火焰原子吸收光譜法測定鉍錠中的銅量

梁莉芳，王 歡（株洲冶煉集團股份有限公司，湖南株洲 412004）

火焰原子吸收光譜法測定鉍錠中的銅量

梁莉芳，王 歡
（株洲冶煉集團股份有限公司，湖南株洲 412004）

介紹了用硝酸低溫溶解試樣，在稀酸介質中，于原子吸收光譜儀波長324.7 nm處，使用空氣－乙炔火焰測定銅的含量。在最佳的試驗條件下，在標準控制范圍內銅的質量濃度與吸光度線性關系良好，加標回收率為97.0%～101.5%，測定鉍錠中的銅相對標準偏差較小，測定結果準確度好、精密度高，此方法可靠、準確、操作簡便。

鉍錠；銅；火焰原子吸收光譜法

鉍是一種稀少元素，在地殼中的含量只有千萬分之二。鉍錠表面呈淡棕色，斷口為銀白色，具有強金屬光澤，主要用于生產含鉍合金、醫藥、化學試劑等［1］。鉍錠中主要的雜質元素有鉛、銅、鋅、銀、砷、鐵等［2］；目前，對于雜質銅含量的分析方法主要有：原子吸收光譜法［3］、電感耦合等離子體發射光譜法［4～6］、分光光度法等［7，8］；而鉍錠中銅含量的分析方法主要采用分光光度法［9，10］，該方法預處理流程長，本文采用采用硝酸介質，于波長324.7nm對鉍錠中銅進行測定，精確度和精密度較高，含量范圍較寬，有較好的靈敏度和選擇性，結果令人滿意。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

TAS－986型原子吸收分光光度計（北京普析通用儀器公司制，附銅空心陰極燈）。

鉍基體溶液：稱取20.000 0 g高純鉍錠（ωBi≥99.999%），置于250 mL燒杯中，用硝酸低溫加熱溶解完全，取下冷卻，移入100 mL容量瓶中，加入硝酸（5＋95）稀釋至刻度，混勻。

硝酸溶液（1＋1）：邊攪拌邊緩慢加500 mL硝酸（ρ＝1.42g／mL）至500 mL水中。

銅標準貯存溶液A：稱取1.000 0 g純銅（≥99.995%），置于250 mL燒杯中（精確至0.1 mg），加入15 mL硝酸溶液（1＋3），蓋上表面皿，低溫加熱溶解完全，煮沸驅除氮的氧化物，取下冷卻，移入1 000 mL容量瓶中，加入硝酸（5＋95）稀釋至刻度，混勻。此溶液1 mL含1.0 mg銅。

銅標準溶液B：移取銅標準貯存液A 1.00mL于100 mL容量瓶中，加入硝酸（5＋95）稀釋至刻度，搖勻；此溶液為1 mL含10.0μg銅。

在分析過程中，所用試劑均為分析純，所用的水為蒸餾水或相同純度的水。

1.2 試驗方法

移取4.00 mL銅標準溶液B于50 mL容量瓶中，加入2.50 mL硝酸溶液稀釋至刻度，搖勻；于原子吸收光譜儀波長324.7 nm處，使用乙炔－空氣火焰，以水調零，測其吸光度，測兩次，取平均值。

2 結果與討論

2.1 儀器參數的選擇

2.1.1 燈電流的選擇

波長為324.7 nm，助燃氣空氣壓力為0.2 MPa，光譜通帶寬度為0.2 nm，固定乙炔流量為2 000 mL／min，按試驗方法進行，測得強度值見表1。

表1 燈電流選擇

由表1數據表明，燈電流的改變會對吸光度值產生影響；因此，本試驗將選擇2.0 mA為測定銅含量的燈電流。

2.1.2 乙炔氣流量的選擇

固定燈電流為2.0 mA，改變乙炔氣流量，其它條件同上按試驗方法進行，測得強度值見表2。

表2 乙炔氣流量選擇

從表2數據可知，乙炔氣流量的變化會使吸光度發生變化，且當乙炔氣流量為2.0 L／min時，所測得的吸光度值最大，因此，將以2.0 L／min作為本試驗中測銅含量的乙炔氣流量。

2.1.3 燃燒器高度的選擇

波長為324.7 nm，助燃氣空氣壓力為0.2 MPa，光譜通帶寬度為0.2 nm，固定乙炔流量為2 000 mL／min，改變燃燒器高度，按試驗方法進行，測得吸光度見表3。

表3 燃燒器高度的選擇

表3數據表明，在選擇試驗中，最佳燃燒器高度為6.0 mm，故在本試驗中的燃燒器高度將設定為6.0 mm。

綜上所述，選擇儀器參數見表4。

表4 儀器條件

2.2 溶樣方法試驗

使用硝酸溶解試樣，當稱取2.000 0 g試樣時，分別加入10～30 mL左右硝酸（1＋1），在低溫加熱條件下均可將試樣溶解完全，從溶樣時間及溶樣完全情況、酸影響等條件考慮，本試驗在溶解試樣時加入20 mL硝酸（1＋1）。

2.3 基體影響［4］

試樣中有大量鉍基體存在，為了考察鉍基體是否影響試驗結果，試驗配制兩組銅標準溶液，一組不加鉍基體，另一組標準中加入0.2 g／mL的鉍基體，對兩組標準進行吸光度測試，試驗結果見表5。

表5 基體干擾影響吸光度

試驗結果表明，其它條件相同的情況下，加了鉍基體的標準溶液所測得結果比純標準溶液低；由此可知，鉍基體對試驗結果有影響，試驗將通過基體加入法進行影響消除。

2.4 工作曲線的繪制

分別移取0.00mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、5.00 mL銅標準溶液于一組50.00 mL容量瓶中，依次加入10 mL鉍基體溶液，2.50 mL硝酸溶液，用水稀釋至刻度，混勻。于原子吸收光譜儀波長324.7 nm處，使用空氣－乙炔火焰，測量標準溶液吸光度，減去標準系列“零”濃度溶液吸光度，以銅濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制工作曲線如圖1所示。

圖1 銅標準曲線

在試驗條件下，銅元素的測定相關系數大于0.999 9，銅含量與吸光度呈良好的線性關系，線性回歸方程見表6，由此可知，該標準溶液在本試驗中可行。

表6 線性回歸方程

2.5 精密度試驗按照所選的試驗方法及條件，隨機對幾批鉍錠

試樣進行測定，結果見表7。

表7 精密度試驗%

表7試驗結果表明，在試驗條件下，銅元素的測定結果相對偏差不大于5.0%，精密度較好。

2.6 準確度試驗

按照試驗方法對上述B試樣采用試樣加標準的方法，測定銅的回收率，以檢驗該方法的準確度。其測定結果見表8。

由表8可以看出，試驗測定銅的回收率在97.0%～101.5%之間，表明本試驗方法精密度良好，準確度可靠，在鉍錠中銅量的測定中切實可行。

表8 準確度試驗

3 試樣分析

3.1 分析步驟

3.1.1 試樣溶解

稱取2.000 0 g具有代表性的試樣，將試樣于200 mL燒杯中，加入20 mL硝酸（1＋1），低溫加熱溶解完全，冷卻至室溫。移入50 mL容量瓶中，用水稀釋到刻度，搖勻；于原子吸收光譜儀波長324.7 nm處，使用空氣－乙炔火焰，測量溶液吸光度。

3.1.2 測定次數

獨立地進行3次測定，取其平均值。

3.1.3 空白試驗

隨同試料做空白試驗。

3.2 分析結果的計算

銅含量以銅的質量分數ωCu計，數值以%表示，按公式（1）計算：

式中：c為自工作曲線上查得銅的質量濃度／μg·mL－1；c0為隨同試樣的空白溶液的銅濃度／μg·mL－1；V為試液稀釋后的體積／mL；m為試樣的質量／g。

所得結果表示至五位小數。

4 結 論

該試驗方法試驗流程短，操作簡單，且方法精密度好，準確度高，適用于鉍錠中銅量的測定，與傳統的試驗方法相比，不僅簡化了流程，大大縮短檢測時間，能夠在短時間內對生產情況產生準確快速反應，且降低了人力物力的耗費，為生產節約了成本。

［1］ 彭友乾.鉍的性能及應用簡述［J］.中國鎢業，1993，（1）：13－16.

［2］ 李寶誠.高純鈮、鉍、鎢輝光質譜的多元素分析［D］.北京：北京有色金屬研究總院，2012.

［3］ 中南礦冶學院分化研究室.分析化學手冊［M］.北京：科技出版社，1982.587.

［4］ 夏之寧.光化學分析［M］.重慶：重慶大學出版社，2004.52－53.

［5］ GB 6379.1－2004，測量方法與結果的準確度（正確度與精密度）：總則與定義［S］.

［6］ 華東理工大學分析化學教研組.分析化學［M］.北京：高等教育出版社，1994.

［7］ 百利濤，張麗萍，林紅.銅測定方法的研究［J］.應用化工，2004，40（5）：903－904.

［8］ 石生勛，鎖然，劉士江.吸光光度法同時測定硝酸鉍中的銅和銀［J］.理化分析（化學分冊），40（5）：361－363.

［9］ YS／T 536.1－2009，鉍化學分析方法銅量的測定［S］.

［10］北京礦冶研究總院分析室.礦石及有色金屬分析手冊［M］.北京：冶金工業出版社，1990.171－173.

Determ ination of Copper Content in Bismuth Ingot by Flame Atom ic Absorption Spectrometric

LIANG Lifang，WANG Huan
（Zhuzhou Smelter Group Co.，Ltd.，Zhuzhou 412004，China）

The samples dissolved in nitric acid at low temperature by flame atomic absorption spectrometry using 324.7 nm as determination wavelength in dilute acid medium，used airacetylene determinate flame copper contention.Under the optimum experimental conditions，the mass concentration of copper showed good linear relationship with the absorbance in the standard control range，and the recoverieswerewithin 97.0%～101.5%.The relative standard deviation（RSD）of copper in bismuth ingot is small，while the measurement results show that the accurate and the precision are high.Thismethod is reliable，accurate and easy to operate.

bismuth ingot；copper；flame atomic absorption

TG115.3＋3

A

1003－5540（2017）03－0073－03

2017－04－22

梁莉芳（1980－），女，工程師，主要從事有色金屬分析檢測研究工作。