原子荧光法测定矿石中砷和铋

吴永曙

（湖南省地质矿产勘查开发局四O七队，湖南 怀化 418000）

伴随科学技术高速发展，矿石当中各种金属元素用途越来越广泛，在很多领域都发挥着十分重要的作用。铋作为一种重要金属形态的金属元素，应用也日渐的普遍和完善。同时砷也是矿石当中重要的元素类型。但是砷和铋在电解过后会形成有害元素，所以需要准确的测定这些有害元素含量。下文当中主要结合试验对矿石当中砷和铋测定进行分析探讨，以供参考。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

原子吸收光谱仪，本实验所用宝德仪器公司BAF-2000型原子荧光光度计以及玻璃氢化物发生器，在2х10-9μg/ml检出限以下，荧光强度测定4μg/ml的砷标准溶液确定其精准度，确保标准偏差在5%以下。仪器的具体工作条件参见正文。（最佳条件汇总见附录）[1]。

主要试剂硝酸盐酸以及硫酸都为分析纯，国家标准液1。采用去离子水和氧氟高纯蒸馏水。5%的硫脲-抗坏血酸，现配现用5g/L硼氢化钾溶液，KSO4溶液配置成30g/L，LBaCl2·2H2O溶液配置成50g。将5gKOH准确的进行称取，在去离子水中融入35m～40m，并使其冷却逐步达到十分水平，将KBH410g加入其中，均匀的进行搅拌，使其充分的溶解，并将KSO4溶液加入其中，均匀的进行搅拌，将5.0mlBaCl2·2H2O溶液在均匀的搅拌下，并将200ml水分三到四次加入其中，过滤过程当中选择G4烧结玻璃漏斗，获得的滤液就是50g/LKBH4—NaOH溶液，已经得到很好的纯化，在聚乙烯瓶中盛放，使用过程当中选择去离子水（1+9）完成稀释工作，获得5g/LKBH4—NaOH溶液。

4μg/ml砷标准溶液，对三氧化二砷准确的进行0.0040g精称，在NaOH溶液中溶入，并利用容量瓶转入，将酚酞二道3D滴入容量瓶中。选择HCL（1+99）进行1L定容。4μg/ml铋标准溶液，对于0.0010g金属铋准确的进行称取，将（1+1）HNO3少量的融入其中，通过（2+98）的HNO3进行1L定容。

2 实验步骤

（1）溶样。选择试样0.2000g在烧杯中盛开放，通过一些蒸馏润湿，将固体氯酸钾0.1g，混入到试样当中，将浓硝酸10ml加入其中，并将表面皿盖好，通过低温电热板进行加热，使其不断的分解，将少许固体氯酸钾多次加入其中，至不再析出单体为止；并继续的进行溶解使其达到小体积水平，冷却之后将硫酸5ml加入其中均匀的摇晃，使其加热冒出浓烟，将其取下之后进行冷却。将盐酸30ml加入其中，表面皿利用清水进行冲洗，并冲洗杯壁，使其达到70ml左右，通过加热措施，溶解其中的可溶性盐类，并利用容量瓶进行盛装，通过水进行定容。

（2）测定。将一些溶液分取之后，在容量瓶（已盛有盐酸10ml和水60ml）盛取，将硫脲-抗坏血酸加入其中。含量为10ml5%混合液，通过水进行定容，依照仪器操作规范，科学的进行荧光强度测定。

（3）标准曲线的绘制。对砷、铋标准液进行0ml、0.50ml、2.00ml、3.50ml、5.00ml、6.50ml准 确 称 取，均 属 于4g/ml，在100ml容量瓶中（已盛有盐酸10ml和水60ml）容量瓶中盛取，将硫脲-抗坏血酸混合溶液十毫升加入其中，通过水进行定容，根据仪器相关操作要求，对荧光强度科学合理的测定，横坐标为砷和铋浓度。纵坐标为荧光强度进行工作曲线绘制。

3 条件试验

在试验测试过程当中，人们都希望矿石测定具有非常高的灵敏度以及测量精密度，同时还希望有着较宽的线性范围，降低干扰因素带来的不利影响，同时还应当对分析速度和成本投入给予充分考虑，保证测量结果的精确度，还应当科学合理的选择各种测试条件，很多时候，由于测定条件的变化，会影响到分析性能，对测定条件进行选择过程当中，必须要对产生的不同影响认真权衡，合理的取舍。工作实际应当对分析对象以及项目的不同，会影响分析性能等充分考虑。较高含量的试样，一般测试灵敏度很难保障，这时就需要采取有效的方法对于测量精密度，科学控制。对各种测定条件下，分析性能展开全面的分析，充分考虑具体实际，科学的对测定条件进行选择。

3.1 A组试验方法

将4ug/ml砷、铋溶液进行移取各1ml，加入到容量瓶（100ml）已经有10ml盐酸和60ml水，通过水进行定容，这些溶液，主要在仪器条件酸介质和共存离子干扰试验中进行应用。

（1）合理应用高强度空心阴极灯灯电流。依照A组试验方法，将灯电流进行改变对荧光强度进行测定。通过试验发现，谱线的发射强度于质量受灯电流的改变影响，灯电流的不断增大荧光强度也会随之增强。通过试验中了解到叫小的灯电流，出现较宽的谱线多普勒以及较小的自吸效应，提高测试灵敏度，获得更好的线性，如果灯电流过小，会导致灯的发光出现不稳定的特点，降低发射谱线的强度，对仪器稳定性也会造成很大影响，电流加大之后，会增强灯的发光强度，有利于改善信噪比，灯电流过大使会致使谱线变宽或者出现自吸收，使灵敏度出现下降，弯曲的标准曲线再加上过大的灯电流，会使灯的使用寿命出现明显降低。

（2）高强度空心阴极灯灯电流的选择。检测光信号增益对于倍增管负高压起着明显的决定作用，调的副高压越大，会进一步增大信号倍数，一种A组试验方法，对光电流倍增管有效改变，能够使其荧光强度进一步增强，通过试验发现，伴随灯光光电倍增管不断增大的副高压，也会进一步增大荧光强度，然而负高压过大时，会使光电倍增管寿命下降，使的信噪比进一步扩大，此次试验应用300V负高压。

（3）载气流量的选择。一般而言，人们对于载气流量进行选择过程当中，通常会依照灵敏度进行选择，依照A组试验方法，对载气流量进行改变，对其荧光强度进行测定，通过试验发现，较小的载气流量，使生成的氢化物不能在原子化器中导入，具有较大氢化物载气的，浓度在载气中被稀释，为降低荧光强度，流量在300ml/min～500ml/min时，表现为稳定的荧光强度，所以此次试验选择400ml/min的载气流量为。

（4）屏蔽气流量的选择。一种A组试验方法，对屏蔽气流量进行改变，并对其荧光强度进行测定通过试验发现，700ml/min～1100ml/min时屏蔽器非常的稳定，而此次试验对900ml/min屏蔽气流量进行选择。

（5）原子化温度选择。依照A组试验，对原子化温度进行改变时间显示，伴随原子温度不断升高，铋荧光强度出现不断降低的特点，而砷则伴随温度提升而提升，全面分析认为200℃是原子化温度。

（6）分析线的选择。对分析线选择过程当中，应当对灵敏度测定充分考虑，通常原子吸收分析线，主要用于分析微量成分，所以常常选择最灵敏的线，对于高含量成分选择过程当中，应当对次灵敏线进行选择，在满足测定灵敏度基础上，对具有较强强度的分析线进行发射，能够使其稳定性得到进一步提升，而且还应当对邻近线分布予以充分考虑。

本实验所测元素AS、Bi的全部分析线如下表。

表1 元素AS、Bi的分析线及相对强度

通过上述因素分析，在此次试验过程当中，将233.9nm作为As的分析线为233.9nm，301.4nm作为Bi的分析线。

（7）砷和铋的线形范围。依照实验要求，对砷、铋标准系列进行移取，开展相应的试验通过试验发现，0μg/mL～260μg/mL时砷、铋有着更好的线形。

3.2 B组试验方法

在烧杯（250ml）中移取6.5ml砷、铋标准溶液，将0.04mg锑加入其中，同时加入10ml硝酸，加热使其体积不断变小，将硫酸5ml加入其中冒烟，并将其取下进行冷却，再将10ml盐酸加入其中进行溶解，将4mg以及20mg铁加入其中，移入容量瓶（100ml），再将10ml硫脲-抗坏血酸加入其中用水定容。

（1）硫脲-抗坏血酸加入量的选择。依照B组试验，将硫脲-抗坏血酸用量进行改变，对荧光强度进行测试，结果发现，在6ml～14ml范围时，硫脲-抗坏血酸溶液用量，荧光强度没有出现较大改变，此次试验选择10ml。

（2）硼氢化钾浓度的选择。依照B组试验，对硼氢化钾浓度进行改变，不改变加入的体积，对其荧光强度进行测试，通过试验发现，15%浓度范围的硼氢化钾，为进一步增大砷荧光强度，但是硼氢化钾浓度不断提升，铋荧光强度会出现一定减弱，稳定状态下的硼氢化钾浓度，也具有稳定的荧光强度，因此，在今后的试验当中，应当对20%硼氢化钾进行选择。

（3）酸介质及其浓度的选择。对于盐酸，硝酸以及王水进行选择过程当中，应当依照试验方法，对其浓度有效改变。

在适宜的仪器条件下，对荧光强度进行测定，通过结果发现，荧光强度在上述三种介质5%～20%浓度范围时呈现比较稳定的状态，对10%的盐酸介质，开展此次试验。

3.3 标准回收试验

将试料进行0.2000g准确的称取，利用烧杯（300ml）进行盛装。依照表2，将砷、铋溶液加入其中，根据骤1处理并测定。

3.4 精密度测定

精密度是指给定的条件下，多次反复的测量同一量，对值的离散程度进行测定，通过标准偏差和相对标准偏差开展相应的度量工作，分析精密度。

4 干扰

4.1 光谱干扰

（1）散射光干扰。就光是原子荧光光谱分析过程当中，主要的光谱干扰，分析过程当中，应当注意①激发光源和波长相同。②激发光与之强度表现为正比关系。③空间范围内不同方向，有着相同的传播强度，散射光无法利用增强光谱分析仪分辨率以及调制激发光手段来进行区分，和区分荧光信号。所以，时常会被误认，最有效的手段是将共振线荧光进行放弃，或者选用阶跃荧光以及直跃线荧光，使激发光和荧光波长，呈现不同的特点，通过分光系统进行分离。

（2）谱线重叠和谱带重叠干扰。通过锐线光源激发之后，共存物荧光线会对分析物荧光造成重叠干扰，但是光源持续性的激发，一般内邻近线会出现干扰。

（3）原子化池的热发射干扰。火焰原子化器中被测元素原子的发射引起热发射干扰。由热激发产生的谱线与光致激发产生的谱线有相同的波长，通过激发光源调制来克服。高强度空心阴极灯采用脉冲供电的调制方法，使产生脉冲的原子荧光信号，而火焰热发射为直流稳压信号。

4.2 非光谱干扰

（1）锑对砷的干扰。依照试验要求，在20μg/mL、260μg/mL25倍锑浓度，不会影响砷的测定。

（2）共存离子的干扰试验。根据试验，将干扰元素加入其中，对其荧光强度进行测定，同时测定不加入干扰元素荧光强度，通过研究发现，在上述范围中，共存离子不会影响到砷、铋的测定。

5 结语

上文当中对矿石当中的砷、铋测定进行分析，通过试验发现，测定砷、铋时的最佳工作条件如下。

（1）仪器测定最佳条件。

表2 仪器测定条件

（2）试剂最佳条件。