火焰原子吸收光譜法測(cè)定銅煙塵物料中低含量銦

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(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)，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(mǎn)足生產(chǎn)要求。

1.實(shí)驗(yàn)部分
1.1主要儀器與試劑
①原子吸收光譜儀(上海美析儀器有限公司);
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(chēng)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(lèi)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。

1.2試驗(yàn)方法
稱(chēng)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(lèi)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(jiàn)表1。


2.結(jié)果與討論
2.1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(jiàn)表2。

方法一:王水加熱溶解。
稱(chēng)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(lèi)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(chēng)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(lèi)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(chēng)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(guò)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(lèi)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(shuō)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(guò)長(zhǎng)，操作繁瑣，選擇硝酸+氯酸鉀加熱溶解。

2.2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(jiàn)表3。


2.3共存元素的影響
銅冶煉過(guò)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(guò)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。

3.樣品分析
3.1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。


3.2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(jiàn)表4。結(jié)果表明，此法測(cè)定結(jié)果的重新性能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。


3.3準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)
稱(chēng)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(jiàn)表5。結(jié)果表明，樣品加標(biāo)回收率為96.0%～103.5%，滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)要求。


3.4結(jié)果對(duì)照
將兩個(gè)煙塵樣品送去外檢，得到結(jié)果見(jiàn)表6。


4.結(jié)語(yǔ)
通過(guò)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(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)要求。
方法來(lái)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.