火焰原子吸收光譜法測(cè)定銅煙塵物料中低含量銦
01
第一部分:引言
銦在地殼中的分布量比較小,又很分散。在自然界中,銦礦物均以微量的形式分散伴生于其它礦物中,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)約有50種礦物中含有銦,其中含銦量最高的礦物是含硫的鉛鋅礦。同時(shí),錫石、黑鎢礦及普通的閃角石也常含較多的銦。它的富礦還沒有發(fā)現(xiàn)過,只是在鋅和其他一些金屬礦中作為雜質(zhì)存在,因此它被列入稀有金屬。另外,某些二次資源中含銦較高,如冶煉廠煙塵、富錫渣、鋼鐵廠煙塵、廢ITO靶材等,具有很高的回收價(jià)值。
實(shí)驗(yàn)的煙塵為艾薩煙塵、電爐煙塵和轉(zhuǎn)爐煙塵及煙塵浸出物料,產(chǎn)出的煙塵主要以揮發(fā)元素Pb、As、Bi、Zn為主,且銅含量較低,銦、銀、金等含量低。目前,低含量銦測(cè)定主要采用原子吸收光譜法,其他樣品如礦渣、銻渣、鉛冶煉渣、鉛鋅冶煉物料等中銦測(cè)定的文獻(xiàn)介紹較多,主要集中在樣品的前處理,如王水溶解,氫溴酸與高氯酸發(fā)煙驅(qū)除砷、錫、銻或乙酸丁酯萃取、鹽酸反萃取分離共存元素,以及測(cè)定銦條件的研究方面。實(shí)驗(yàn)利用硝酸、氯酸鉀溶樣,在5%硝酸介質(zhì)中直接測(cè)定銦,從而制定了銅煙塵物料中低含量銦的分析方法,用于分析生產(chǎn)樣品快速簡(jiǎn)便,能滿足生產(chǎn)要求。
02
2.實(shí)驗(yàn)部分
2.1主要儀器與試劑
①原子吸收光譜儀(上海有限公司);
②銦空心陰極燈(北京有色金屬研究總院);
③硝酸:分析純;
④鹽酸:分析純;
⑤氫氟酸:分析純;
⑥鹽酸與氫溴酸混合酸(1+1);
⑦氯酸鉀:分析純;
⑧銦標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液(A):稱取1.0000g金屬銦(質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于99.99%),置于300mL高型燒杯中,加入50mL硝酸,蓋上表面皿,低溫溶解至完全,蒸至近干。取下,冷卻,用水吹洗表面皿和杯壁,加入25mL硝酸,蓋上表面皿,加熱微沸至鹽類溶解。取下,冷卻,用水吹洗表面皿和杯壁,轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。此溶液1mL含1000μg銦。
銦標(biāo)準(zhǔn)溶液(B):移取10.00mL銦標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液于100mL容量瓶中,加入5mL硝酸,用水稀釋至刻度,混勻。此溶液1mL含100μg銦。
2.2試驗(yàn)方法
稱取0.1000~0.2000g樣品于250mL燒杯中,加入0.5g氯酸鉀、10mL硝酸,3~4滴氫氟酸加熱溶解至近干,加10mL鹽酸繼續(xù)加熱溶解至近干,稍冷,加入6mL鹽酸繼續(xù)加熱溶解至近干,取下,稍冷,加入5mL鹽酸與氫溴酸混合酸(1+1),蓋上表面皿,低溫加熱至近干,重復(fù)1~3次,取下,稍冷,加入8mL硝酸,蓋上表面皿,低溫加熱至近干,取下,冷卻。吹洗杯壁及表面皿,加5mL硝酸和少量水,加熱至鹽類溶解,取下,冷卻。轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。按儀器工作條件測(cè)定其吸光度。推薦儀器工作條件見表1。
03
3.結(jié)果與討論
3.1樣品分解方法的選擇
實(shí)驗(yàn)研究對(duì)比了銅煙塵樣品的3種溶解方法,測(cè)得銦含量見表2。
方法一:王水加熱溶解。
稱取0.1000~0.2000g樣品于250mL燒杯中,加入30mL王水加熱溶解至近干,取下,稍冷吹洗杯壁及表面皿,加5mL硝酸和少量水,加熱至鹽類溶解,取下,冷卻。轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。按儀器工作條件測(cè)定其吸光度。
方法二:硝酸+氯酸鉀加熱溶解。
稱取0.1000~0.2000g樣品于250mL燒杯中,加入0.5g氯酸鉀、10mL硝酸加熱溶解至近干,加10mL鹽酸繼續(xù)加熱溶解至近干,稍冷,加入6mL鹽酸繼續(xù)加熱溶解至近干,取下,稍冷吹洗杯壁及表面皿,加5mL硝酸和少量水,加熱至鹽類溶解,取下,冷卻。轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。按儀器工作條件測(cè)定其吸光度。
方法三:氫氧化鈉熔解。
稱取0.1000~0.2000g樣品于預(yù)先墊有2g氫氧化鈉的銀坩堝內(nèi),覆蓋1g氫氧化鈉,放入700℃馬弗爐內(nèi)熔融7min,熔融物呈紅色透明,取下冷卻,將坩堝放在盛有20mL左右熱水的300mL燒杯中,并用少量的鹽酸和熱水洗凈坩堝。在不斷攪拌下緩慢加入鹽酸至全部氫氧化物溶解,并過量2mL,于低溫電爐上加熱蒸發(fā)至近干,加5mL硝酸,水洗表皿及杯壁,加熱煮沸使鹽類溶解,冷卻至室溫轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中,以水定容,搖勻,用原子吸收光譜儀于303.9nm處測(cè)其吸光度。隨同做空白。
由表2可知,王水加熱溶解樣品溶解不完全,測(cè)定結(jié)果偏低;用硝酸+氯酸鉀加熱溶解和氫氧化鈉熔解測(cè)定結(jié)果一致,說明兩種方法具有一定的可行性,但氫氧化鈉熔解法樣品分解和處理流程過長(zhǎng),操作繁瑣,選擇硝酸+氯酸鉀加熱溶解。
3.2酸介質(zhì)的選擇
分別在不同的硝酸、鹽酸介質(zhì)和不同濃度時(shí),用原子吸收光譜儀測(cè)定3μg/mL銦標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。實(shí)驗(yàn)表明:在鹽酸介質(zhì)中,1%~10%的濃度對(duì)銦的吸光度有抑制影響,而在硝酸介質(zhì)中,1%~10%的濃度對(duì)銦的吸光度影響甚小。因此,實(shí)驗(yàn)選擇硝酸介質(zhì)和5%濃度。結(jié)果見表3。
3.3共存元素的影響
銅冶煉過程產(chǎn)出的煙塵,其中除含銦300~1500g/t外,還含有錫0.5%~2%、鉛10%~40%、砷1%~12%、銻1%~4%、鉍1.5%~9%、鐵0.5%~3%、銅1.0%~30%、鋅10%~20%、鎘0.5%~1.0%、銀100~500g/t、金0.2~1.2g/t等。對(duì)2μg/mL銦的吸光度進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定體積為100mL時(shí),當(dāng)相對(duì)誤差小于±4%時(shí),共存離子的允許量為Zn(100mg)、Pb(100mg)、Sn(3mg)、As(15mg)、Sb(5mg)、Bi(10mg)、Fe(5mg)、Cu(50mg)、Cd(2mg)、
Ag(1mg)、Au(1mg)、Ca(2mg)、Mg(2mg)、Ni(1mg)、Si(1mg),根據(jù)樣品成分各元素的含量不干擾銦的測(cè)定。根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在測(cè)定體積100mL時(shí),共存離子的允許量均已超過實(shí)際樣品中的存在量,但考慮到方法的廣泛性和適用性,加鹽酸與氫溴酸混合酸(1+1)排高錫、銻的干擾。
04
4.樣品分析
4.1標(biāo)準(zhǔn)工作曲線繪制
分別移取B標(biāo)準(zhǔn)液0mL,1mL,2mL,3mL,4mL于100mL容量瓶中,加5mL硝酸,用水稀釋至刻度,搖勻。此溶液濃度分別為0μg/mL,1μg/mL,2μg/mL,3μg/mL,4μg/mL。在與試樣相同的測(cè)定條件下測(cè)定系列標(biāo)準(zhǔn)的吸光度,以銦濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制工作曲線。其工作曲線如圖1所示。
4.2精密度實(shí)驗(yàn)
按分析步驟對(duì)樣品進(jìn)行了11次獨(dú)立結(jié)果用平行試樣法檢驗(yàn)方法的精密度,見表4。結(jié)果表明,此法測(cè)定結(jié)果的重新性能滿足生產(chǎn)需要。
4.3準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)
稱取一定量的試樣,在不同含量樣品中加入不同含量的銦標(biāo)準(zhǔn)溶液,按樣品的分析步驟處理并測(cè)定,見表5。結(jié)果表明,樣品加標(biāo)回收率為96.0%~103.5%,滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。
4.4結(jié)果對(duì)照
將兩個(gè)煙塵樣品送去外檢,得到結(jié)果見表6。
05
通過實(shí)驗(yàn),樣品用硝酸、氯酸鉀溶解,在5%的硝酸介質(zhì)中,于波長(zhǎng)303.9nm處用原子吸收光譜儀測(cè)定。并采用標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定,試驗(yàn)結(jié)果表明,回收率在96.0%~103.5%之間,回收率較高,精密度好,能滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。
方法來源:[1]孔凡麗,胡花苗,李艷萍,等.火焰原子吸收光譜法測(cè)定銅煙塵物料中低含量銦[J].云南冶金,2018,47(04):87-90.
06
上海有限公司(以下簡(jiǎn)稱美析),是一家具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)企業(yè),美析的創(chuàng)業(yè)理念“科技——因你改變”,并以此為企業(yè)宗旨,不斷探究、果敢創(chuàng)新。特別是在分析測(cè)試儀器領(lǐng)域,不斷開發(fā)出先進(jìn)的產(chǎn)品,使美析成為優(yōu)質(zhì)儀器資源的供應(yīng)者。
美析主營(yíng)光譜類儀器:可見分光光度計(jì)、紫外可見分光光度計(jì)、原子吸收光譜儀、原子熒光光度計(jì)、ICP-AES、ICP-MS,生命科學(xué)儀器:超微量分光光度計(jì)、全自動(dòng)核酸提取儀,目前,我們的產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、醫(yī)藥、環(huán)保、冶金、石油、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。同時(shí)美析利用在產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)、光學(xué)設(shè)計(jì)、電氣應(yīng)用和軟件開發(fā)方面積累的豐富經(jīng)驗(yàn),結(jié)合市場(chǎng)的實(shí)際需求,近期將陸續(xù)推出一批分析類儀器。
美析非常重視人才的引進(jìn)和培養(yǎng),人的因素是一個(gè)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心因素,所以美析充分尊重每一位員工,做到真正的“共建平臺(tái),實(shí)現(xiàn)自我”。為此美析建立了強(qiáng)大的培訓(xùn)團(tuán)隊(duì),對(duì)在職員工進(jìn)行荃方位的培訓(xùn),幫助員工制定職業(yè)生涯規(guī)劃,以期公司和員工共同發(fā)展。同時(shí)美析以“家庭、敬業(yè)、學(xué)習(xí)”的職業(yè)操守啟迪著員工,每一個(gè)美析人都以飽滿的熱情和專業(yè)的技能完,美呈現(xiàn)每一臺(tái)儀器、服務(wù)每一位客戶。對(duì)人才的重視和尊重使公司的各個(gè)環(huán)節(jié)都充滿著嚴(yán)謹(jǐn)和激情,全新的設(shè)計(jì)理念、對(duì)高精度高參數(shù)的苛刻要求、應(yīng)用范圍的持續(xù)延伸,所有這些都在我們的產(chǎn)品先進(jìn)性上得到了完mei呈現(xiàn);從原材料的嚴(yán)格驗(yàn)收,到各工藝流程的標(biāo)準(zhǔn)流水線作業(yè),再到質(zhì)檢部門的嚴(yán)格出廠檢測(cè),美析人對(duì)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的苛刻要求使得公司建立起一套完善的過程質(zhì)量控制系統(tǒng),并在儀器的質(zhì)量上得到有力體現(xiàn)。也因此使我們的產(chǎn)品受到國內(nèi)外用戶的一致好評(píng)。
美析的總部及生產(chǎn)基地設(shè)在上海,營(yíng)銷中心設(shè)在北京,并在上海、北京、江蘇三地建有研發(fā)基地。為充分利用各地的智力資源,美析與國內(nèi)外的部分科研單位也進(jìn)行了深層次的科研合作,不斷將科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。為更好的服務(wù)于廣大客戶,國內(nèi)設(shè)有12家辦事機(jī)構(gòu),度身定制符合您需求的應(yīng)用解決方案,提高產(chǎn)品的附加值。在不斷服務(wù)國內(nèi)用戶的同時(shí),美析也與20多個(gè)國家的分銷機(jī)構(gòu)建立了深度的戰(zhàn)略合作關(guān)系。
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