泡沫塑料富集- 原子吸收光譜法測定碲化銅中金含量

史 靜， 陳 成

（銅陵有色金屬集團控股有限公司技術中心， 安徽 銅陵 244101）

碲化銅是銅冶煉工藝下游處理銅陽極泥生產金銀等貴金屬工藝中，用銅粉置換濕法浸出處理時的副產品。碲化銅是黑色的晶體粉末，常溫下在空氣中比較穩定。碲化銅不僅是重要的無機材料，還是儲存碲和銅資源的極好形式，同時也是下游企業精煉生產精碲的重要原料。作為以生產金銀為主產品的企業，副產品中金銀的含量高低是生產控制以及金屬平衡中必須要把控的，所以碲化銅中金含量對于貿易結算和生產控制具有重要的意義。

目前，金含量的測定方法有火試金法[1-2]、分光光度法[3]、原子吸收光譜法[4-5]、重量法[6]等，眾多檢測機構多采用火試金重量法，而碲化銅樣品無國家或行業標準分析方法。碲化銅中的銅、硒、碲等雜質元素含量較高，采用火試金過程中，會影響合粒從而給結果造成較大誤差。而作為廠礦企業，金含量對生產控制的重要不言而喻，那么及時性更是必須的，所以從縮短檢測周期、規范檢測方法等多角度考慮，本次實驗考慮以泡沫塑料吸附- 原子吸收光譜法檢測金含量，可與火試金方法形成互補，用于日常快速檢測。本文將試樣經王水分解，在王水介質中以泡沫塑料吸附金的絡合物[AuCl]4-后與其他高含量干擾元素分離，進而經硫脲洗脫，使用原子吸收光譜法測定金含量，結果滿意。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

AA800 型原子吸收光譜儀（美國PE）：WinLab32 for AA 操作軟件。

王水（現配現用）：在通風櫥中，量取1 份體積的硝酸慢慢的倒入3 份體積的鹽酸中，不斷的用玻璃棒攪拌，待溶液溫度降至常溫，移入棕色試劑瓶，蓋好蓋子，貼好標簽，備用。

鹽酸（GR），硝酸（GR），硫脲（AR），三氯化鐵（AR），三氯化鐵溶液100 g/L，硫脲溶液2%。

金標準貯存溶液（Au 0.1 g/L）：稱取0.100 0 g 金w（Au）≥99.99%于100 mL 燒杯中，加入20 mL 王水加熱溶解后，移入裝有50 mL鹽酸、50 mL硝酸的1 000 mL 容量瓶中，以一級水稀釋至刻度，混勻。

金標準溶液（Au10 μg/mL）：移取10.00 mL 金標準溶液貯存于100 mL 容量瓶中，加入10 mL 王水，以水稀釋至刻度，混勻。

高純氬氣純度>99.9%，實驗用水均為超純水。

1.2 儀器工作條件

乙炔氣流量為1.5 L/min；空氣流量為19 L/min；燈類型為空心陰極燈；燈電流為10 A；狹縫為0.7H；Au 分析譜線為Au242.8nm。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品前處理

稱取10 g（精確到0.1 mg）樣品置于250 mL燒杯中，加入60 mL 王水（1+2），在電熱板上加熱溶解，至體積50 mL 左右，取下冷卻。將燒杯中試液轉移至250 mL 聚乙烯塑料瓶，用純水少量多次洗至150 mL刻度左右。

放入一塊用1.0 mol/L 鹽酸浸泡30 min，用水洗擠干的泡沫塑料，蓋上蓋子，設置振蕩速度180 次/min，在振蕩機上振蕩90 min。取出泡沫塑料，用水洗凈，擠干，放進25 mL比色管中，加入25 mL 硫脲溶液（2.0%），趕走氣泡，在沸水浴中煮沸60 min，趁熱用鑷子反復擠壓泡沫塑料、冷卻、定容、待測。隨同試樣做空白試驗。

1.3.2 標準溶液系列的配制

分別移取0、2.00、5.00、10.00、25.00 mL 金標準溶液于一組100 mL 容量瓶中，加入5 mL 鹽酸、5 mL硝酸，用水稀釋至刻度，搖勻。此標準溶液系列中金質量濃度分別為0、0.20、0.50、1.00、2.50 μg/mL。

1.3.3 結果計算

選用1.2 儀器工作條件，將金標準溶液系列和上述試液使用原子吸收測定，扣除空白強度，測定3 次，取平均值，從校準曲線上得到金的測定值，進而計算出碲化銅中金的含量。

金的含量以金的質量分數wBa計，數值以g/t 表示，按式（1）計算。

式中：ρ1為從校準曲線上查得的金質量濃度，μg/mL；ρ0為從校準曲線上查得的空白質量濃度，μg/mL；V 為溶液的總體積，mL；m 為稱取試樣的質量，g。

每個試樣至少重復測定兩次，取兩次測定值的平均值作為測定結果。計算結果表示至小數點后兩位。

2 試驗結果

碲化銅樣品經王水、（1+1）王水、（1+2）王水、（1+1）鹽酸+濃硝酸溶解等多種混合試劑處理。發現采用（1+2）王水溶解的樣品無明顯顆粒物存在，且樣品溶解的金含量達到最高值。后續就（1+2）王水溶解樣品后的一系列影響因素進行了如下試驗。

2.1 泡沫吸附震蕩時間試驗

采用1.3 實驗方法，加入泡沫塑料吸附金時，需要震蕩來提高吸附效率，震蕩時間的長短對金的吸附有較大影響，分別選擇30 min、60 min、90 min、120 min震蕩時間進行試驗，同時做空白試驗。結果表明，當振蕩時間為60 min 以下時，金含量偏低，說明在振蕩時，沒有吸附完全，當振蕩時間為90 min 以上時，解析效率趨于穩定，數據重現性也很好。因此，震蕩時間短吸附不完全，震蕩時間長不利于節約時間成本。故我們選擇的震蕩時間為90 min。

2.2 最佳硫脲用量試驗

硫脲對金具有很強的絡合能力，因此我們通常選擇硫脲作為含金泡塑的最好解脫劑。采用1.3 實驗方法，在硫脲浸金時分別選擇硫脲濃度為1.0%、2.0%、3.0%、4.0%進行解析試驗，同時做空白試驗。結果表明，用1%硫脲濃度解脫含金泡塑時，金含量最低。硫脲濃度在2%～4%范圍內均能將金解脫完全，解析效率在99%以上。在既能保證金被完全解脫又考慮成本不致造成大量浪費的情況下，我們選擇2%硫脲濃度作為解脫劑。

2.3 硫脲解析時間的試驗

采用1.3 實驗方法，在硫脲浸金時，分別選擇硫脲解析時間為30 min、40 min、60 min、80 min 四個條件進行試驗，同時做空白試驗。結果表明，當解析時間30 min、40 min 時測定結果較低，說明在解析時，由于時間不夠，沒有解析完全，當解析時間60 min 時，解析效率最高，解析時間80 min 時解析效率偏低，可能解析時間長有揮發損失。因此，確定最佳的解析時間為60 min。

2.4 硫脲解析液酸度試驗

硫脲對于金的檢測會造成一定的影響，通常應當在酸性環境下進行，因為堿性環境硫脲呈現不穩定性狀態。采用1.3 實驗方法，在選擇硫脲浸金時，分別加入0.0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%鹽酸溶液，同時做空白試驗。結果表明，鹽酸介質濃度（質量分數）在0.5%～1.5%時，硫脲解析液均能定量解析金，鹽酸介質濃度過大，解析液的解析效率有所下降，在不加鹽酸介質的硫脲解析液也能定量解析金，且解析效率最好。因此我們選擇不加鹽酸介質的硫脲解析液。

2.5 儀器條件試驗

儀器同樣會對金的檢查結果造成一定的影響，這就應當對儀器進行適當的調節，如助燃氣比和燈電流等條件進行科學的調節，提高檢測結果的準確性。由于儀器測定前會自動進行燃燒頭高度、靈敏度等自校優化程序，故主要進行了乙炔/空氣流量（L/min）、燈電流（A）參數實驗。

在試驗中，設定乙炔流量1.5 L/min、燈電流10 A，分別在空氣流量21 L/min、20 L/min、19 L/min、18 L/min、17 L/min 下對0.5 μg/ml、1.0 μg/ml、2.5 μg/ml標準溶液進行測定，結果表明，空氣流量值設定越小，火焰逐漸變紅，測定中吸光度值不穩定，重現性差。所以選定空氣流量為19 L/min。設定燈電流10 A、空氣流量19 L/min，分別設乙炔流量1.2 L/min、1.5 L/min、2.0 L/min、2.5 L/min 進行實驗測定，結果表明，乙炔流量設置越大，火焰越高，火焰抖動越厲害，從而導致吸光度值很不穩定，所以選定乙炔流量1.5 L/min。

3 試驗結果討論

3.1 共存元素對鋇測定的影響

通過對大量試驗數據的總結發現，碲化銅中共存元素的含量（質量分數）范圍如下：銅，35%～40%；碲，30%～40%；硒，0.050%～0.10%；鈀，0.07%～0.10%；砷，0.40%～0.50%；銻，0.0010%～0.10%；鐵，0.050%～0.10%；鉛，0.010%～0.10%。故碲化銅中主要干擾元素為銅、碲、鐵、砷、鉛、硒。按照實驗方法經泡沫塑料吸附后，干擾元素除銅含量為0.001 2%以外，其余均<0.001%，基本對待測液中金無影響。

3.2 方法線性范圍、檢出限

工作曲線的繪制步驟與標準曲線相同，通過實驗，發現在0～100 mg/L 范圍內，工作曲線呈線性，其相關系數R 為0.999 9，所以方法的線性范圍為0～100 mg/L。把儀器調試到正常的工作狀態并保持穩定30 min，按樣品前處理方式平行測定11 個空白試驗，通過計算空白測定結果的3 倍標準偏差（3σ），得到該方法的檢出限，結果為0.022 μg/mL。通過計算空白測定結果的6 倍標準偏差（6σ），得到該方法的測定下限，結果為0.043 μg/mL。

3.3 重現性、回收率、方法對照實驗

采用1.3 中最佳實驗條件，選取5 個樣品進行前處理并測定，數據如表1 所示：

表1 重現性、回收率、對照實驗結果

從表1 可以看出，采用此方法測定碲化銅中金含量分析RSD 值最低可以達到1.12%，回收率均在98.28%～103.16%之間，與國標火試金方法比照，均在允許誤差很小的范圍內。