火花源原子發射光譜法快速測定粗銀中八種元素

羅聯詩，賴秋祥，劉芳美

（紫金銅業有限公司，福建 上杭364200）

1 引言

銀冶煉的一般工藝流程是陽極泥或銅陽極泥通過卡爾多爐熔煉、灰吹得到粗銀中間產物，然后在將粗銀送入電解工序電解得到銀產品[1，2]。粗銀作為銀冶煉過程中最重要的中間產物，其中如銅、鉛等各種雜質元素不僅會影響澆鑄合金板，同時也會對后續銀精煉過程中電銀的質量產生重大影響[3]。因此，如何快速有效分析粗銀中各雜質元素的含量是我們的研究重點，從而控制粗銀中各元素的含量，提升電銀產品的質量。

目前，粗銀中的雜質元素主要采用傳統的化學分析方法，如氫化物-原子熒光光譜法[4，5]，電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-AES）[6-8]，火焰原子吸收光譜法[9]。粗銀屬于高銀物料，在進行預處理過程中，其中的稀貴金屬和銀難分離，而且采用ICP-AES等光譜法檢測粗銀中雜質元素時，基體干擾大，準確度低。此外，這些方法有非常明顯的劣勢—預處理過程復雜、耗時、樣品消耗量大、檢測成本高等，難以滿足生產控制需求。因此，我們期望能找到一種準確度高、快速且可以滿足生產控制需求的方法。

火花源原子發射光譜法在分析檢測樣品方面具有其獨特的優勢，該方法分析范圍廣，具有操作簡單快速，精密度準確度高等優勢[10，11]。此外，該法采用固體進樣方式，不需要濕法預處理，大大減低了檢測成本，提升了檢測效率[12，13]。除此之外，該法可同時測定多種元素，被廣泛用于樣品的快速分析及有色冶煉等行業爐前分析[14-20]。本研究采用火花源原子發射光譜法測定粗銀中的Cu、Au、Pb、Sb、Bi、Se、Te、Pd等元素的含量，快速且準確度高，可以滿足生產控制需求。

2 實驗部分

2.1 儀器設備及試劑

ARL 4460型直讀光譜儀（美國熱電集團），CJ0625臺式車床（山東臨沂金星機床有限公司），MP-2000氬氣凈化器（美國熱電集團）。

無水乙醇（AR），氬氣（質量分數為＞99.995%）。

2.2 儀器條件

儀器工作參數如表1所示。

表1 儀器工作參數

2.3 實驗方法

2.3.1 試樣制備

將圓柱形試樣夾持在車床上，將下表面進行車切平整和拋光，以下表面為分析面，標樣和試樣采用一致的方式車切拋光，要求分析面平整，不得有氣孔、夾渣、油污等物理缺陷。用無水乙醇擦拭表面，風干。

2.3.2 建立分析方法

利用表1設定好的儀器工作條件，在儀器出廠時自帶銀工作曲線基礎上，使用已定值好粗銀控制樣品在火花源發射光譜儀上連續激發，測定粗銀樣品中各雜質元素的譜線強度比，以元素質量分數為橫坐標，譜線強度比為縱坐標繪制出相應元素的工作曲線，并逐條回歸各檢測元素工作曲線，建立分析方法。

2.3.3 試樣分析

以平整面為上電極，下電極為鎢電極，選擇相應的分析程序，激發試樣，隨同試樣同步分析類型標準化樣品修正工作曲線，根據相應工作曲線計算測定元素的質量百分數。

3 結果與討論

3.1 分析線和背景線

元素分析線不同，其檢測下限和元素間譜線干擾就不同，根據儀器設置的條件，選擇了表2所示的被測定元素的分析線及作內標的背景線。

3.2 譜線干擾校正

通過最佳分析工作條件，可以消除大部分元素譜線干擾，但部分元素間譜線干擾還是存在。本實驗選取如下數學模型消除譜線干擾。

表2 分析線和背景線波長

表3 各元素檢測范圍

表4 1#試樣分析結果

表5 2#、3#、4#、5#試樣精密度（n=10）

表3 不同分析方法結果對照表

式中：C為分析元素校正后含量，%；C0為分析元素校正前含量，%；Ci為干擾元素的含量，%；K為干擾系數。

3.3 回歸工作曲線

標樣按照設置采用最佳分析條件激發后，依據分析元素的相對強度與濃度存在的正相關關系，回歸擬合出各元素的工作曲線，曲線可以是一次函數，也可以是二次函數，根據回歸出的相關系數來選擇。通式為：

式中：C為測定濃度值，%；I為光譜強度值，kcps，A為常數項。

3.4 測定范圍

根據元素的分析譜線的檢出限，分析標樣的低標和高標選擇與回歸工作曲線因素考慮，確定各元素分析范圍，如表3所示：

3.5 方法的精密度

選取5個（1#、2#、3#、4#、5#）粗銀樣品，采用本方法分別測量10次，其結果如表4、表5所示。

由表1和表2 可以看出，各試樣各元素的10次測量相對標準偏差在0.09%-11.13%之間，說明此方法的精確度結果令人滿意。

3.5 對照試驗

選取5個（1#、2#、3#、4#、5#）粗銀樣品，分別用本方法和容量法對照，結果如表3所示。

從表3可以看出，本法的測定值與容量法測定值的相對誤差為0%-16.67%，測試結果與容量法的結果基本接近，其結果令人滿意。

4 結論

用火花源原子發射光譜法快速測定粗銀中八種元素解決了容量法速度慢的、操作繁雜等問題。該方法無需溶解，固體進樣，誤差小，檢測成本低，可以滿足生產控制需求。