原子吸收光譜法連續(xù)測定鋅精礦中的銀鉛鎘

陳忠，王勇，劉祥騫

(1.四川會東大梁礦業(yè)有限公司，四川 會東 615205；2.西藏玉龍銅業(yè)股份有限公司，西藏 昌都 854100)

1 原子吸收光譜法連續(xù)測定鋅精礦內(nèi)銀、鉛、鎘的意義

涼山地區(qū)地域廣闊，資源豐富，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，礦產(chǎn)資源種類齊全，資源潛力非常巨大。截至目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)有103種，產(chǎn)地有1828處，金屬、非金屬產(chǎn)地474處，包括煤礦、鐵礦、銅、鉛、鋅、鎳、鋁、鉬、金、銀、稀土等。其中銅礦、鉛鋅礦、在中國占有重要的位置，已知的稀有金屬有鋰、鈹、鈮、鉭、鋯、重稀土、輕稀土、銣、銫等；放射性礦物有鈾；分散元素有鎵、鍺、鎘、硒等。涼山地區(qū)是國家將來開發(fā)重點(diǎn)地區(qū)之一，是國家資源的聚寶盆。單純的鉛礦、鋅礦很少見，通常是鉛鋅金屬伴生，常稱做鉛鋅礦，精礦產(chǎn)品除了常見的鉛鋅元素外還含有其他貴金屬銀、重金屬如鎘等。鉛鋅產(chǎn)品廣泛用于電氣工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、冶金工業(yè)等領(lǐng)域，其中鉛金屬主要集中用于鉛酸蓄電池、化工、鉛板、鉛管、鉛彈等領(lǐng)域，鉛與鋅、銀、鎘的分析化驗(yàn)，在工業(yè)、礦山領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。研究元素分析對礦山資源的勘探，開發(fā)、利用具有重要意義，涼山地區(qū)礦產(chǎn)資源勘查程度低，資源儲量大，涼山地區(qū)的礦山規(guī)模小、分散俗稱“雞窩礦”。四川會東大梁礦業(yè)有限公司生產(chǎn)的鋅精礦除了主元素鋅以外，一般還含有鉛、鎘、銀等元素，主品位鋅的化驗(yàn)采用EDTA滴定法(此法滴定出的含量為鋅與鎘的總量)，鋅精礦中的鎘含量一般在0.4%～0.65%之間。

精礦內(nèi)元素提取工作中，銀、鉛、鎘為礦區(qū)內(nèi)分布的常見元素，在傳統(tǒng)元素測定工作中，由于銀、鉛、鎘所需的溶樣方法不同，容易在測定過程中耗費(fèi)大量時(shí)間、人力及物力成本，且測定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性難以保障[2]。原子吸收光譜法對鋅精礦內(nèi)銀、鉛、鎘的測定，是通過采用常規(guī)“硝酸+鹽酸”等混合溶樣，加熱溶解后成為可定容的鹽酸溶液。隨后在該溶液的應(yīng)用中，運(yùn)用“火焰原子吸收光譜法”持續(xù)測定鋅精礦內(nèi)樣品，對該樣品內(nèi)的銀、鉛、鎘進(jìn)行定量分析。化工領(lǐng)域中，原子吸收光譜法的實(shí)踐，可進(jìn)一步提升鋅精礦中銀、鉛、鎘測定效率，簡化鋅精礦內(nèi)金屬元素檢測流程，控制地質(zhì)選礦、貴金屬元素提出、冶金材料制備中的實(shí)際成本，確保銀、鉛、鎘測定數(shù)據(jù)的可靠性。

2 原子吸收光譜法連續(xù)測定金精礦內(nèi)銀鉛鎘的實(shí)驗(yàn)分析

2.1 實(shí)驗(yàn)樣品及儀器準(zhǔn)備

2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

選擇型號為日立ZA3300的原子吸收光譜儀，該儀器在實(shí)驗(yàn)中的基本參數(shù)如表1所示。

表1 ZA3300的原子吸收光譜儀實(shí)驗(yàn)參數(shù)

2.1.2 實(shí)驗(yàn)樣品

第一，銀標(biāo)準(zhǔn)溶液。制備方法為將1g金屬銀(含量超過99.99%)的樣品，放置在250mL的燒杯內(nèi)，將硝酸倒入燒杯中，在燒杯上蓋上表面皿，待銀元素徹底溶解后，消除溶液中含有的氮氧化物、冷卻處理后將其定容在1000m/L的容量瓶內(nèi)搖勻處理。在此期間，該溶液應(yīng)為實(shí)驗(yàn)所需的儲備溶液，銀元素濃度通常為1mg/mL。該溶液制備結(jié)束后，制作溶液濃度分別為0.00、0.25、0.5、0.75、1.00、1.25μg/mL銀標(biāo)準(zhǔn)溶液。

第二，鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液。稱取1g的處理過的鉛片，放置在400mL燒杯內(nèi)，將硝酸倒入燒杯中，在燒杯上蓋上表面皿，待鉛元素徹底溶解后，消除溶液中含有的氮氧化物、冷卻處理后將其放在1000m/L的容器內(nèi)搖勻處理。除此之外，相關(guān)人員需要制作鉛工作溶液，待其轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶后，鉛質(zhì)量濃度為2.5、5、7.5、10、15μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液備用。

第三，鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液。稱取1g的的鎘標(biāo)準(zhǔn)，放置在400mL燒杯內(nèi)，將硝酸倒入燒杯中，在燒杯上蓋上表面皿，待鉛元素徹底溶解后，消除溶液中含有的氮氧化物、冷卻處理后將其放在1000m/L的容器內(nèi)搖勻處理。另外，測驗(yàn)人員需要制作鎘工作溶液，待其轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶后，鎘質(zhì)量濃度為0.25、0.50、0.75、1.0、1.5μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液備用。

2.2 實(shí)驗(yàn)過程

首先，應(yīng)用ZA3300原子吸收光譜儀器連續(xù)測定鋅精礦內(nèi)銀、鉛、鎘元素時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員需在制備各元素所需實(shí)驗(yàn)溶液后，稱取0.2g的鋅精礦產(chǎn)品，將其放置200mL燒杯內(nèi)。放入鋅精礦樣品后，適當(dāng)添加蒸餾水濕潤樣品，同時(shí)倒入10mL的鹽酸低溫煮沸1～2min以達(dá)到除硫效果，滴加數(shù)滴氟化氫銨，加熱處理后倒入20mL硝酸，蓋上表面皿。反應(yīng)結(jié)束后，低溫加熱、冷卻。冷卻后添加10mL鹽酸將燒杯內(nèi)樣品、其他混合物煮沸，煮沸2min后冷卻處理。同時(shí)將其轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶內(nèi)，使用“硝酸+鹽酸”制作而成的鹽酸溶液定容鋅精礦樣品，搖勻后靜置。

最后，使用ZA3300原子吸收光譜儀器，按照既定實(shí)驗(yàn)參數(shù)連續(xù)測定樣品內(nèi)的銀、鉛、鎘(鎘需要稀釋一定倍數(shù)后測定)。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

首先，原子吸收光譜法連續(xù)測定鋅精礦內(nèi)銀鉛鎘的實(shí)驗(yàn)中，銀、鉛、鎘元素在消解接觸后，由于溶液有“趕酸”需求，所以無需在測定過程中完成將溶液內(nèi)水分蒸干，以免導(dǎo)致鋅精礦樣品、實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)溶液內(nèi)含有的無法溶解的金屬鹽類，影響原子吸收光譜法的測定效率。根據(jù)鋅精礦樣品連續(xù)測定可知，樣品內(nèi)銀元素含量過高時(shí)，蒸餾水在定容后會導(dǎo)致溶液內(nèi)出現(xiàn)沉淀物，所以需要在連續(xù)測定期間，及時(shí)添加鹽酸，使鹽酸溶液定容銀、鉛、鎘等溶液，完成沉淀物的轉(zhuǎn)換。比如定容銀溶液時(shí)鹽酸溶液可促使AgCl沉淀，并將其溶解為AgCl32-。

另外，在連續(xù)測定鋅精礦內(nèi)銀、鉛、鎘實(shí)驗(yàn)中，原子吸收光譜法儀器測定結(jié)果與其他外檢單位以及極譜測定數(shù)據(jù)對比結(jié)果如表2所示。

原子吸收光譜法連續(xù)測定鋅精礦內(nèi)銀、鉛、鎘時(shí)，該測定方法精密度較強(qiáng)，可在鋅精礦化學(xué)分析中，準(zhǔn)確測定鋅精礦產(chǎn)品內(nèi)的銀量、鉛量、鎘量。除此之外，相對于傳統(tǒng)熔樣測定方法，此種混合溶樣基礎(chǔ)上的原子吸收光譜測定，具有測定效率高、可實(shí)現(xiàn)連續(xù)與快速測定目標(biāo)的優(yōu)勢，值的在鋅精礦內(nèi)金屬元素定量分析中，準(zhǔn)確測定銀、鉛、鎘等常見金屬元素。

表2 實(shí)驗(yàn)中化驗(yàn)結(jié)果與外檢、極譜儀測定對比表

3 結(jié)語

綜上所述，原子吸收光譜法對鋅精礦內(nèi)銀、鉛、鎘所進(jìn)行的連續(xù)測定，具有測定效率高、測量數(shù)據(jù)精度高等優(yōu)勢。并且根據(jù)原子吸收光譜法連續(xù)測定鋅精礦內(nèi)銀鉛鎘的實(shí)驗(yàn)可知，相較于國際標(biāo)準(zhǔn)測定方法，此種連續(xù)測定法可準(zhǔn)確的確定鋅精礦內(nèi)的原子吸收光譜法連續(xù)測定鋅精礦內(nèi)銀鉛鎘的實(shí)驗(yàn)含量，從而為我國有色金屬工業(yè)提供更有價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。