火焰原子吸收光谱法连续测定古炉渣中的铜铅锌

代建强

（河南省有色金属地质矿产局第一地质大队，河南安阳455004）

火焰原子吸收光谱法连续测定古炉渣中的铜铅锌

代建强

（河南省有色金属地质矿产局第一地质大队，河南安阳455004）

采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸四酸体系溶解、蒸干古炉渣样品，用10%（V/V）盐酸溶液溶解残渣至清亮，定容于100 mL容量瓶中，分取10 mL样品溶液，在2%（V/V）盐酸介质溶液中连续测定铜、铅、锌。试验优化了仪器工作条件，探讨了试样的溶解体系、待测溶液酸度、共存元素干扰对测定的影响，建立了火焰原子吸收光谱法测定古炉渣样品中铜、铅、锌的分析方法，对方法标准曲线及其检出限进行了研究。方法检出限为0.66～2.78 μg/L，回收率为97%～105%，相对标准偏差（RSD，n=9）1.4%～5.0%。通过标准加入法和方法对照试验，其准确度能满足分析测试要求。方法简便快捷，易于掌握，适合古炉渣样品的快速测定。

火焰原子吸收光谱法；古炉渣；铜；铅；锌

D01∶10.19329/j.cnki.1673-2928.2016.06.005

铜、铅、锌是重要的有色金属元素，已广泛应用于机械、电子电气、建筑、化工、农业、国防及交通运输等国民经济的各个方面。矿产资源中铜、铅、锌矿物经过长期大量的开采，资源越来越少，品位越来越低。在国家大力保护资源、保护环境的背景下，充分开发矿产废渣的二次利用，显得越来越重要。古炉渣是一种矿物冶炼渣，铜、铅、锌含量较高，有着很好的利用价值，因此，对古炉渣中这些元素的准确测定显得十分重要。

测定铜、铅、锌含量分析方法很多，有容量法[1-3]、分光光度法[4-6]、原子吸收光谱法[7-11]、电感耦合等离子体发射光谱法[12-14]、X射线荧光光谱法[15-16]等方法，容量法、分光光度法只适用于单元素的测定，电感耦合等离子体发射光谱法、X射线荧光光谱法可多元素同时测定，因检测仪器价格昂贵，维护成本高，不能被广泛使用。火焰原子吸收光谱法以其价格适中，多元素连续测定，精密度好，准确度高等优点，广泛应用于分析测试工作中，但在古炉渣样品的分析测试中尚未见报到。本文通过对试样进行一次前处理的方法，用火焰原子吸收光谱法连续测定溶液中的铜、铅、锌，溶样方法简单，矿样分解完全，测定速度快，其精密度和准确度均能满足需要。

1 实验部分

1.1 仪器及试剂

WFX-210原子吸收分光光度计（北京瑞利分析仪器公司）；铜、铅、锌空心阴极灯（北京有色金属研究总院）；AL104电子分析天平（梅特勒-托利多仪器有限公司）。

铜标准溶液（1.00 mg/mL）、铅标准溶液（1.00 mg/mL）、锌标准溶液（1.00 mg/mL）均由国家标准物质研究中心研制；铜、铅、锌标准工作溶液：分别用1.00 mg/mL铜、铅、锌标准溶液逐级稀释至50.00 μg/mL，备用。

氢氟酸（ρ1.13 g/mL）、硝酸（ρ1.42 g/mL）、高氯酸(ρ1.68 g/mL)、盐酸（ρ1.19 g/mL），均为分析纯。

在本实验过程中，只使用确认的分析纯试剂和去离子水。

1.2 标准曲线的绘制

准确分取50 μg/mL铜、铅、锌标准工作溶液0.00 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、6.00 mL、8.00 mL、10.00 mL，分别于7个100 mL容量瓶中，加10%（V/V）盐酸20 mL，

用水稀释至刻度，混匀，于选定的仪器最佳工作条件下进行测量。

1.3 试验方法

准确称取0.2000 g样品置于100 mL聚四氟乙烯烧杯中，加入15 mL盐酸（ρ1.19 g/mL），盖上表皿，于电热板上加热溶解约5分钟，取下稍冷，加5 mL硝酸（ρ1.42 g/mL），继续加热溶解片刻，取下，冲洗表皿及杯壁，加10 mL氢氟酸（ρ1.13 g/mL），低温加热至试样全部溶解，加2 mL高氯酸(ρ1.68g/mL)，加热蒸发至白烟冒尽，取下稍冷，加10%（V/V）盐酸20mL，加热溶解盐类呈清亮，取下冷却，转移至100 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。同时做空白试验。

准确分取样品溶液10.00 mL于100 mL容量瓶中，加10%（V/V）盐酸20 mL，以水稀释至刻度，摇匀，于选定的仪器最佳工作条件下进行测量。

2 结果与讨论

2.1 仪器工作条件的优化

在选定待测元素的特征波长后（通常选择元素的灵敏度高的波长），以0.50 ug/mL铜、铅、锌标准溶液分别对元素灯电流、仪器狭缝、乙炔流量、燃烧头高度等测试条件进行试验，选定了仪器最佳工作条件，见表1。

表1 仪器工作条件

2.2 溶解体系的比较

通常情况下，溶解试样常用的酸为盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸、高氯酸等。对冶金炉渣来说，单独用某一种酸溶解试样，试样不能完全分解，一般采用多种酸组合成溶解体系分解试样。由于硫酸与铅反应生成硫酸铅沉淀影响铅的测定，本试验方法应避免使用硫酸。我们选择盐酸-硝酸-氢氟酸、硝酸-氢氟酸-高氯酸、盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸三种溶解体系进行试验，结果显示，硝酸-氢氟酸-高氯酸体系测定结果偏低，是因试样没有完全溶解所致；盐酸-硝酸-氢氟酸、盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸溶解体系结果稳定，但是，盐酸-硝酸-氢氟酸体系在试样蒸发至干后，部分氟离子不能完全除尽，进入溶液后腐蚀容量瓶和雾化器。因此，本方法选择盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸四酸溶解体系。

2.3 溶液酸度的选择

按照实验方法溶解试样至白烟冒尽后，分别加入5～30 mL 10%（V/V）盐酸、硝酸、王水溶解残渣。结果显示，硝酸不能使残渣完全溶解，可能是因为残渣中的氧化锰难溶于硝酸所致；加入体积大于20 mL盐酸、王水能使残渣完全溶解。因此我们选择加入10%（V/V）盐酸20 mL为待测溶液的酸度。

2.4 共存元素的影响

分别于含50μg和500μg铜、铅、锌的100 mL标准溶液中，考察古炉渣试样中各元素对铜、铅、锌测定的影响。结果表明，加入5 mg锰、铁、铝、钙，1 mg镁、钛、钾、钠，0.5 mg镍、铬、钴等共存元素均不干扰铜、铅、锌的测定。大量的硅在试样溶解的过程中与氢氟酸形成低沸点的氟硅酸，经高氯酸冒烟挥发除去。

2.5 标准工作曲线与方法检出限

在选定的仪器工作条件下，通过选择的分析谱线测量铜、铅、锌标准工作溶液的吸光度，使用iTEVA仪器操作软件绘制出待测元素的标准工作曲线。对样品空白溶液进行平行测定11次，以其测定结果的标准偏差3倍为方法检出限。见表2。

2.6 方法精密度

选择两个古炉渣样品，按照试验方法，对其待测元素进行9次单独测定，测定结果见表3。铜的相对标准偏差（RSD）＜5.0%。铅的相对标准偏差（RSD）＜2.0%。锌的相对标准偏差（RSD）＜4.5%。

2.7 样品分析

因无古炉渣国家标准样品，我们选择1#、2#古炉渣未知样品，采用标准加入回收实验和其他方法[1-3]对照试验进行测试，试验结果如表4所示，待测元素的回收率为97%～105%，方法对照试验结果比较吻合。

表2 标准工作曲线与方法检出限

表3 方法精密度试验

表4 标准加入回收及对照试验分析结果

3 结论

采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸四酸体系一次溶样，以盐酸作介质溶液，火焰原子吸收光谱法连续测定古炉渣样品中铜、铅、锌，建立了对样品的一次溶样多元素连续测试的分析方法，操作简便、快捷。通过对试样的大量分析测试，其结果准确度高，能够适合使用单位对古炉渣货物的快速测定。

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Determination of Copper Lead and Zinc in Ancient Furnace Slag by Flame Atomic Absorption Spectrometry

DAI Jianqiang
(No.1 Geological Brigade of Henan Nonferrous Geology&Mineral Resources Bureau,Anyang 455004,China)

The ancient furnace slag sample was dissolved by hydrochloric acid nitric acid Hydrofluoric acid per⁃chloric acid four acid system Evaporated to dry,With 10%(V/V)hydrochloric acid solution to dissolve the residue to clear,constant volume in a 100 mL volumetric flask,an aliquot of 10 mL of sample solution and in 2%(V/V)hy⁃drochloric acid solution in the continuous determination of copper,lead,zinc.Test to optimize the working condi⁃tions of the instrument,discusses the system of sample dissolution and the acidity of the solution to be measured,co⁃existence interference elements on the determination of the effects of,the establishment of the flame atomic absorp⁃tion spectrometricmethod forthedeterminationofcopper,leadandzincinancientfurnaceslaganalysismethod,ofstandard curve method and the detection limit are studied。The detection limit was 0.66～2.78μg/L,the recovery rate is 97%～105%,the relative standard deviation(RSD,n=9)1.4%～5%.By the standard addition method and the method comparison test,its accuracy can meet the requirements of analysis and testing。The method is sim⁃ple and quick,easy to grasp,and is suitable for the rapid determination of the sample of the ancient furnace slag.

flame atomic absorption spectrometry;ancient furnace slag;copper;lead;zinc

0657.33

A

1673-2928（2016）06-0012-04

（责任编辑：郝安林）

2015-10-22

代建强（1969-），男，河南省有色金属地质矿产局第一地质大队工程师，主要从事岩矿、冶金分析测试工作。