原子吸收儀測定大頂鐵礦石中錳含量
2007-01-01 00:00:00李勝榮
現代商貿工業 2007年4期
摘 要：探索出一種使用原子吸收儀分析大頂鐵礦石錳含量的方法，這方法經加標試驗回收率為97.90%~98.71%間，相對標準偏差為0.20%~0.56%。實驗結果令人滿意。
關鍵詞：原子吸收儀；大頂鐵礦石；錳
原子吸收作為非常成熟的分析設備，具有靈敏度高，選擇性好，精密度高，抗干擾能力強等優點，加上與現代科技有機地結合，使儀器性能更好、自動化程度更高，與其它分析方法相比具有其優越性。用原子吸收光譜法來代替現使用的測錳方法，不能不說是一個很好的途徑。就原子吸收光譜法測定大頂鐵礦石中錳含量分析方法進行探討。
1 實驗部分
（1）儀器及工作條件。
①儀器：賽多利斯電子天平（d=0.01），島津AA-6300原子吸收分光光度計，錳空心陰極燈，可調低溫電爐。
②試劑：鹽酸、氫氟酸、硝酸、高氯酸均為優級純；錳標準溶液（20μg/ml）：移取國家鋼鐵材料測試中心1000μg/ml錳標準溶液20ml于1000容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，此溶液錳含量為20μg/ml。
（2）校準曲線制取。分別吸取Mn標準溶液（20μg/ml）0ml、5ml、10ml、15ml、20ml、25ml于6 個100ml的容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，待測。（見校準曲線和標準加入法曲線）
（3）試樣的處理。準確稱取分析樣品0.15000g于聚四氟乙烯（PTFE）燒杯中，用少量蒸餾水潤濕試樣，加10ml鹽酸低溫初步分解試樣約5分鐘，加5ml氫氟酸，繼續低溫加熱約15分鐘，加入3ml硝酸、2ml高氯酸，繼續加熱至高氯酸冒白煙，再繼續加熱至近干，取下用水沖洗杯壁，加5ml鹽酸，5ml蒸餾水，加熱使可溶性鹽類溶解，再將溶液蒸發至濕鹽狀，調低溫度繼續加熱至近干，加5ml鹽酸，加熱使鹽類溶解。移至100ml容量瓶中，定容至刻度，搖勻靜置兩小時以上。吸取上清液10ml移到100ml容量瓶中，定容至刻度待測。
用于標準加入法測定溶液的制定：分別吸取以上制取的溶解液5ml于6個不同的100ml容量瓶中，再依次加入系列0ml、2.5ml、5ml、7.5ml、10ml、12.5ml20μg/ml的Mn標準溶液，定容至刻度，搖勻待測（見校準曲線和標準加入法曲線）。
2 結果與討論
（1）采用溶解試樣的鹽酸、氫氟酸、硝酸、高氯酸都比較容易通過加熱蒸發除去，且不引入除氫離子以外的其它陽離子，加入鹽酸使試樣初步溶解時，有些雜質可被分解成揮發性物質而除去，氫氟酸可溶解硅化合物并使硅變為SiF4氣體而除去，這樣就大大減少了溶解液中的物質量，這對原子吸收測定十分有利。通過反復實驗，這種酸組合對大頂鐵礦石溶解效果特別好。
（2）硅對錳含量測定的影響。硅對錳有負干擾，一般多是采用加入氯化鍶使溶液呈1000ppm濃度來消除，本方法是采用氫氟酸使硅生成SiF4 氣體揮發掉來消除硅對測定的影響，這樣又不用多引入氯化鍶，又去除了硅的各種化合物，對測定更有利。為證明這種方法確實把硅除去了，我們可把溶解的溶液轉入300ml的三角瓶，向其中加入2.5%硫酸5ml，5%的鉬酸銨5ml，搖勻，靜置15分鐘，加入10%的草酸5ml，搖動30秒后，加10%的硫酸亞鐵銨5ml，如溶液變藍就說明還含有硅，不變藍就說明已經不含硅了。
實驗表明，溶液沒有變藍，說明硅已經全部去除。
2HCl+FeSiO3+4HF
SiF4↑+FeCl2+3H2O； SiO2+4HF
SiF4↑+2H2O
（3）樣液濃度線性范圍確定。準確移取20μg/ml的錳標準溶液0ml、5ml、15ml、25ml、35ml、45ml、50ml于100ml容量瓶中定容至刻度，搖勻。
從統計的數據可知錳濃度和吸收值并不是完全線性關系，只有在溶液濃度約在0~5μg/ml，吸收值在0~0.8內線性關系才較為明顯，所以我們所制濃度待測溶液的錳含量應在此范圍內。如所顯示的吸收度超過0.8時，就需對所測的溶液從新吸取并稀釋到恰當的濃度再測定。
（4）試樣處理條件的選擇。本方法采用酸分解試樣，經實驗溶液酸度對錳測定影響不大，但呈酸性更容易使近干的鹽類溶解，最好是控制鹽酸含量在1%至5%間。
（5）樣液基體對吸收值的影響。
通過所作的校準曲線和標準加入法曲線： 校準曲線Abs=0.16092濃度+0.0111，r=0.9993。標準加入法曲線Abs=0.15948濃度+0.2488，r=0.9995。
從坐標圖上直觀看，兩直線近似平行，但從以上線性方程中可看出，校準曲線和標準加入法曲線斜率相差不大，說明溶液基體對溶液的吸收影響不大，所以可直接采用沒有基體的校準曲線來測定，但當測定與大頂礦石基體相差較遠的礦石時，為消除基體對測定的影響，最好是采用標準加入法測定（但要注意加入標準溶液后吸收值不要超出線性范圍內），考慮到標準加入法測定工作量太大，實際工作中一般可采用簡化標準加入法進行測定。
（6）未溶解殘渣的影響。
錳在酸里極易溶解，即使在晶格里也易于被氫等離子交換出，所以留在殘渣里的錳從理論上說應該很少，為進一步驗證，我們做以下試驗來驗證：把溶解液靜置后過濾所得的極少量的殘渣清洗干凈后用1g碳酸鈉（無水）作熔劑在鉑坩堝中950℃熔融十分鐘，再用稀鹽酸浸取，制成溶液，同試樣一同進行測定，發現與對比的空白所對應的原子吸收值差別不大。由此可驗證以上結論，實際操作中我們不考慮以上殘渣對結果的影響。
（7）方法的精密度和準確度。
①精密度試驗。為評價方法的精密度，對本公司的三個樣品進行4次平行測定（采用校準曲線測得），分析結果見下表：
從表中可看出，相對標準偏差在0.20~0.56%，具有良好的重復性，也就是說本方法具有良好的精密度。
②回收率試驗。因為沒有與大頂鐵礦石含錳這樣高標樣，我們就用以上實驗的場地燒結精粉作為母液，按其平均值2.2026%作為真實值進行回收率試驗，則所制的母液濃度為44.052μg/ml， Mn加入量分別為50μg和100μg。
參考文獻
[1]王澤偉．化驗員新技術與操作規范化實用大全[M].天津：天津電子出版社，2005.
