電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)法測定銅陽極泥中的金含量

龍海珍 孔會民 岳 萍 王景鳳 黃 紅

(西部礦業(yè)科技發(fā)展有限公司，西寧810000)

前言

銅陽極泥是由電解粗銅過程中不溶于電解液的各種物質(zhì)沉淀生成的，其一般含有多種有價元素。金作為銅陽極泥中重要的有價元素，其含量的多少直接關(guān)系著銅陽極泥的價格。金的分析方法有分光光度法[1]、X射線熒光光譜法[2]、原子吸收光譜法[3-4]、火試金法[5-6]等。近幾年隨著儀器的更新?lián)Q代，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法以其優(yōu)異的性能，測試范圍廣等優(yōu)點，在分析測試中屢見報道[7]。銅陽極泥中金的分析方法有有色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“YS/T 745.2—2010”，方法成熟，分析結(jié)果準(zhǔn)確，但是火試金分析方法需要的時間長、成本高、環(huán)境污染大、對分析人員的職業(yè)健康存在風(fēng)險[8]。本文研究了用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法快速測定銅陽極泥中金的方法。方法簡單便捷，分析結(jié)果準(zhǔn)確，在工業(yè)生產(chǎn)中大大提高了分析效率。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與工作條件

iCAP-7400電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(賽默飛世爾科技有限公司)：RF功率1 150 W，霧化器氣體流量0.5 L/min，輔助氣流量0.5 L/min，冷卻氣流量13 L/min，泵速50 r/min。

1.2 主要試劑

金標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液(1 mg/mL)：準(zhǔn)確稱取0.500 0 g純金片(99.99%)于250 mL燒杯中，加入新配制的王水10 mL，溶解完全后移入500 mL容量瓶中，加王水50 mL，用水稀釋至刻度，搖勻。

所用試劑均為分析純；所有用水均為去離子水。

1.3 實驗方法

稱取0.10 g(精確至0.000 1 g)樣品，放入150 mL的小燒杯中，加入10 mL新配制的王水，蓋表面皿煮沸，蒸至濕鹽狀，取下冷至室溫。加入3 mL王水，用水沖洗表面皿及燒杯內(nèi)壁，煮沸取下，冷卻。把溶液移入100 mL容量瓶中，定容至刻度線，搖勻待用。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

由金單元素標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液逐級稀釋，配制成0、1.00、2.00、5.00 μg/mL系列標(biāo)準(zhǔn)溶液(介質(zhì)為3.0%的王水)，同時做空白實驗。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品的前處理

銅陽極泥易溶解，考慮到金的性質(zhì)，選用了王水和過氧化氫-鹽酸溶樣進(jìn)行對比，經(jīng)過實驗，采用5 mL過氧化氫-10 mL鹽酸溶解樣品，無需加熱即可完全溶解，溶樣反映劇烈，用鹽酸(5%)定容后，隨著氧的釋放溶液中有沉淀產(chǎn)生。采用10 mL王水低溫溶解樣品，用王水(3%)定容后，溶液穩(wěn)定。故實驗選擇王水溶樣，王水(3%)定容。

2.2 溶液介質(zhì)的選擇

考察了介質(zhì)分別為鹽酸、硝酸和王水在1%、3%、5%體積分?jǐn)?shù)情況下的樣品測定情況，發(fā)現(xiàn)在1%體積分?jǐn)?shù)的情況下三種介質(zhì)的溶液均比較渾濁，3%、5%體積分?jǐn)?shù)的硝酸介質(zhì)溶液也比較渾濁，3%、5%體積分?jǐn)?shù)的鹽酸、王水介質(zhì)溶液清亮，實驗表明，王水介質(zhì)的樣品更穩(wěn)定一些，所以實驗選擇3%體積分?jǐn)?shù)的王水介質(zhì)定容。

表1 溶液介質(zhì)的影響

2.3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線與檢出限

在儀器最佳工作條件下，測定標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。以溶液濃度為橫坐標(biāo)，以能量值為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線，金的濃度在0.0～5.0 μg/mL范圍內(nèi)與吸光度線性良好，線性相關(guān)系數(shù)為r=0.999 928。在選定的實驗條件下，對空白溶液連續(xù)測定11次，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計算方法中金的檢出限為0.09 μg/mL。

2.4 加標(biāo)回收率實驗

為了測試方法的穩(wěn)定性及考察誤差來源，研究了空白加標(biāo)、全過程空白加標(biāo)、全過程樣品加標(biāo)、定容時樣品加標(biāo)等多種情況下的加標(biāo)回收率，具體結(jié)果見表2。

通過表2可以看出，全過程加標(biāo)的測定結(jié)果低于空白加標(biāo)和定容時加標(biāo)的測定結(jié)果，這說明在樣品處理的過程中會造成金的部分損失，但測定結(jié)果誤差均控制住10%以內(nèi)，滿足生產(chǎn)要求。

表2 加標(biāo)回收率

2.5 分析線的選擇

在iCAP-7400光譜儀軟件庫中，Au有5條分析譜線，并且背景校正值不一，選擇金的全部分析譜線進(jìn)行測定。按實驗方法處理好已知金含量的銅陽極泥樣品，調(diào)試iCAP-7400處于最佳工作狀態(tài)，按照實驗給定工作條件進(jìn)行測定，根據(jù)各條譜線給出的測試結(jié)果和樣品中其它元素的干擾情況，最終選擇干擾少、背景低、峰形對稱、靈敏度適中的譜線作為分析線，最終確定Au 242.795 nm為分析譜線。

2.6 干擾離子的影響

根據(jù)銅陽極泥中的元素含量，分別考察了Cu2+、Pb2+、Ag+、Ni2+、As+共存離子對分析結(jié)果的影響。因?qū)嶒炦x擇的銅陽極泥樣品中銅、鉛含量是金含量的15～40倍，銀、鎳和砷含量是金含量的10～20倍，所以設(shè)計40倍的Cu2+、Pb2+和20倍的Ag+、Ni2+、As+進(jìn)行干擾實驗。在6個100 mL容量瓶中分別加入2 mL金標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 μg/mL)，再依次分別加入8 mL銅標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 mg/mL)、8 mL鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 mg/mL)，4 mL銀標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 mg/mL)、4 mL鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 mg/mL)、4 mL砷標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 mg/mL)，最后一個容量瓶銅、鉛、銀、鎳和砷標(biāo)準(zhǔn)溶液全部加入，加入量與單獨加入的一致，再加入3 mL王水定容，搖勻，測定。測定結(jié)果表明，40倍金濃度的Cu2+、Pb2+和20倍的Ag+、Ni2+、As+不影響金的測定結(jié)果。

2.7 方法精密度和準(zhǔn)確度實驗

為確定方法的精密度和準(zhǔn)確度，采用標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行實驗，平行稱取標(biāo)準(zhǔn)樣品9份，按照實驗方法進(jìn)行測定，測定結(jié)果如表3所示。

表3 方法精密度和準(zhǔn)確度實驗

重復(fù)測定9次計算其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0%，測定結(jié)果平均值與已知值比較，誤差在允許范圍內(nèi)。

3 結(jié)論

用王水溶樣，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定銅陽極泥中的金含量，方法分析速度快，分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可以用于指導(dǎo)生產(chǎn)，同時節(jié)約檢測成本。