電感耦合等離子體原子發射光譜法直接測定銻及三氧化二銻中砷量

宋應球，宗 屹，毛曉紅

（錫礦山閃星銻業有限責任公司，湖南冷水江 417500）

·分 析·

電感耦合等離子體原子發射光譜法直接測定銻及三氧化二銻中砷量

宋應球，宗 屹，毛曉紅

（錫礦山閃星銻業有限責任公司，湖南冷水江 417500）

提出和建立了電感耦合等離子體原子發射光譜法直接測定銻及三氧化二銻中砷量的方法。選擇波長為228.812 nm的譜線作為測定砷的分析線，方法的檢出限0.081μg／mL，檢測結果的相對標準偏差小于6.5%，回收率為94.5%～103.5%。

電感耦合等離子體原子發射光譜；銻；三氧化二銻；砷

砷是銻冶金產品銻及三氧化二銻中的主要有害雜質元素，必須監測和嚴格控制。一直以來，國家標準方法采用的是砷鉬藍分光光度法［1］，該法用有毒有機試劑苯萃取分離基體銻，操作繁瑣，更重要的是不利于分析人員的身體健康。近年來，隨著科學技術的進步，電感耦合等離子體原子發射光譜（ICPAES）技術得到大力發展和推廣，研究采用該技術檢測銻品中砷量的報道時有出現，但大多用基體匹配消除銻的影響，加酒石酸絡合銻避免水解［2～4］，也有萃取分離銻后用ICP－AES測定三氧化二銻中砷的報道［5］。本試驗工作是用標準曲線法，在一定的鹽酸酸度下對銻、三氧化二銻中的砷直接測定。

1 試驗部分

1.1 儀器及工作條件

Prodigy XP全譜電感耦合等離子體發射光譜儀（美國利曼公司生產）；40.68 MHz高頻發生器，工作功率1.1 kW；雙鉑網霧化器，壓力35 Psi；冷卻氣流量16 L／min，輔助氣流量0.2 L／min；提升量1.2～1.5 mL／min；采用縱向觀測方式；氬氣純度：大于99.99%。

1.2 試劑

硫酸、鹽酸、硝酸均為分析純；水為一次蒸餾水。砷標準儲存液（1 000μg／mL GSBG 62027－90）；砷標準溶液：將10.00mL溶液砷標移入100mL容量瓶中，加入2 mL鹽酸，用水稀釋至刻度，混勻，1 mL該溶液含100μg砷。

高純銻（99.999%錫礦山閃星銻業有限責任公司制備）。

1.3 試驗方法

1.3.1 條件選擇試驗方法

取一定量的砷標準溶液于100 mL容量瓶中，加入用水稀釋至刻度，充分混勻。于一定的條件下測定砷譜線228.812 nm的發射光譜強度。

1.3.2 標準工作曲線繪制

移取砷標準溶液／mL：0、0.50、1.00、2.00、5.00、10分別置于一組100 mL的容量瓶中，加入15 mL鹽酸（ρ＝1.19 g／mL），以水稀釋至刻度，混勻。在儀器工作條件下，將系列標準溶液同時上機測定砷譜線228.812 nm的發射光譜強度。

1.3.3 樣品測定

稱取0.1～0.5 g試料置于100 mL燒杯中，加入5 mL王水（三氧化二銻試料加鹽酸），蓋上表面皿，在常溫下溶解透明，移去表面皿，將溶液移入100 mL容量瓶中，加入10 mL鹽酸（ρ＝1.19 g／mL），用水稀釋至刻度，混勻，隨同配制空白溶液。在選擇的儀器工作條件下，測定空白溶液和試樣溶液中待測元素譜線228.812 nm的光譜強度，從工作曲線上計算出各相應組分的質量分數，數值以%表示：式中：cx為自工作曲線上查得的砷的濃度／μg·mL－1；c0為自工作曲線上查得的空白溶液中砷的濃度／μg·mL－1；V為試液定容體積／mL；m為試料的質量／g。

2 試驗結果討論

2.1 儀器工作條件選擇

按照條件選擇試驗方法，測定一定濃度砷標準溶液在不同射頻功率、霧化器（Neb）壓力、冷卻氣流量、輔助氣（Aux）流量的發射光譜強度，對這些數據進行綜合分析，確保有較強、較穩定的分析強度，得到最好的信／背比和檢出限，并較好地保護矩管，選擇射頻功率1.1 kW，霧化器壓力35 Psi，冷卻氣流量為16 L／min，輔助氣流量為0.2 L／min。

2.2 分析譜線的選擇

通常根據待測元素含量的高低以及樣品中存在的干擾元素，選擇發射凈強度大、信背比高、共存元素干擾少的譜線作為待測元素分析譜線。本試驗通過對砷的單元素溶液和樣品溶液的各條譜線進行掃描，記錄譜線信號和背景強度，結果表明，在砷的譜線為228.812 nm時，靈敏度高，背景干擾小，故選擇228.812 nm為砷的分析線。

2.3 試樣分解

銻及三氧化二銻均能被王水和硫酸溶解，同時三氧化二銻也能很好地溶解在鹽酸中。用王水溶解時，檢測結果與國家標準方法吻合；三氧化二銻試料用鹽酸溶解，也同樣能得到滿意的結果；試料用硫酸溶解時，其粘度大，會對溶液提升量有影響?？紤]到用鹽酸溶解試料時，操作更安全，因此銻、三氧化二銻試料分別用王水、鹽酸進行分解。

2.4 介質及酸度

試驗用硝酸和鹽酸作為測定介質，同一濃度的標準溶液在兩種介質中的發射強度相近，分析認為需要較高的酸度才能確?；w銻不水解，使用鹽酸更方便操作，對環境也有利，因此選用鹽酸介質。

配制不同鹽酸酸度的5μg／mL的砷標準溶液，在工作條件下，分析譜線228.812 nm，測得砷標準溶液光譜強度見表1。

表1 鹽酸酸度與光譜強度的關系

鹽酸酸度增加溶液發射光譜強度降低。當試料稱量較大，酸度低于10%時溶液中銻易水解，15%的酸度時有適當的光譜強度，且能保證試料溶液不水解，因此方法選擇介質鹽酸酸度為15%。

2.5 干擾試驗

2.5.1 基體銻的干擾

稱取不同量的高純銻，用5 mL王水溶解，加入砷標準液（100μg／mL）0.2 mL（含砷20μg），稀釋定容至50 mL（保持15%鹽酸酸度），按試驗方法操作，測定數據見表2。

表2 基體銻對砷測定的影響

表2數據表明，含銻量在10 mg／mL以下對結果無影響。

2.5.2 雜質干擾

稱取0.5 g高純銻，加入砷標準液（100μg／mL）0.4 mL（含砷40μg），按高限加入銻品中常見雜質Pb 1 mg、Se 0.05 mg、Fe 0.1 mg、Bi0.05 mg、Cu 0.05 mg，加王水5 mL常溫溶解清亮，其余按試驗方法操作。

測定的砷量回收良好，表明銻品中常見雜質不干擾測定。

2.6 標準工作曲線及方法檢出限

按標準工作曲繪制方法操作，測定系列標準溶液的發射光譜強度，其數據見表3。

表3 標準工作曲線測定數據

計算機直接對數據進行一次線性回歸處理，線性方程：I＝4 122.3c＋386.47，相關系數：r＝0.999 6，線性良好。

對空白樣品溶液進行11次測定，在儀器工作條件下，連續測量標準空白溶液11次，計算出標準偏差S，按公式計算出的檢出限為0.081μg／mL。

2.7 試樣分析

2.7.1 精密度試驗

選擇三氧化二銻試樣、銻試樣各1個平等測定10次，檢測結果及精密度見表4。

表4 精密度試驗結果 %

2.7.2 試樣加標回收

用103＃三氧化二銻管理樣、4＃銻管理樣品（兩個管理樣系三氧化二銻、銻化學分析方法國家標準制訂時的驗證樣品，其As量為多家實驗室驗證結果的總體平均值。）按試驗方法進行樣加標回收試驗，結果見表5。

表5 樣加標回收率試驗結果

2.7.3 方法比對

本方法與現用國標GB／T3253.1－2008（砷鉬藍分光光度法）測定同一樣品表明砷量進行比對，檢測結果見表6。

從表4、表5、表6得知：相對標準偏差小于6.5%，加標回收率大于94%，檢測結果與現用國標方法相符，說明該方法精密度好，準確可靠。

表6 方法比對結果

3 結 論

用王水、鹽酸分別溶解銻、三氧化二銻樣品，在鹽酸介質中，用電感耦合等離子體發射光譜直接測定砷量，基體銻和常見雜質不干擾，檢出限0.081 μg／mL，檢測結果準確可靠，可滿足絕大部分銻、三氧化二銻產品中砷量測定的需要。該法比現用國家標準方法操作簡便，特別是無需使用有機試劑分離基體，有利于分析人員身體健康。

［1］ GB／T3253.1－2008，銻及三氧化二銻化學分析方法砷量的測定砷鉬藍分光光度法［S］.

［2］ 李榮浩，朱傳福，付明.電感耦合等離子體發射光譜法快速測定金屬銻中6個雜質元素［J］.分析化學，1992，20（12）：1482.

［3］ 呂春秋.ICP－AES法快速測定銻氧粉（三氧化二銻）中砷［J］.理化檢驗－化學分冊，1999，35（12）：567.

［4］ 楊桂香，紀杉，侯艷紅.電感耦合等離子體發射光譜法測定銻及三氧化二銻中雜質元素［J］.冶金分析，200，29（6）：69－72.

［5］ 張蘭，關雄俊，莫達松.ICP－AES法測定三氧化二銻中雜質［J］.光譜實驗室，2001，18（4）.520－522.

Determ ination of Arsenic by ICP-AES in the Antimony and Antimony Trioxide

SONG Ying-qiu，ZONG Yi，MAO Xiao-hong
（Hsikwangshan Twinkling Star Antimony Industry Co.，Ltd，Lengshuijiang 417500，China）

Proposed and established themethod of detectmeasurement in arsenic by the inductively coupled plasma atomic emission spectrometry of antimony and antimony trioxide.The spectral line of228.812 nm was selected as analytical line for the determination，the limit of detection is at 0.081μg／mL，RSD of the measurement is less than 6.5%and the recovery rate is in range of 94.5%～103.5%.

inductively coupled plasma atomic emission spectrometry（ICP-AES）；antimony；antimony trioxide；arsenic

O562.3

：A

：1003－5540（2014）05－0071－03

2014－08－15

宋應球（1965－），男，高級工程師，主要從事有色冶金分析檢測研究工作。