原子吸收次靈敏線測定鋅冶煉低浸渣中鋅量

（云錫文山鋅銦冶煉有限公司，云南 馬關(guān) 663700）

鋅是一種重要的有色金屬，在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用，許多有色金屬礦都伴生鋅，地質(zhì)找礦、冶金、特別是鋅礦山、冶煉廠及與鋅有關(guān)的工業(yè)企業(yè)都有大批量高含量鋅樣品分析任務(wù)[1]。

目前，在分析行業(yè)中，對于原子吸收次靈敏線測定低浸渣中鋅量的分析方法，有原子吸收火焰法、氨水分離法。相比之下，氨水分離法更為科學、準確性高，則為首選方法。但是該方法存在耗時長，成本高，分析環(huán)境差，固廢不好處理等系列問題，經(jīng)過參閱相關(guān)文獻，找到原子吸收次靈敏線測定法來替代傳統(tǒng)氨水分離法測鋅。原子吸收測定鋅最佳靈敏線的波長是213.9nm，適用于鋅濃度在毫克每升的樣品，稱樣量小、稀釋倍數(shù)大，引起誤差變大，使結(jié)果不可靠[2]。此外，測定高含量鋅時，原子吸收法會有嚴重的自吸現(xiàn)象。通過把波長調(diào)整為307.6nm時鋅的靈敏度大幅度降低，試料以鹽酸、硝酸、氫氟酸溶解，在鹽酸介質(zhì)中，適當?shù)南♂尯笥迷谠摬ㄩL下測定，吸光度與濃度符合朗伯-比爾定律，標準工作曲線線性好，與氨水分離法結(jié)果相符，此方法簡便快捷、準確、重現(xiàn)性好，實用性強，適用于低浸渣中鋅量的分析。

1 實驗

1.1 儀器及工作條件

TAS-990 F型原子吸收分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司。

分析線波長307.6nm，燈電流6mA，狹縫4nm，燃氣流量1300mL/min。

1.2 主要試劑

鹽酸，市售AR；硝酸，市售AR；氫氟酸，市售AR；鹽酸（1+1）；硝酸（1+3）。

鋅標準溶液：稱取經(jīng)稀酸清洗并干燥后的5.0000g金屬鋅（99.99%）置于400mL燒杯中，加入25mL硝酸（1+3）。蓋上表面皿，于電熱板低溫處加熱完全溶解，煮沸驅(qū)除氮的氧化物，取下冷卻至室溫，移入1000mL容量瓶中，加入40mL硝酸（1+3），用水稀釋至刻度，混勻。此溶液為每升含5克鋅。

1.3 實驗方法

（1）空白試驗：隨同試料做空白試驗。

（2）樣品處理：稱取0.2000g試樣（所送試樣量在50g以上，試樣粒度不大于145μm）置于200mL燒杯中，加入15mL鹽酸（AR），于低溫處加熱溶解并煮沸10min，加入5mL硝酸（AR），2mL氫氟酸（AR），繼續(xù)加熱溶解完全并蒸至近干，取下稍冷，加10mL鹽酸（1+1），加熱使鹽類溶解，取下冷卻，移入100mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻。

（3）樣品測定：使用空氣—乙炔火焰，于原子吸收光譜儀波長307.6nm處，以水調(diào)零，測量鋅的吸光度，減去隨同試料空白溶液的吸光度，從工作曲線上查出相應(yīng)元素的濃度。

2 結(jié)果與討論

（1）低浸渣的主要成分見表1。

表1 低浸渣的主要成分（%）

（2）標準曲線：在選定的儀器工作條件下，測定鋅標準曲線系列，實驗表明鋅濃度在0.0mg/mL～1.0mg/mL之間，溶液鋅含量與吸光度呈線性關(guān)系，線性回歸方程為y=0.1797x+0.0009，相關(guān)系數(shù)r=1。

（3）樣品前處理方法的選擇：稱取0.2000g已知鋅含量w（Zn）=25.57%的樣品，分別采用不同的方法處理，各種處理方法都進行5次平行試驗，結(jié)果的平均值見表2。

表2 樣品的不同預(yù)處理實驗結(jié)果

從表2可以看出，單純用HCl或者HNO3處理樣品，所得結(jié)果比樣品的實際含鋅量偏低，且在實驗中觀察到未溶殘留物，上機時容易造成霧化器毛細管堵塞[3]。用HCl+HNO3或者HCl+HNO3+HF混合酸處理樣品，兩者實驗的實際含鋅量基本吻合，但是HCl+HNO3+HF處理的樣品，溶解更充分，溶液更清亮，因此，本實驗采用HCl+HNO3+HF混合酸處理樣品。

（4）介質(zhì)對測定元素的影響：樣品溶液用酸及用量均影響霧化效率，無機酸的引入將增加樣品的黏度，降低溶液的提升速度[4]。分別用不同濃度HCI、HNO3、H2SO4對待測元素測定的影響進行試驗比對，試驗結(jié)果表明，HCI和HNO3在7.5%范圍內(nèi)對測定均無影響，但H2SO4的酸度達2%時，會對鋅產(chǎn)生負干擾，2%～7.5%的H2SO4，產(chǎn)生的干擾為-2%～11%。因此，在處理試樣過程中不用H2SO4[5]，為保護儀器設(shè)備的霧化系統(tǒng)，故本實驗樣品溶液酸度確定為5%的HCl。

（5）共存元素對測定鋅的干擾：對中常見的元素進行干擾實驗。為了驗證溶液中其他元素對鋅的干擾情況，根據(jù)樣品中干擾元素的最大值，模擬溶液中各元素的成分組成進行測試，具體情況如下：在100mL的容量瓶中加入500mg的鐵（溶液中鐵約為5mg/mL），分別加入50mg的銅、50mg的鉛、50mg的二氧化硅，加入5%（體積分數(shù)）的鹽酸介質(zhì)，以水定容，于次靈敏線原子吸收光譜儀上進行測定，進行驗證共存元素對鋅的干擾情況，結(jié)果見表3。由表3可以看出，在試驗條件下，鐵、銅、鉛、二氧化硅等元素的存在使得鋅測定的相對誤差在±0.5%范圍內(nèi)，測量結(jié)果準確度和和精確度都非常好，因此溶液中這些共存元素對最終的測定結(jié)果的影響可忽略不計。

表3 共存元素的干擾

（6）方法的精密度和加標回收試驗：按照實驗方法，對編號為DJZ-1、DJZ-2、DJZ-3的樣品中鋅平行測定11次，精密度試驗結(jié)果見表4。同時加入鋅標準溶液進行加標回收試驗，加標量折算成鋅量，鋅回收率結(jié)果見表5。

表4 精密度試驗結(jié)果

表5 加標回收試驗結(jié)果

（7）樣品分析：按照實驗方法，對編號為DJZ-1、DJZ-2、DJZ-3的液體樣品中鋅進行測定，并與氨水分離法進行比對，比對結(jié)果見表6。

表6 本方法和氨水分離法的對比試驗

3 結(jié)論

采用原子吸收次靈敏線測定高鐵溶液中高含量鋅，在鋅濃度為0.0mg/mL～1.0mg/mL之間，溶液鋅含量與吸光度呈線性關(guān)系，相關(guān)性較好。此方法測定的加標回收率為：98.2%～101.8%。采用本法避免了樣品的逐級稀釋，提高了工作效率[6]。同時，該方法與氨水分離法相比，具有較高的工作質(zhì)量和效率，快速簡潔，大幅度降低生產(chǎn)成本，降低了固廢物的投放量，改善了分析環(huán)境，具有很高的經(jīng)濟效益和推廣價值。