原子吸收儀測(cè)定大頂鐵礦石中錳含量

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(jīng)加標(biāo)試驗(yàn)回收率為97.90%~98.71%間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.20%~0.56%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人滿意。

關(guān)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(shè)備，具有靈敏度高，選擇性好，精密度高，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，加上與現(xiàn)代科技有機(jī)地結(jié)合，使儀器性能更好、自動(dòng)化程度更高，與其它分析方法相比具有其優(yōu)越性。用原子吸收光譜法來(lái)代替現(xiàn)使用的測(cè)錳方法，不能不說(shuō)是一個(gè)很好的途徑。就原子吸收光譜法測(cè)定大頂鐵礦石中錳含量分析方法進(jìn)行探討。

1 實(shí)驗(yàn)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(jì)，錳空心陰極燈，可調(diào)低溫電爐。

②試劑：鹽酸、氫氟酸、硝酸、高氯酸均為優(yōu)級(jí)純；錳標(biāo)準(zhǔn)溶液（20μg/ml）：移取國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心1000μg/ml錳標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)曲線制取。分別吸取Mn標(biāo)準(zhǔn)溶液（20μg/ml）0ml、5ml、10ml、15ml、20ml、25ml于6 個(gè)100ml的容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，待測(cè)。（見(jiàn)校準(zhǔn)曲線和標(biāo)準(zhǔn)加入法曲線）

（3）試樣的處理。準(zhǔn)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(rùn)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(xù)低溫加熱約15分鐘，加入3ml硝酸、2ml高氯酸，繼續(xù)加熱至高氯酸冒白煙，再繼續(xù)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(fā)至濕鹽狀，調(diào)低溫度繼續(xù)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(shí)以上。吸取上清液10ml移到100ml容量瓶中，定容至刻度待測(cè)。

用于標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定溶液的制定：分別吸取以上制取的溶解液5ml于6個(gè)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(biāo)準(zhǔn)溶液，定容至刻度，搖勻待測(cè)（見(jiàn)校準(zhǔn)曲線和標(biāo)準(zhǔn)加入法曲線）。

2 結(jié)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(guò)加熱蒸發(fā)除去，且不引入除氫離子以外的其它陽(yáng)離子，加入鹽酸使試樣初步溶解時(shí)，有些雜質(zhì)可被分解成揮發(fā)性物質(zhì)而除去，氫氟酸可溶解硅化合物并使硅變?yōu)镾iF4氣體而除去，這樣就大大減少了溶解液中的物質(zhì)量，這對(duì)原子吸收測(cè)定十分有利。通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，這種酸組合對(duì)大頂鐵礦石溶解效果特別好。

（2）硅對(duì)錳含量測(cè)定的影響。硅對(duì)錳有負(fù)干擾，一般多是采用加入氯化鍶使溶液呈1000ppm濃度來(lái)消除，本方法是采用氫氟酸使硅生成SiF4 氣體揮發(fā)掉來(lái)消除硅對(duì)測(cè)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(duì)測(cè)定更有利。為證明這種方法確實(shí)把硅除去了，我們可把溶解的溶液轉(zhuǎn)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(dòng)30秒后，加10%的硫酸亞鐵銨5ml，如溶液變藍(lán)就說(shuō)明還含有硅，不變藍(lán)就說(shuō)明已經(jīng)不含硅了。

實(shí)驗(yàn)表明，溶液沒(méi)有變藍(lán)，說(shuō)明硅已經(jīng)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(zhǔn)確移取20μg/ml的錳標(biāo)準(zhǔn)溶液0ml、5ml、15ml、25ml、35ml、45ml、50ml于100ml容量瓶中定容至刻度，搖勻。

從統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)可知錳濃度和吸收值并不是完全線性關(guān)系，只有在溶液濃度約在0~5μg/ml，吸收值在0~0.8內(nèi)線性關(guān)系才較為明顯，所以我們所制濃度待測(cè)溶液的錳含量應(yīng)在此范圍內(nèi)。如所顯示的吸收度超過(guò)0.8時(shí)，就需對(duì)所測(cè)的溶液從新吸取并稀釋到恰當(dāng)?shù)臐舛仍贉y(cè)定。

（4）試樣處理?xiàng)l件的選擇。本方法采用酸分解試樣，經(jīng)實(shí)驗(yàn)溶液酸度對(duì)錳測(cè)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(duì)吸收值的影響。 

通過(guò)所作的校準(zhǔn)曲線和標(biāo)準(zhǔn)加入法曲線： 校準(zhǔn)曲線Abs=0.16092濃度+0.0111，r=0.9993。標(biāo)準(zhǔn)加入法曲線Abs=0.15948濃度+0.2488，r=0.9995。

從坐標(biāo)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(zhǔn)曲線和標(biāo)準(zhǔn)加入法曲線斜率相差不大，說(shuō)明溶液基體對(duì)溶液的吸收影響不大，所以可直接采用沒(méi)有基體的校準(zhǔn)曲線來(lái)測(cè)定，但當(dāng)測(cè)定與大頂?shù)V石基體相差較遠(yuǎn)的礦石時(shí)，為消除基體對(duì)測(cè)定的影響，最好是采用標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定（但要注意加入標(biāo)準(zhǔn)溶液后吸收值不要超出線性范圍內(nèi)），考慮到標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定工作量太大，實(shí)際工作中一般可采用簡(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行測(cè)定。

（6）未溶解殘?jiān)挠绊憽＊?/p>

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?jiān)锏腻i從理論上說(shuō)應(yīng)該很少，為進(jìn)一步驗(yàn)證，我們做以下試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證：把溶解液靜置后過(guò)濾所得的極少量的殘?jiān)逑锤蓛艉笥?g碳酸鈉（無(wú)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(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)與對(duì)比的空白所對(duì)應(yīng)的原子吸收值差別不大。由此可驗(yàn)證以上結(jié)論，實(shí)際操作中我們不考慮以上殘?jiān)鼘?duì)結(jié)果的影響。

（7）方法的精密度和準(zhǔn)確度。

①精密度試驗(yàn)。為評(píng)價(jià)方法的精密度，對(duì)本公司的三個(gè)樣品進(jìn)行4次平行測(cè)定（采用校準(zhǔn)曲線測(cè)得），分析結(jié)果見(jiàn)下表：

從表中可看出，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.20~0.56%，具有良好的重復(fù)性，也就是說(shuō)本方法具有良好的精密度。

②回收率試驗(yàn)。因?yàn)闆](méi)有與大頂鐵礦石含錳這樣高標(biāo)樣，我們就用以上實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)地?zé)Y(jié)精粉作為母液，按其平均值2.2026%作為真實(shí)值進(jìn)行回收率試驗(yàn)，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(xiàn)

[1]王澤偉．化驗(yàn)員新技術(shù)與操作規(guī)范化實(shí)用大全[M].天津：天津電子出版社，2005.