原子吸收測定煤灰中鐵鎂鈣錳的探討

陳俊環

河北省煤田地質局研究所，河北邢臺 054000

原子吸收光譜分析，由于靈敏度高、穩定性好、分析簡便快速等特點，廣泛應用于各行各業的分析領域。尤其對微量元素的測定更是首選方法之一，但對高含量元素分析測定起來很不方便，需要成倍稀釋溶液來完成測試，這樣不僅操作繁瑣，而且給分析帶來很大誤差，大大降低了測試結果的準確性。

本文在原子吸收分析中，采用不太靈敏的吸收線（次靈敏線）作分析線，并且擴大吸光度——濃度的曲線范圍的方法，使得高含量元素測定難的問題得以解決。煤灰中鈣鎂鐵的含量普遍較高（含CaOl—20%左右，Fe2O3l—40%左右），利用原子吸收法（AAS）測定Mg元素采用202.6nm吸收線作分析線，Fe元素用372.0nm作分析線，Ca和Mn用乙炔火焰原子吸收直接測定0.1g/100ml煤灰試液中的上述四個元素，取得很好效果。

1 儀器與試劑

澳大利亞GBC-902原子吸收分光光度計，Ca、Mg、Fe、Mn元素空心陰極燈，相關試劑按GB/T4634——1996制備，混合標準系列溶液按表1制備，其鹽酸酸度及釋放劑與試樣溶液一致。

2 儀器工作條件

見表2。

3 試樣測定

稱取0.1000g煤灰樣于聚四氟乙烯坩堝中，用少許水濕潤，加入2ml高氯酸，10ml氫氟酸，置于低溫電熱板上緩慢加熱分解，蒸至近干白煙基本冒盡，取下坩堝稍冷，加入（1+3）HCl4ml，水10ml，再放到電熱板上加熱至近沸并保溫10min，取下坩堝冷卻后用水將坩堝中的試樣溶液移入100ml容量瓶中，加入50mg/ml鑭溶液4ml，用水稀釋至刻度，搖勻。按儀器程序測定。測定結果與對比數據列表3。

表1

表2

表3

4 試驗結果與討論

4.1 Fe元素吸收線及濃度與吸光度的關系

鐵有多條靈敏度不同的吸收線，對于微量分析常選用靈敏度高的線248.3nm作分析線。該線靈敏度是0.05ug/ml，最佳工作范圍2ug/ml～9ug/ml。顯然不適合煤灰中Fe2O3的測定。本文選用372.0nm（靈敏度0.45ug/ml）和386.0nm（靈敏度是0.80ug/ml）與248.3nm作分析線，進行比較測定標準系列溶液中不同濃度鐵的吸光值。得出濃度（C）—吸光值（A）的線性關系見圖1，其中：

1、248.30nm(La)(1)248.30nm(Sr)

2、372.00nm(La)(2)372.00nm(Sr)

3、386.00nm(La)(3)386.00nm(Sr)

圖1 鐵濃度（C）—吸光值（A）曲線

從圖1不難看出用0.1g/100ml煤灰試液測定時選用吸收線372.0nm作分析線比較合適。而且在此線附近干擾譜線少，所測結果準確。測定在含鑭介質中Fe2O3的濃度為10～300（ug/ml）時線性良好。超過300ug/ml以上線性變差。其測定標準溶液濃度范圍比GB/T4634中選用248.3nm作分析線提高了十倍。

4.2 鎂吸收線及濃度與吸光度的關系

鎂有兩條靈敏度不同的吸收線：其中285.2nm這條線靈敏度是0.003ug/ml，最佳工作范圍是0.1ug/ml～0.4ug/ml，不適合高含量鎂的測定。所以選用次靈敏線202.6nm作分析線進行比較，試驗結果見圖2。由圖2可看出，用鑭作釋放劑，MgO濃度在2ug/ml～40ug/ml時呈直線關系，采用次靈敏線202.6nm作分析線測MgO比國標GB/T4634中用285.2nm測定濃度范圍擴大了十倍。

圖2 鎂濃度（C）—吸光值（A）曲線

其中

1、285.20nm(La)(1)285.20nm(Sr)

2、202.60m(La)(2)202.60nm(Sr)

4.3 鈣錳的測定分析

Ca元素有兩條譜線，其中239,9nm線的靈敏度是4,0ug/ml，最佳工作范圍180ug/ml～760ug/ml，顯然不適合煤灰中CaO的測定，所以測CaO仍用422.7nm作分析線。CaO濃度在1ug/ml～20ug/ml范圍內呈線性， 20ug/ml以上曲線開始彎曲，見圖3。

圖3 鈣濃度（C）—吸光值（A）曲線

其中

1、422.70nm(La)(1)422.70nm(Sr)

錳在煤灰中含量很低，所以選用279.5nm作分析線很合適。此線的靈敏度是0.02ug/ml，最佳工作范圍1ug/ml～3.6ug/ml，MnO2濃度在0.1ug/ml～3ug/ml范圍呈直線關系，3ug/ml以上標準曲線開始彎曲，見圖4。

圖4 錳濃度（C）—吸光值（A）曲線

其中

1、279.50nm(La)(1)279.50nm(Sr)

4.4 釋放劑比較

根據實驗，由圖1～圖4可看出，用鍶鹽作釋放劑不如鑭鹽好，所以本法選用鑭。

5 結語

本文采用的方法干擾元素少，測定結果準確，簡便快速，省時、功效高、收到良好效果。

[1]中科院上海硅酸鹽化學與工學研究所編.無機非金屬材料分析，p21

[2]威爾茨原子吸收光譜法地質出版社，1989年

[3]孫漢文.原子吸收分析實驗與技術

[4]GBC—902火焰原子吸收檢驗手冊