張千強

(江西銅業(yè)集團有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424)

0 前言

銀精礦是國內各大型銅冶煉廠重要的外購原料，原料中的氧化鎂含量一直是貿易結算中的扣款指標，如氧化鎂含量過高會影響到火法冶煉工藝的安全順行，對閃速爐作業(yè)率、精礦投料量等工廠重要技經指標造成不利影響，因此，能否對原料中氧化鎂含量進行準確測定關系到工廠的經濟利益和技經指標。當前對銀精礦中氧化鎂的分析通常采用有色金屬行業(yè)標準方法《火焰原子吸收光譜法測定銀精礦中的氧化鎂量》(YS/T445.6-2001)。近年來，銀精礦中雜質元素的組成和含量均發(fā)生了較大的變化，如Pb、Sb元素的含量均大幅升高，采用原有的方法是否能對這些高雜質銀精礦中氧化鎂元素進行準確分析存在不確定性，通過大量的實驗表明，采用原子吸收法是可以對高雜質銀精礦中氧化鎂含量進行準確測定的[1]。

1 實驗部分

1.1 實驗試劑與儀器

1.1.1 鹽酸(ρ=1.19g/mL)AR。

1.1.2 硝酸(ρ=1.42g/mL)AR。

1.1.3 氫氟酸(ρ=1.15g/mL)AR。

1.1.4 高氯酸(ρ=1.76g/mL)AR。

1.1.5 氫溴酸(ρ=1.50g/mL)AR。

1.1.6 鹽酸(1+1)。

1.1.7 鍶溶液(20g/L)：稱取30.43g氯化鍶(SrCl2·6H2O)于250mL燒杯中，用水溶解后，移入500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

1.1.8 氧化鎂標準貯存溶液：將氧化鎂(ωMgO≥99.99%)預先在800℃灼燒1h至恒重，置于干燥器中冷卻至室溫，稱取0.5000g氧化鎂于250mL燒杯中，加少量水潤濕，加20mL鹽酸(1.1.6)溶解完全后，移入500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含1mg氧化鎂。

1.1.9 氧化鎂標準溶液：移取20.00mL氧化鎂標準貯存溶液于100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含200μg氧化鎂。

1.1.10 火焰原子吸收光譜儀(賽默飛世爾ICE3000 SERIES型原子吸收光譜儀)，附鎂空心陰極燈。

1.2 實驗方法

稱取0.20g試樣，精確至0.0001g，將試料置于250mL聚四氟乙烯燒杯中，加入少量水潤濕，加入10mL鹽酸(1.1.1)，置于電熱板上低溫加熱5min，加入10mL硝酸(1.1.2)，5mL～10mL氫氟酸(1.1.3)，加熱蒸至體積約10mL，加入5mL高氯酸(1.1.4)，繼續(xù)加熱溶解，蒸至高氯酸冒白煙(如含碳高，補加5mL高氯酸，如樣品中銻含量高，可加入10mL氫溴酸(1.1.5))，蒸至近干，取下冷卻。加入10mL鹽酸(1.1.6)，用水沖洗杯壁，加熱使鹽類完全溶解，取下冷卻至室溫。將溶液移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，靜置。待試液澄清后按表1分取上清液并補加鹽酸(1.1.6)于100mL容量瓶中，加入5mL鍶溶液(1.1.7)，用水稀釋至刻度，混勻。

表1 試液分取量

將試液于火焰原子吸收光譜儀波長285.2nm處，使用空氣-乙炔火焰，燃燒器轉角90°，與系列標準溶液同時，以水調零，測量溶液吸光度，從工作曲線上查出相應的氧化鎂的質量濃度。隨同試料進行空白實驗。

1.3 工作曲線的繪制

移取0mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL、6.00mL氧化鎂標準溶液(1.1.9)分別置于一組100mL容量瓶中，加入10mL鹽酸(1.1.6)，5mL鍶溶液(1.1.7)，用水稀釋至刻度，混勻。在與測定試液相同條件下，測量溶液吸光度，減去“零”濃度溶液的吸光度，以氧化鎂濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制工作曲線。

1.4 分析結果的計算

氧化鎂量以質量分數(shù)ωMgO計，數(shù)值以%表示，按式(1)計算：

(1)

式中：

ρ——自工作曲線上查得的試料溶液的氧化鎂濃度，單位為微克每毫升(μg/mL)；

ρ0——自工作曲線上查得的空白溶液的氧化鎂濃度，單位為微克每毫升(μg/mL)；

V0——試液總體積，單位為毫升(mL)；

V1——分取試液的體積，單位為毫升(mL)；

V2——分取試液稀釋后的體積，單位為毫升(mL)；

m0——試料的質量，單位為克(g)；

計算結果表示至小數(shù)點后二位。

2 實驗結果及討論

2.1 氯化鍶加入量實驗

分別移取5.00mL氧化鎂標準溶液(1.1.9)于7個100mL容量瓶中，每個容量瓶加入10mL鹽酸(1.1.6)，在第2到第7個容量瓶中加入5.0mgAl元素，再分別加入0.0，0.0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0mL鍶溶液(1.1.7)，定容，搖勻。于原子吸收光譜儀波長285.2nm處，在空氣-乙炔火焰中測量其吸光度，結果如表2。

表2 氯化鍶加入量實驗

從上表中可以看出，加1.0～5.0mL鍶溶液均可有效消除Al元素的化學干擾，本實驗選擇鍶溶液(1.1.7)加入量為5mL。

2.2 硝酸加入量對樣品溶解的實驗

稱取3#銀精礦樣品3杯，在每一杯樣品中都加入Pb元素100mg，Ag元素4mg，溶樣時加入不同量的硝酸(1.1.2)，觀察實驗現(xiàn)象，并對樣品中氧化鎂含量進行檢測，結果如表3。

表3 硝酸加入量實驗

加入10mL以上硝酸(1.1.2)樣品溶液會清亮一些，但是硝酸加入量對分析結果基本沒有影響。本實驗選擇硝酸加入量為10mL。

2.3 高銻樣品溶解實驗

稱取3#銀精礦樣品4杯，在第2到第4杯中加入Sb元素30.0mg，分別加入0.0，0.0，10.0，20.0mL(分兩次加入冒煙)氫溴酸(1.1.5)，觀察實驗現(xiàn)象，并對樣品中氧化鎂含量進行檢測，結果如表4。

表4 高銻樣品溶解實驗

實驗結果表明，高銻樣品在溶樣過程中不會發(fā)生水解現(xiàn)象，是否加氫溴酸除銻對分析結果基本沒有影響。本實驗對高銻樣品采用一次冒煙的溶樣方式。

2.4 鹽酸酸度實驗：

稱取3#銀精礦樣品4杯，在第2到第4杯中加入Pb元素100mg，Ag元素4.0mg，溶樣完成后分別加入10.0，6.0，10.0，20.0mL鹽酸(1.1.6)，觀察實驗現(xiàn)象，并對樣品中氧化鎂含量進行檢測，結果如表5。

表5 酸度實驗

從實驗結果來看，不同酸度對分析結果影響不大，容量瓶中是否有沉淀基本不影響樣品中氧化鎂量的測定。本方法選擇5%鹽酸介質進行測定。

2.5 火焰原子吸收光譜儀工作條件的選擇

移取6.00mL氧化鎂標準溶液(1.1.8)于100mL容量瓶中，于原子吸收光譜波長285.2nm處，在空氣-乙炔火焰中，以水調零，測量其吸光度。

2.5.1 乙炔流量的選擇

固定燃燒器高度為7cm，狹縫為1.0nm，燈電流為4mA，改變乙炔流量，考察該氧化鎂標準溶液吸光度，結果見表6。

從表2可知：乙炔流量在1.2L/min時吸光度最大，選擇乙炔流量為1.2L/min。

2.5.2 燃燒器高度的選擇

固定儀器燃氣流量為1.2L/min，狹縫為1.0nm，燈電流為4mA，改變燃燒器高度，考察氧化鎂標準溶液吸光度，結果見表7。

表7 不同燃燒頭高度下測定氧化鎂的吸光度

從表7可以看出，燃燒器高度在7mm時讀數(shù)最穩(wěn)定，選擇燃燒器高度為7mm。

2.5.3 燈電流的選擇

固定儀器燃燒頭高度為7cm，燃氣流量為1.0L/min，助燃氣流量為15.0L/min，狹縫為0.2nm，改變儀器燈電流，考察氧化鎂標準溶液的吸光度，結果見表8。

表8 不同燈電流下測定氧化鎂的吸光度

表8數(shù)據(jù)表明，在燈電流為4mA時，氧化鎂標準溶液的吸光度最大，因此本實驗選擇燈電流為4mA。

2.5.4 狹縫寬度的選擇

固定儀器燃燒頭高度為7cm，燃氣流量為1.6L/min，助燃氣流量為15.0L/min，燈電流為12mA，改變儀器狹縫寬度，考察氧化鎂標準溶液的吸光度，結果見表9。

表9 不同狹縫寬度下測定氧化鎂的吸光度

表9數(shù)據(jù)表明，氧化鎂的標準溶液吸光度在狹縫寬度為0.5nm時最大，因此本實驗選擇狹縫寬度為0.5nm。

根據(jù)以上實驗，推薦火焰原子吸收光譜儀(賽默飛世爾ICE3000 SERIES型)的最佳工作條件如下：

波長285.2nm、乙炔流量1.2L/min(燃助比0.12)、燃燒器高度7mm、燈電流4mA、狹縫寬度0.5nm。

2.6 共存元素干擾實驗

2.6.1 共存元素大致含量

銀精礦中主要存在元素為：Cu、Fe、Ca、Al、Pb、Zn、Ag、Sb等元素。各元素可能存在的最大量為：15%Cu，30%Fe、7%Ca、3%Al、35%Pb、20%Zn、1.5%Ag、10%Sb。

2.6.2 單元素干擾實驗

為了考察銀精礦中共存元素對氧化鎂的干擾情況，以2.0μg/mL、6.0μg/mL、12.0μg/mL的氧化鎂標準溶液為研究對象，考慮該方法的最小稀釋比為5倍，加入不同量的干擾元素[2]，按照實驗方法及選定的儀器工作條件進行測定。結果見表10。

表10 銀精礦中各元素對氧化鎂的干擾

表10結果顯示，所考察的元素在上述加入量時對氧化鎂的測定結果在±5%的誤差范圍內。

2.6.3 混合干擾元素實驗

分別在氧化鎂濃度為2.0μg/mL、6.0μg/mL和12.0μg/mL的溶液中同時加入各種共存元素，按試驗方法及選定的儀器工作條件進行測定，測定結果見表11。

表11 混合干擾實驗

表11結果顯示，所考察的元素在上述加入量時對氧化鎂的測定結果在±5%的誤差范圍內。

2.7 精密度實驗

分別對不同氧化鎂量的銀精礦樣品進行了11次測定，測定結果見表12。

表12 精密度試驗

從表12數(shù)據(jù)可知，不同含量銀精礦中氧化鎂的RSD在0.72%～2.47%之間，精密度較好。

2.8 準確度實驗

采用加標回收率實驗考查本方法的準確度，在銀精礦樣品中加入不同的氧化鎂量，按擬訂的分析步驟進行檢測，測定結果列于表13。

表13 樣品加標回收實驗

從樣品加標回收實驗可知，回收率在99.4%～103.2%之間，說明該方法準確度較高。

3 結論

通過樣品溶解條件實驗、干擾消除條件實驗及儀器最佳工作條件實驗，確定了溶樣試劑和干擾消除劑的加入量及原子吸收光譜儀最佳工作條件，由精密度實驗得到的相對標準偏差在0.72%～2.47%之間，由加標回收實驗得到的加標回收率在99.4%～103.2%之間，說明該方法精密度好，準確度高，可以滿足高雜質銀精礦樣品中氧化鎂的測定要求。