原子吸收测定煤灰中铁镁钙锰的探讨

陈俊环

河北省煤田地质局研究所，河北邢台 054000

原子吸收光谱分析，由于灵敏度高、稳定性好、分析简便快速等特点，广泛应用于各行各业的分析领域。尤其对微量元素的测定更是首选方法之一，但对高含量元素分析测定起来很不方便，需要成倍稀释溶液来完成测试，这样不仅操作繁琐，而且给分析带来很大误差，大大降低了测试结果的准确性。

本文在原子吸收分析中，采用不太灵敏的吸收线（次灵敏线）作分析线，并且扩大吸光度——浓度的曲线范围的方法，使得高含量元素测定难的问题得以解决。煤灰中钙镁铁的含量普遍较高（含CaOl—20%左右，Fe2O3l—40%左右），利用原子吸收法（AAS）测定Mg元素采用202.6nm吸收线作分析线，Fe元素用372.0nm作分析线，Ca和Mn用乙炔火焰原子吸收直接测定0.1g/100ml煤灰试液中的上述四个元素，取得很好效果。

1 仪器与试剂

澳大利亚GBC-902原子吸收分光光度计，Ca、Mg、Fe、Mn元素空心阴极灯，相关试剂按GB/T4634——1996制备，混合标准系列溶液按表1制备，其盐酸酸度及释放剂与试样溶液一致。

2 仪器工作条件

见表2。

3 试样测定

称取0.1000g煤灰样于聚四氟乙烯坩埚中，用少许水湿润，加入2ml高氯酸，10ml氢氟酸，置于低温电热板上缓慢加热分解，蒸至近干白烟基本冒尽，取下坩埚稍冷，加入（1+3）HCl4ml，水10ml，再放到电热板上加热至近沸并保温10min，取下坩埚冷却后用水将坩埚中的试样溶液移入100ml容量瓶中，加入50mg/ml镧溶液4ml，用水稀释至刻度，摇匀。按仪器程序测定。测定结果与对比数据列表3。

表1

表2

表3

4 试验结果与讨论

4.1 Fe元素吸收线及浓度与吸光度的关系

铁有多条灵敏度不同的吸收线，对于微量分析常选用灵敏度高的线248.3nm作分析线。该线灵敏度是0.05ug/ml，最佳工作范围2ug/ml～9ug/ml。显然不适合煤灰中Fe2O3的测定。本文选用372.0nm（灵敏度0.45ug/ml）和386.0nm（灵敏度是0.80ug/ml）与248.3nm作分析线，进行比较测定标准系列溶液中不同浓度铁的吸光值。得出浓度（C）—吸光值（A）的线性关系见图1，其中：

1、248.30nm(La)(1)248.30nm(Sr)

2、372.00nm(La)(2)372.00nm(Sr)

3、386.00nm(La)(3)386.00nm(Sr)

图1 铁浓度（C）—吸光值（A）曲线

从图1不难看出用0.1g/100ml煤灰试液测定时选用吸收线372.0nm作分析线比较合适。而且在此线附近干扰谱线少，所测结果准确。测定在含镧介质中Fe2O3的浓度为10～300（ug/ml）时线性良好。超过300ug/ml以上线性变差。其测定标准溶液浓度范围比GB/T4634中选用248.3nm作分析线提高了十倍。

4.2 镁吸收线及浓度与吸光度的关系

镁有两条灵敏度不同的吸收线：其中285.2nm这条线灵敏度是0.003ug/ml，最佳工作范围是0.1ug/ml～0.4ug/ml，不适合高含量镁的测定。所以选用次灵敏线202.6nm作分析线进行比较，试验结果见图2。由图2可看出，用镧作释放剂，MgO浓度在2ug/ml～40ug/ml时呈直线关系，采用次灵敏线202.6nm作分析线测MgO比国标GB/T4634中用285.2nm测定浓度范围扩大了十倍。

图2 镁浓度（C）—吸光值（A）曲线

其中

1、285.20nm(La)(1)285.20nm(Sr)

2、202.60m(La)(2)202.60nm(Sr)

4.3 钙锰的测定分析

Ca元素有两条谱线，其中239,9nm线的灵敏度是4,0ug/ml，最佳工作范围180ug/ml～760ug/ml，显然不适合煤灰中CaO的测定，所以测CaO仍用422.7nm作分析线。CaO浓度在1ug/ml～20ug/ml范围内呈线性， 20ug/ml以上曲线开始弯曲，见图3。

图3 钙浓度（C）—吸光值（A）曲线

其中

1、422.70nm(La)(1)422.70nm(Sr)

锰在煤灰中含量很低，所以选用279.5nm作分析线很合适。此线的灵敏度是0.02ug/ml，最佳工作范围1ug/ml～3.6ug/ml，MnO2浓度在0.1ug/ml～3ug/ml范围呈直线关系，3ug/ml以上标准曲线开始弯曲，见图4。

图4 锰浓度（C）—吸光值（A）曲线

其中

1、279.50nm(La)(1)279.50nm(Sr)

4.4 释放剂比较

根据实验，由图1～图4可看出，用锶盐作释放剂不如镧盐好，所以本法选用镧。

5 结语

本文采用的方法干扰元素少，测定结果准确，简便快速，省时、功效高、收到良好效果。

[1]中科院上海硅酸盐化学与工学研究所编.无机非金属材料分析，p21

[2]威尔茨原子吸收光谱法地质出版社，1989年

[3]孙汉文.原子吸收分析实验与技术

[4]GBC—902火焰原子吸收检验手册