電感耦合等離子體發射光譜法測定銀側吹爐煙灰中的鉍

陳麗梅，陳 蘭，蔣金莉，曾 龍

（郴州市金貴銀業股份有限公司，湖南郴州 423038）

鉛電解過程中，鉛殘極板表面呈黑灰色泥狀的物質，稱之為鉛陽極泥，陽極泥中含有標準電極電位比鉛正的貴金屬和一些稀有金屬，陽極泥中大部分元素以氧化形態存在。某廠采用側吹爐回收鉛陽極泥中的有價金屬，在高溫下配入還原劑炭精進行還原熔煉，部分元素如砷、銻、鉛、鉍、碲、硅等，以及一些貴金屬元素如銀、金等以低價氧化物揮發進入煙塵，稱之為銀側吹爐煙灰。

目前，針對礦石及冶煉物料中鉍的測定主要有滴定法［1～3］、原子吸收光譜法［4，5］、電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-AES）［6，7］等。銀側吹爐煙灰中的鉍含量在1%～15%不等，用EDTA滴定法測定其中鉍時終點不穩定，測定結果嚴重偏低；原子吸收光譜法測定其中的鉍時，原子吸收測定線性范圍較窄，稀釋倍數很難控制；電感耦合等離子體發射光譜法具有選擇性好、干擾少、檢測限低、線性范圍寬等特點，本試驗提出了使用電感耦合等離子體發射光譜法對銀側吹爐煙灰中的鉍進行測定。從測定結果顯示，該方法可行，測定結果穩定、可靠，能很好地運用于生產指導。

1 試驗部分

1.1 主要儀器

分析天平（感量0.000 1 g）；7200電感耦合等離子體發射光譜（美國Thermo公司），工作條件見表1。

表1 ICP-AES工作條件

1.2 主要試劑

1.鉍標準儲備液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心制）：1 000μg／mL。

2.鉍標準溶液：100μg／mL，由鉍標準儲備液稀釋配制而成。

3.鹽酸（ρ＝1.19 g／mL）。

4.硝酸（ρ＝1.42 g／mL）。

5.氫氟酸。

6.高氯酸。

7.王水：現配現用。

以上試劑均為分析純試劑，試驗用水為二次蒸餾水。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品預處理

樣品在105℃的烘箱中烘至恒重后，至干燥器中冷卻至室溫。

1.3.2 樣品處理

準確稱取0.2 g樣品（精確至0.000 1 g）置于150 mL聚四氟乙烯燒杯中，吹少量水，加入10 mL硝酸，低溫加熱2 min后，加入15 mL鹽酸，5 mL氫氟酸，3 mL高氯酸，搖勻，繼續低溫加熱，冒白煙至溶液剩余3 mL，加入25 mL王水，用水吹洗杯壁，加水至50 mL，繼續煮沸3 min，取下，冷卻，以水定容至250 mL容量瓶中，搖勻。移取10 mL溶液于100 mL容量瓶中，加入10 mL王水，以水定容至刻度，搖勻，待測。

隨同樣品做空白試驗。

1.3.3 測定

在調節儀器至最佳工作條件下，在Bi190.234 nm處，測定鉍的含量。

1.3.4 標準溶液系列的配制

分別移取 0 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、6.00 mL、10.00 mL、12.00 mL、15.00 mL鉍標準溶液置于100 mL容量瓶中，吹少量水，加入10 mL王水，以水定容至100 mL，混勻。此標準溶液系列鉍質量濃度分別為0μg／mL、1.0μg／mL、2.0μg／mL、4.0μg／mL、6.0μg／mL、10.0μg／mL、12.0μg／mL、15.0μg／mL。調節儀器至最佳工作條件，在Bi190.234 nm處，測定標準溶液系列的發射強度，繪制工作曲線。

2 結果與討論

2.1 溶樣方法的選擇

銀側吹爐灰的成分比較復雜，含有鉛、銻、砷、鉍、銅、鉛、硅、銀等元素，且均以氧化態存在。其中硅的氧化物易包裹其它元素，硅還與一些元素形成較穩定化合物，如硅酸鉛等。采用硝酸或王水溶樣時，樣品難以消解完全，樣品溶液渾濁，樣品測定結果偏低。硝酸-鹽酸-氫氟酸-高氯酸消解后，王水繼續溶解樣品，樣品溶液澄清度提高，樣品分解完全，稀釋十倍后可滿足測定要求，因此試驗采用硝酸-鹽酸-氫氟酸-高氯酸消解銀側吹爐煙灰。

2.2 溶液介質和酸度的選擇

銀側吹爐煙灰中的銻、砷、鉍等在低酸條件下易水解，使溶液渾濁，待稀釋溶液中王水相比硝酸更能保證樣品元素的穩定性，采用硝酸-鹽酸-氫氟酸-高氯酸消解樣品后，加入25 mL王水可以防止樣品水解。試驗還考察了酸度對測定溶液的影響，移取一組10 mL待稀釋溶液，分別加入2 mL、5 mL、8 mL、10 mL、12 mL王水定容至100 mL，按試驗方法測定，結果發現王水加入量大于8 mL時，樣品澄清，因此待測樣品溶液中王水加入量為10 mL。

2.3 共存元素干擾試驗

銀側吹爐煙灰的成分比較復雜，含有鉛、銻、砷、鉍、銅、鉛、硅、銀等元素，且均以氧化態存在。試驗根據銀側吹爐煙灰中各共存元素可能存在的最大量，在4μg／mL鉍標準溶液中按移取樣品共存元素最大量的1.5倍加入共存離子，研究對4μg／mL鉍標準溶液測定的干擾情況，結果顯示，分別加入Cu 0.5 mg，Pb 4.0 mg，Sb 8.0 mg，As 2.0 mg，Te 0.5 mg，Ag 0.5 mg時，各共存元素均不干擾錫鉍的測定。

2.4 校準曲線及檢出限

在儀器選定的工作條件下，對鉍標準溶液系列進行測定，以鉍質量濃度為橫坐標，發射強度為縱坐標，繪制校準曲線，校正曲線的線性回歸方程為y＝139.566x+1.174，線性相關系數R2為0.999 989。連續測定11次試劑空白，以3倍標準偏差所對應的質量濃度作為方法檢出限，結果為0.017μg／mL。

2.5 精密度試驗

同時針對B1、B2、B3樣品，采用本試驗方法對每個樣品同時分析測定12次，得到12個測定值，每個數字均保留兩位小數，計算出平均值及相對標準偏差結果見表2。

表2 方法精密度試驗結果 %

從表2的結果看出，采用本試驗的方法測定該類樣品，結果重現性較好。

2.6 方法準確度試驗

選擇B3樣品，加入適量鉍標準溶液，按試驗方法消解并稀釋，在選定條件下進行測定并計算鉍回收率，結果見表3。

表3 加標回收試驗結果

從表3加標回收試驗數據可以看出，該方法回收率較高，采用該方法測定銀側吹爐煙灰中的鉍，結果比較準確可靠。

3 結 論

以上試驗結果表明：采用硝酸-鹽酸-氫氟酸-高氯酸消解樣品，適當稀釋后，在合適酸度下采用電感耦合等離子體發射光譜法測定其中鉍含量，從試驗結果顯示，該方法簡單、快速，成本低，且精密度和準確性很好，能很好地滿足生產經營需要。