣同步分析類型標(biāo)準(zhǔn)化樣品修正工作曲線，根據(jù)相應(yīng)工作曲線計(jì)算測(cè)定元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。

3 結(jié)果與討論

3.1 分析線和背景線

元素分析線不同，其檢測(cè)下限和元素間譜線干擾就不同，根據(jù)儀器設(shè)置的條件，選擇了表2所示的被測(cè)定元素的分析線及作內(nèi)標(biāo)的背景線。

3.2 譜線干擾校正

通過最佳分析工作條件，可以消除大部分元素譜線干擾，但部分元素間譜線干擾還是存在。本實(shí)驗(yàn)選取如下數(shù)學(xué)模型消除譜線干擾。

表2 分析線和背景線波長

表3 各元素檢測(cè)范圍

表4 1#試樣分析結(jié)果

表5 2#、3#、4#、5#試樣精密度（n=10）

表3 不同分析方法結(jié)果對(duì)照表

式中：C為分析元素校正后含量，%；C0為分析元素校正前含量，%；Ci為干擾元素的含量，%；K為干擾系數(shù)。

3.3 回歸工作曲線

標(biāo)樣按照設(shè)置采用最佳分析條件激發(fā)后，依據(jù)分析元素的相對(duì)強(qiáng)度與濃度存在的正相關(guān)關(guān)系，回歸擬合出各元素的工作曲線，曲線可以是一次函數(shù)，也可以是二次函數(shù)，根據(jù)回歸出的相關(guān)系數(shù)來選擇。通式為：

式中：C為測(cè)定濃度值，%；I為光譜強(qiáng)度值，kcps，A為常數(shù)項(xiàng)。

3.4 測(cè)定范圍

根據(jù)元素的分析譜線的檢出限，分析標(biāo)樣的低標(biāo)和高標(biāo)選擇與回歸工作曲線因素考慮，確定各元素分析范圍，如表3所示：

3.5 方法的精密度

選取5個(gè)（1#、2#、3#、4#、5#）粗銀樣品，采用本方法分別測(cè)量10次，其結(jié)果如表4、表5所示。

由表1和表2 可以看出，各試樣各元素的10次測(cè)量相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.09%-11.13%之間，說明此方法的精確度結(jié)果令人滿意。

3.5 對(duì)照試驗(yàn)

選取5個(gè)（1#、2#、3#、4#、5#）粗銀樣品，分別用本方法和容量法對(duì)照，結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出，本法的測(cè)定值與容量法測(cè)定值的相對(duì)誤差為0%-16.67%，測(cè)試結(jié)果與容量法的結(jié)果基本接近，其結(jié)果令人滿意。

4 結(jié)論

用火花源原子發(fā)射光譜法快速測(cè)定粗銀中八種元素解決了容量法速度慢的、操作繁雜等問題。該方法無需溶解，固體進(jìn)樣，誤差小，檢測(cè)成本低，可以滿足生產(chǎn)控制需求。