火焰原子吸收法連續(xù)測定銻白中銅、鉛、鎘、鉍、鐵含量

薩其拉圖

摘? 要：改進國家標準制定的銻白（三氧化二銻）中銅、鉛、鎘、鉍、鐵含量的方法，利用火焰原子吸收光譜法（FAAS）連續(xù)測定銅、鉛、鎘、鉍、鐵含量。探討了樣品前處理、基體元素及共存元素的干擾情況、介質以及酸度的影響，確定了各元素分析最佳條件。試驗結果表明，該方法能滿足銻白中銅、鉛、鎘、鉍、鐵的連續(xù)測定。該方法的回收率：銅99.25%～108.75%，鉛99.44%～105.34%，鎘99.67%～102.23%，鉍99.37%～105.73%，鐵99.10%～112.50%;標準偏差：銅（4.22～5.16）×10-5，鉛（9.45～9.65）×10-4，鎘（7.38～7.41）×10-4，鉍（5.68～7.07）×10-5，鐵（1.14～1.25）×10-4;相對標準偏差：銅6.98%～8.78%，鉛2.02%～2.64%，鎘2.44%～3.22%，鉍1.26%～1.63%，鐵2.70%～3.14%。

關鍵詞：FAAS法? 氧化銻? 銅? 鉛? 鎘? 鉍? 鐵

中圖分類號：S153? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）02（c）-0001-04

三氧化二銻俗稱銻白，是一種冶金重要產(chǎn)品。三氧化二銻產(chǎn)品主要用塑料、樹脂、橡膠、紡織物、油漆等易燃物的阻燃劑中作阻燃協(xié)效劑和石油化工、合成纖維的催化劑。三氧化二銻產(chǎn)品廣泛應用于汽車、家電、計算機、電力、電器、通信、石油化工、機械制造、航天航空和軍事等部門[1]。在國家標準GB/T 4062-2013[1]規(guī)定銅、鉛、鎘、鉍、鐵火焰原子吸收光譜法測定，但每個元素樣品前處理方法都不一樣，5個元素不能同時測定，分析步驟較繁瑣，分析周期較長。而北京礦冶研究總院編的礦石及有色金屬分析手冊中方法采用鹽酸和硝酸溶解后，重復加氫溴酸揮發(fā)除去銻。在稀鹽酸介質中，用原子吸收分光光度計測定鉛、鐵、銅[2]。該試驗可實現(xiàn)樣品一次處理用原子吸收光譜法連續(xù)測定銅、鉛、鎘、鉍、鐵含量。試驗表明該方法大大縮短了分析周期，提高勞動效率，而且有較好的重復性和準確性。

1? 試驗部分

1.1 儀器最佳工作條件及試劑

1.1.1 儀器最佳工作條件

PE-PinAAclr H900原子吸收光譜儀（美國），配原廠銅空心陰極燈，國產(chǎn)鉛、鎘、鉍、鐵空心陰極燈（中國有色研究院生產(chǎn)），其儀器最佳工作條件如下。

Cu燈電流：15mA;波長：324.75nm;狹縫：0.70;乙炔∶空氣=2.50∶10.00;空氣壓力：7MPa（100psi）;乙炔壓力：0.13MPa;燃燒器高度：36.74mm。

Pb燈電流：10mA;波長：283.31nm;狹縫：0.70;乙炔∶空氣=2.50∶10.00;空氣壓力：7MPa（100psi）;乙炔壓力：0.13MPa;燃燒器高度：36.74mm。

Cd燈電流：4mA;波長：228.80nm;狹縫：0.70;乙炔∶空氣=2.50∶10.00;空氣壓力：7MPa（100psi）;乙炔壓力：0.13MPa;燃燒器高度：36.74mm。

Bi燈電流：10mA;波長：223.06nm;狹縫：0.20;乙炔∶空氣=2.50∶10.00;空氣壓力：7MPa（100psi）;乙炔壓力：0.13MPa;燃燒器高度：36.74mm。

Fe燈電流：30mA;波長：248.33nm;狹縫：0.20;乙炔∶空氣=2.50∶10.00;空氣壓力：7MPa（100psi）;乙炔壓力：0.13MPa;燃燒器高度：36.74mm。

1.1.2 試劑

氫溴酸，分析純，國藥集團產(chǎn)。

鹽酸，分析純，國藥集團產(chǎn)。

三氧化二銻，高純試劑（≥99.99%，4N，10g），天津市科密歐化學試劑有限公司。

銅標準溶液（1000ug/mL，GSBG 62023-90）使用時逐級稀釋配制。

鉛標準溶液（1000ug/mL，GSBG 62071-90）使用時逐級稀釋配制。

鎘標準溶液（1000ug/mL，GSBG 62040-90）使用時逐級稀釋配制。

鉍標準溶液（1000ug/mL，GSBG 62072-90）使用時逐級稀釋配制。

鐵標準溶液（1000ug/mL，GSBG 62020-90）使用時逐級稀釋配制。

硒標準溶液（1000ug/mL，GBSG 62029-90）使用時逐級稀釋配制。

砷標準溶液（1000ug/mL，GBSG 62027-90）使用時逐級稀釋配制。

該試驗所用水為DI去離子水。

1.2 標準曲線的配制

Cu：0.0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5（ug/mL），R2=0.999871，斜率：0.16820，截距：0.00032。

Pb：0.0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0（ug/mL），R2=0.999652，斜率：0.02189，截距：0.00236。

Cd：0.0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0（ug/mL），需要轉燃燒頭角度，R2=0.999871，斜率：0.04560，截距：0.00158。

Bi：0.0，1.0，2.0，4.0，6.0，8.0（ug/mL），R2=0.999954，斜率：0.03058，截距：0.00125。

Fe：0.0，0.4，0.8，1.2，1.6，2.0（ug/mL），R2=0.999397，斜率：0.06081，截距：0.00175。

1.3 試驗方法

稱取0.5000～1.0000g試樣置于100mL燒杯中，用少量水潤濕，加入10mL氫溴酸，低溫加熱至蒸干，取下稍冷，加入5mL氫溴酸繼續(xù)低溫加熱蒸干，取下冷卻，加入4～5mL王水，加熱至蒸干，加入3mL鹽酸繼續(xù)加熱至蒸干，加1～2mL鹽酸（保持稀釋后鹽酸酸度控制在4%），用水吹洗杯壁，在電熱板上加熱溶解殘渣，取下，冷卻，定容至25～50mL容量瓶中，用水稀釋刻度，搖勻。在儀器最佳工作條件下與標準系列同時測定。

2? 結果與討論

2.1 樣品前處理方法及介質、酸度的影響

（1）樣品采用2次低溫揮發(fā)除銻，再用王水溶解其殘渣（殘渣不溶于鹽酸）至蒸干，再用鹽酸溶解趕硝酸的同時進一步揮發(fā)殘留的銻、砷、汞等易揮發(fā)元素，在鹽酸介質中測定。

（2）選擇不同酸度的鹽酸，硝酸，硫酸，分別分取2mL 10ug/mL銅標準溶液，5mL 50ug/mL鉛標準溶液，15mL 10ug/mL鎘標準溶液，15mL 10ug/mL鉍標準溶液，5mL 10ug/mL鐵標準溶液于50mL容量瓶中，以水定容，在儀器最佳工作條件下分別測定其吸光度，其數(shù)據(jù)見表1。

從表1可以看出1%～10%鹽酸、硝酸介質中濃度值比較穩(wěn)定，但硫酸酸度對鉛、鉍、鐵影響較大。考慮到酸度過高不便操作、對儀器不利[3]。該試驗選用4%鹽酸介質。

2.2 可能存在的干擾

2.2.1 基體銻的干擾

稱取不同量的高純（≥99.99%）三氧化二銻鹽酸溶解，移入50mL容量瓶中，分別分取2mL 10ug/mL銅標準溶液，5mL 50ug/mL鉛標準溶液，15mL 10ug/mL鎘標準溶液，15mL 10ug/mL鉍標準溶液，5mL 10ug/mL鐵標準溶液于50mL容量瓶中，在4%鹽酸介質中，在儀器最佳工作條件下分別測定其吸光度及濃度，其數(shù)據(jù)如下。

Cu：稱取0.1000g三氧化二銻，加2mL 10ug/mL銅標準溶液定容50mL，測定出濃度為0.460ug/mL，有水解現(xiàn)象。

Cu：稱取0.2500g三氧化二銻，加2mL 10ug/mL銅標準溶液定容50mL，測定出濃度為0.453ug/mL，有水解現(xiàn)象。

Cu：稱取0.5000g三氧化二銻，加2mL 10ug/mL銅標準溶液定容50mL，測定出濃度為0.360ug/mL，水解現(xiàn)象較嚴重。

Cu：稱取1.0000g三氧化二銻，加2mL 10ug/mL銅標準溶液定容50mL，測定出濃度為0.436ug/mL，水解現(xiàn)象較嚴重。

Pb：稱取0.1000g三氧化二銻，加5mL 50ug/mL鉛標準溶液定容50mL，測定出濃度為1.297ug/mL，有水解現(xiàn)象。

Pb：稱取0.2500g三氧化二銻，加5mL 50ug/mL鉛標準溶液定容50mL，測定出濃度為1.489ug/mL，有水解現(xiàn)象。

Pb：稱取0.5000g三氧化二銻，加5mL 50ug/mL鉛標準溶液定容50mL，測定出濃度為1.381ug/mL，水解現(xiàn)象較嚴重。

Pb：稱取1.0000g三氧化二銻，加5mL 50ug/mL鉛標準溶液定容50mL，測定出濃度為1.223ug/mL，水解現(xiàn)象較嚴重。

Cd：稱取0.1000g三氧化二銻，加15mL 10ug/mL鎘標準溶液定容50mL，測定出濃度為3.008ug/mL，有水解現(xiàn)象。

Cd：稱取0.2500g三氧化二銻，加15mL 10ug/mL鎘標準溶液定容50mL，測定出濃度為3.035ug/mL，有水解現(xiàn)象。

Cd：稱取0.5000g三氧化二銻，加15mL 10ug/mL鎘標準溶液定容50mL，測定出濃度為3.023ug/mL，水解現(xiàn)象較嚴重。

Cd：稱取1.0000g三氧化二銻，加15mL 10ug/mL鎘標準溶液定容50mL，測定出濃度為2.955ug/mL，水解現(xiàn)象較嚴重。

Bi：稱取0.1000g三氧化二銻，加15mL 10ug/mL鉍標準溶液定容50mL，測定出濃度為2.564ug/mL，有水解現(xiàn)象。

Bi：稱取0.2500g三氧化二銻，加15mL 10ug/mL鉍標準溶液定容50mL，測定出濃度為2.576ug/mL，有水解現(xiàn)象。

Bi：稱取0.5000g三氧化二銻，加15mL 10ug/mL鉍標準溶液定容50mL，測定出濃度為2.394ug/mL，水解現(xiàn)象較嚴重。

Bi：稱取1.0000g三氧化二銻，加15mL 10ug/mL鉍標準溶液定容50mL，測定出濃度為2.432ug/mL，水解現(xiàn)象較嚴重。

Fe：稱取0.1000g三氧化二銻，加5mL 10ug/mL鐵標準溶液定容50mL，測定出濃度為1.401ug/mL，有水解現(xiàn)象。

Fe：稱取0.2500g三氧化二銻，加5mL 10ug/mL鐵標準溶液定容50mL，測定出濃度為1.245ug/mL，有水解現(xiàn)象。

Fe：稱取0.5000g三氧化二銻，加5mL 10ug/mL鐵標準溶液定容50mL，測定出濃度為1.226ug/mL，水解現(xiàn)象較嚴重。

Fe：稱取1.0000g三氧化二銻，加5mL 10ug/mL鐵標準溶液定容50mL，測定出濃度為1.150ug/mL，水解現(xiàn)象較嚴重。

從以上數(shù)據(jù)看出，基體銻對鉍、鉛、鐵測定有明顯干擾，需采取措施消除其干擾。

2.2.2 消除基體銻干擾

消除銻干擾通常有兩種方法：一是用酒石酸絡合，這個方法容易使霧化器和燃燒頭堵塞，甚至有記憶效應，很少采取此方法[4]。二是利用銻的鹵化物沸點較低，采用低溫揮發(fā)分離，SbCl3的沸點為223℃，SbBr3的沸點為230℃，而CdCl2的沸點為900℃，CdBr2的沸點為943℃[3]，CuCl2的沸點為993℃，CuBr2的沸點為900℃，PbCl2的沸點為950℃，PbBr2的沸點為916℃，BiCl3的沸點為447℃，BiBr3的沸點為453℃，F(xiàn)eCl3的沸點為315℃，F(xiàn)eBr3不穩(wěn)定在200℃以上時容易分解生成FeBr2，其沸點為934℃。揮發(fā)分離是可行的。

2.2.3 揮發(fā)消除銻后回收率試驗

稱取0.5000g高純三氧化二銻樣品與燒杯中（稱取三分），分別加入2mL 10ug/mL銅標準溶液，5mL 50ug/mL鉛標準溶液，15mL 10ug/mL鎘標準溶液，15mL 10ug/mL鉍標準溶液，5mL 10ug/mL鐵標準溶液于燒杯中，以下按操作步驟進行，測定數(shù)據(jù)如下。

Cu加入量0.4000ug/mL，測定值0.397ug/mL、0.399

ug/mL、0.435ug/mL，回收率99.25%、99.75%、108.75%。

Pb加入量5.0000ug/mL，測定值4.959ug/mL、5.267

ug/mL、4.972ug/mL，回收率99.18%、105.34%、99.44%。

Cd加入量3.0000ug/mL，測定值3.037ug/mL、3.067

ug/mL、2.990ug/mL，回收率101.23%、102.23%、99.67%。

Bi加入量3.0000ug/mL，測定值3.147ug/mL、2.981

ug/mL、3.172ug/mL，回收率104.90%、99.37%、105.73%。

Fe加入量1.0000ug/mL，測定值1.125ug/mL、0.991

ug/mL、1.096ug/mL，回收率112.50%、99.10%、109.60%。

從上數(shù)據(jù)可以看出，揮發(fā)消除銻后，銅的回收率在99.25%～108.75%之間，無損失;鉛的回收率在99.44%～105.34%之間，無損失;鎘的回收率在99.67%～102.23%之間，無損失;鉍的回收率在99.37%～105.73%之間，無損失;鐵的回收率在99.10%～112.50%之間，無損失。

2.2.4 共存元素的干擾

稱取2份0.5000g高純三氧化二銻（≥99.99%）于100mL燒杯中，根據(jù)國家標準（GB/T 4062-2013）中規(guī)定3#銻白雜質元素含量分別加入3mL 10ug/mL銅標準溶液，10mL 100ug/mL鉛標準溶液，2mL 10ug/mL鎘標準溶液，2mL 10ug/mL鉍標準溶液，4mL 10ug/mL鐵標準溶液，5mL 10ug/mL硒標準溶液，5mL 100ug/mL砷標準溶液，以下按操作步驟進行，測定數(shù)據(jù)如下。

Cu：實際濃度0.600ug/mL、0.600ug/mL，測定值0.602ug/mL、0.603ug/mL。

Pb：實際濃度20.00ug/mL、20.00ug/mL，測定值19.99ug/mL、20.09ug/mL。

Cd：實際濃度0.400ug/mL、0.400ug/mL，測定值0.406ug/mL、0.399ug/mL。

Bi：實際濃度0.400ug/mL、0.400ug/mL，測定值0.405ug/mL、0.418ug/mL。

Fe：實際濃度0.800ug/mL、0.800ug/mL，測定值0.803ug/mL、0.808ug/mL。

從數(shù)據(jù)可以看出，銻白中常見雜質元素達Cu 0.03mg，F(xiàn)e 0.04mg，Bi 0.02mg，Cd 0.02mg，Pb 1mg，Se 0.05mg，As 0.5mg，均不干擾測定。

2.3 精密度

稱取2份3#銻白樣品按操作步驟測定10次結果，數(shù)據(jù)如下。

Cu測定值：0.0007%，0.0008%，0.0007%，0.0008%，0.0007%，0.0008%，0.0007%，0.0007%，0.0007%，0.0008%，平均值7.400×10-4，標準偏差5.16×10-5，RSD 6.98%。

Cu測定值：0.0005%，0.0005%，0.0005%，0.0005%，0.0005%，0.0004%，0.0005%，0.0005%，0.0005%，0.0004%，平均值4.800×10-4，標準偏差4.22×10-5，RSD 8.78%。

Pb測定值：0.0465%，0.0475%，0.0462%，0.0457%，0.0459%，0.0460%，0.0475%，0.0466%，0.0482%，0.0482%，平均值4.683×10-2，標準偏差9.45×10-4，RSD 2.02%。

Pb測定值：0.0377%，0.0363%，0.0356%，0.0359%，0.0359%，0.0361%，0.0364%，0.0365%，0.0359%，0.0387%，平均值3.650×10-2，標準偏差9.65×10-4，RSD 2.64%。

Cd測定值：0.0308%，0.0298%，0.0295%，0.0301%，0.0299%，0.0301%，0.0299%，0.0296%，0.0315%，0.0315%，平均值3.027×10-2，標準偏差7.38×10-4，RSD 2.44%。

Cd測定值：0.0231%，0.0220%，0.0221%，0.0219%，0.0218%，0.0218%，0.0220%，0.0220%，0.0220%，0.0241%，平均值2.228×10-2，標準偏差7.41×10-4，RSD 3.32%。

Bi測定值：0.0043%，0.0043%，0.0044%，0.0045%，0.0044%，0.0043%，0.0043%，0.0043%，0.0044%，0.0043%，平均值4.350×10-3，標準偏差7.07×10-5，RSD 1.63%。

Bi測定值：0.0045%，0.0045%，0.0045%，0.0046%，0.0045%，0.0044%，0.0045%，0.0045%，0.0045%，0.0046%，平均值4.510×10-3，標準偏差5.68×10-5，RSD 1.26%。

Fe測定值：0.0037%，0.0038%，0.0036%，0.0036%，0.0038%，0.0036%，0.0036%，0.0035%，0.0035%，0.0035%，平均值3.620×10-3，標準偏差1.14×10-4，RSD 3.14%。

Fe測定值：0.0047&，0.0049%，0.0045%，0.0045%，0.0045%，0.0047%，0.0046%，0.0046%，0.0046%，0.0047%，平均值4.630×10-3，標準偏差1.25×10-4，RSD 2.70%。

3? 結語

從實驗結果上可以看出，火焰原子吸收分光光度計測定提白中銅、鉛、鎘、鉍、鐵含量，結果的準確度、精密度比較理想，因為一次稱取樣品和前處理后在同一個樣品溶液中測定5個分析元素（銅、鉛、鎘、鉍、鐵），因此縮短了分析周期，提高了勞動效率，節(jié)省成本，減少污染，是一種方便可行的分析方法。

參考文獻

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