火焰原子吸收光譜法測定高品位、高氧化率銅礦石中氧化率的準確度研究

李宏萍，劉文斌，符澤衛

（云南錫業研發中心，云南 昆明 650000）

銅礦石可以分為硫化銅礦、氧化銅礦和混合銅礦三大類[4]。在銅礦石物相分析中將常見的銅礦物分為以下五相：硫酸銅、自由氧化銅、結合氧化銅、次生硫化銅和原生硫化銅[4]。測定銅氧化率主要測定銅礦石中的自由氧化銅和結合氧化銅含量，進而計算氧化率。一般情況下，自由氧化銅和結合氧化銅含量的測定采用飽和硫代硫酸鈉沉淀浸取液中的銅，將過濾殘渣及濾紙消化，排碳，將硫酸蒸干，加鹽酸溶解，用硫代硫酸鈉標準滴定溶液測定。文章探究了試樣經過浸取液浸取后采用火焰原子吸收光譜法對氧化銅進行測定，結果證明火焰原子吸收光譜法能有效的測定高品位、高氧化率銅礦石物相中的氧化銅含量，能夠提高分析檢測速度和準確度，特別適合用于高品位、高氧化率的銅及物相分析測定。

1 實驗部分

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）；銅空心陰極燈。

銅標準溶液100μg/mL、氨水、碳酸銨、亞硫酸銨、亞硫酸鈉、氟化氫氨、硫酸、硝酸、鹽酸。

所有試劑均為分析純，實驗室用水均為三級蒸餾水。

1.2 儀器工作條件及標準曲線的配制

波長324.7nm、燈電流3.0mA、光譜通帶0.4nm、燃燒器高度6mm、乙炔流量1200mL/min。

標準曲線的配制：分別移取0.00 mL，0.5mL，1.00 mL，2.00 mL，4.00 mL，6.00 mL，8.00 mL，10.00 mL銅標準溶液（100μg/mL）分別置于100 mL容量瓶中，加入10 mL（1+1）鹽酸，用水稀釋至刻度，搖勻。

1.3 實驗方法

1.3.1 自由氧化銅的測定

稱取0.5g試樣（精確至0.0001g）于300mL的錐形瓶中，加入100mL5%碳酸銨-25%氨水溶液，室溫振蕩30min，抽濾，用水洗滌5次～6次，（殘渣留測結合氧化銅）。試液用碘量法或原子吸收光譜法完成測定。

1.3.2 結合氧化銅的測定

將上述殘渣移回原錐形瓶中，加入3g氟化氫銨、0.5g亞硫酸鈉和100mL5%硫酸溶液，沸水浴浸取60min（中間補加一次亞硫酸鈉），抽濾，用水洗滌5次～6次，試液用碘量法或原子吸收光譜法完成測定。

2 碘量法與原子吸收光譜法分別測定游離氧化銅和結合氧化銅

2.1 碘量法測定銅礦石中的游離氧化銅和結合氧化銅

將實驗方法所得濾液調整酸度為5%的硫酸酸度，加熱至微沸，攪拌下緩緩加入5mL～10 mL飽和硫代硫酸鈉溶液直至銅沉淀完全，煮沸至溶液清亮，過濾，用2%硫酸溶液洗滌2次～3次，棄去濾液。殘渣連同濾紙移入原燒杯中。加入10mL～20 mL硝酸消化后，加硝-硫混酸排碳至凈，然后繼續加熱至驅凈硫，冷卻，鹽酸溶解，用20 mL水沖洗杯壁，煮沸，使鹽類溶解，冷卻至室溫。向溶液中滴加乙酸銨（若鐵含量極低需要補加1mL10%三氯化鐵）至紅色不在加深并過量2mL～3mL，然后滴加氟化氫銨飽和溶液至紅色消失并過量1mL，搖勻。向溶液中加入2g～3g碘化鉀，搖勻。迅速用硫代硫酸鈉標準滴定溶液滴定至淡黃色，加入2mL淀粉溶液，繼續滴定至淺藍色，加入1 mL硫氰酸鉀溶液，激烈搖動至藍色加深，再滴定至藍色剛好消失即為終點。試驗數據如下表所示：

2.2 原子吸收光譜法測定銅礦石中游離氧化銅和結合氧化銅

將實驗方法所得濾液移入至200mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，澄清后與標準系列同時進行原子吸收測定，試驗數據如下表所示：

表2 原子吸收光譜法測定氧化銅

圖2 濾液加入量對銅含量測定的影響

3 分析與討論

將實驗方法所得濾液移入至200mL容量瓶中定容，直接用原子吸收光譜法測定銅含量，YT1#～YT3#樣品測定結果比碘量法測定結果偏低，YT4#樣品和碘量法測定結果相差不大。

通過分析認為YT1#～YT3#樣品銅含量高，濾液未經稀釋直接用原子吸收測定試液粘度大，表面張力小，在霧化過程中霧化效率低，從而造成測定結果偏低[3]。

所以為了解決火焰原子吸收光譜法在測定高品位、高氧化率銅礦測定結果偏低的情況，考慮將濾液定容于200mL的容量瓶中，移取10mL濾液于100mL容量瓶中，控制5%鹽酸酸度，以水定溶，搖勻，火焰原子吸收光譜法測定，測定結果如下：

表3 分取稀釋后原子吸測定氧化銅

實驗證明，對于高品位、高氧化率銅礦石氧化銅測定，試液經過分取稀釋之后，原子吸收光譜法測定，銅氧化率的測定結果和碘量法測定結果相差不大。

4 結論

碘量法與原子吸收光譜法分別測定游離氧化銅和結合氧化銅的測定結果在允許誤差范圍內，在對銅礦石進行物相分析時，可以使用碘量法和火焰原子吸收光譜法，通過對兩種方法的結果進行比較，在測定高品位、高氧化率銅礦石物相氧化銅含量時，碘量法測定方法流程較長，試驗步驟繁瑣，干擾元素較多。

火焰原子吸收光譜法靈敏度高，干擾元素少，介質的干擾也小，通過將浸取濾液分取稀釋后進行測定，準確度可靠，測定時間較短，大大提高了工作效率。