火焰原子吸收光谱法测定高含量铜、铁冶炼中间物料中的银

郭 晶， 胡军凯， 吴一微

(1.湖北师范学院 化学化工学院， 湖北 黄石 435002; 2.大冶有色设计研究院有限公司，湖北 黄石 435005)

银是常规计价元素，由于银的化合物及合金有优良的抗菌性，在牙科、医药领域有着广泛的用途[1]；银作为贵金属之一，亦具有商业价值，可以用来制作高强度、耐腐蚀的合金及珠宝；还可以用于电子行业，原材料，人工降雨等[2]。随着工业和医药等的发展，以及银自身的价值，银和银的化合物的需求也越来越多。我国贵金属资源比较贫乏，因而大力发展循环经济，综合利用矿产资源回收贵金属具有重要意义，冶炼中间物料是贵金属银回收的重要原料，在冶炼过程中，贵金属银的金属平衡一直是困扰着冶金行业的问题，因为银的金属平衡反映了提炼银水平的高低。目前，关于高含量铜、铁冶炼中间物料中贵金属银的分析研究较少。

火焰原子吸收光谱法(FAAS)[3]，石墨炉原子吸收光谱法(ETAAS)[4]，电感耦合等离子体-原子发射联用技术(ICP-OES)[5]，电感耦合等离子体-质谱联用(ICP-MS)[6]等原子光谱方法常常用于实际样品中银的测定。但是原子发射主要用于纯物质中银的测定, 石墨炉火焰原子吸收法需要高成本的分析仪器并且不太稳定, 对于冶炼企业来说，冶炼中间物料基体成分复杂，各种矿物质银含量高低不同，对于高含量铜、铁物料中微量银的测定, 高含量铜、铁是否对测定存在干扰是本文需要考察的问题, 因此建立简便、易操作、快捷、经济、准确的冶炼中间物料中银的测定方法非常重要。

本文的目的是根据目前有色金属冶炼中间物料的现状，以高含量铜、铁冶炼中间物料为研究对象，采用火焰原子吸收光谱法，建立准确的测定高含量铜、铁冶炼中间物料中银的方法。详细研究了物料的溶解处理方法以及仪器测定过程中的干扰因素。

1 实验部分

1.1 仪器和设备

美国热电sollar原子吸收光谱仪，仪器工作条件：波长328.1 nm， 灯电流7 mA， 狭缝宽度0.5 nm，燃烧器高度6 mm，乙炔流量1.1 L/min， 空气流量0.3 MPa.天玻的10mL微量滴定管。

1.2 主要试剂

1 mg/mL 银标准储贮溶液：称取1.0000g纯银(wAg≥99.99%)于200 mL烧杯中，加50mL硝酸(1∶1)，加热溶解完全，冷却至室温，移入1000mL棕色容量瓶中，用无氯离子交换水稀释至刻度；10 μg/mL银标准溶液：移取2.50mL银标准储存溶液于250 mL容量瓶中，用盐酸(1∶9)稀释至刻度，摇匀; 氟氢化氨；浓盐酸；浓硝酸；高氯酸。

1.3 标准溶液的配制及测定

分别取0、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL 银标准溶液(10μg/mL)于一系列100 mL容量瓶中，加入15mL 浓盐酸，用水稀释至刻度，摇匀。在仪器最佳工作条件下测定吸光度，以Ag浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，线性相关系数(r)达到0.9999.

1.4 实验方法

1.4.1 样品前处理的一般程序 称取适量样品于250mL烧杯中，用少许水润湿，加入20mL硝酸，置于电热板上，不时摇荡，溶至小体积，加 5mL高氯酸直到高氯酸冒白烟，蒸至湿盐状，取下冷却，加入15mL盐酸，用水吹洗表皿和杯壁，加热使盐类溶解，取下冷却至室温。将溶液移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，静置或者干过滤。

1.4.2 实际样品的处理及测定 选取6个冶炼中间物料样品，样品粒度不大于100μm，样品在100℃～105℃烘干1h后置于干燥器中，冷却至室温。按照表1中试料量及稀释体积，将物料(表1)置于250mL烧杯中，按表1加入盐酸进行前处理，随同试料做空白试验，在最佳仪器工作条件下，以空白调零，测定试样溶液吸光度。

表1 试料量及稀释体积

2 实验结果与讨论

2.1 测定介质的选择

考察一系列浓度的银在15%的盐酸、15%的王水、15%的氨水、15%的硝酸介质中测定影响，结果见图1.

试验结果表明： 在盐酸、王水、氨水、硝酸介质中测定银量结果基本一致，考虑到实际操作过程中，或多或少存在Cl-，因此，选取盐酸作为测定介质。

2.2 盐酸浓度的影响

分别考察了在0.20μg/mL和1.0 μg/mL银标准溶液中盐酸浓度的影响，结果见图2.

图1 银分别在盐酸、王水、氨水、硝酸介质中的测定结果 图2 不同百分含量的盐酸介质对测定结果的影响

从图可以看出：在5%～20%的盐酸介质中，对银的测定都没有影响，在实际测量过程中银的浓度在0.20 ～1.0 μg/mL范围，为防止形成AgCl沉淀，选定盐酸浓度为15%.

2.3 单元素的干扰情况

为考察不同单元素对银量测定的干扰情况，分别在0.20μg/mL和1.0 μg/mL银溶液中加入不同量的干扰元素，测定结果见表2.

表2 单元素的干扰结果

从表中数据可以看出：没有加入干扰元素和加入干扰元素对银的测定结果几乎无影响，说明上述元素(按实际称样量和干扰元素可能存在的最高含量计算)对银的测定没有干扰。

2.4 混合元素的干扰情况

分别在0.2 μg/mL和1.0 μg/mL银标准溶液中加入如下混合量的元素：0.6g Cu2+1mg Bi3+、0.50g Fe3+、20mg Zn2+、1.0mg Ni2+、1mg Cd2+、0.1mg Co3+、0.1mg Hg1+、20mg Mg2+、20mg Al3+、1mg Sb3+、50μg Au3+、20mg Pb2+、50μg Pt2+、1mg F-、0.1mg Pd2+、1mg Sn4+、20mg As3+、20mg Ca2+、0.3g S6+，考察其对银测定的干扰，并分别与不加干扰元素的 0.20μg/mL和1.0 μg/mL银标准溶液测定值进行比较。结果表明，加入混合干扰元素，其测定值分别为0.0430、0.193，而不加混合干扰元素的测定值分别为0.0430、0.195，两者测定值基本一致，说明混合元素对银的测定基本无干扰。

2.5 基体的干扰情况

本试验的实际样品主要成分为60% Cu、20% Fe、20% S，为考察基体的影响，取一系列0.0000、0.2000、0.4000、0.6000、0.8000、1.000 μg/mL银标准溶液两组，其中一组都加入0.50g Cu、0.20g Fe、0.18g S前处理，另一组不加，作对照试验，测定结果见表3。

表3 基体的干扰实验 (n=3)

为进一步证实基体的影响，本实验配制0.0000、0.2000、0.4000、0.6000、0.8000、1.000 μg/mL银标准溶液作工作曲线来测定1#、2#物料样品的银量，并与标准加入法测定1#、2#物料样品的银量相比较，结果见表4.

表4 两种标准方法的测定结果(n=3)

综上数据表明：基体匹配前和基体匹配后测定的结果基本一致，标准加入法测定的值和标准曲线法测定的值偏差不大，说明基体对银量测定基本无影响。

2.6 背景的干扰情况

一般而言，原子吸收的背景干扰较大，为考察背景的干扰，选取1#、2#、4#物料样品作为研究对象，分别测定了它们在不扣背景和氘灯扣背景的条件下的值。结果见表5.

表5 背景对银测定的影响(n=3)

结果表明：存在背景干扰，需要氘灯扣背景，故本实验方法采用氘灯扣背景。

2.7 方法的精密度

在最佳条件下，按照试验方法，独立分析1# ～ 6# 物料样11次，精密度实验结果见表6.

表6 方法的精密度(n=11)

结果表明：1# ～ 6# 物料样11次测定的相对标准偏差在1.3% ～ 2.7 %之间，小于行业规定的5%, 说明方法具有较好的精密度。

2.8 方法的准确度

在最佳条件下，考察了方法的准确度，于1#，2#，3#样品中分别加入20μg、40μg银标准溶液进行加标回收，实验结果见表7.

表7 加标回收试验结果(n=3)

结果表明：方法的加标回收率在93.55%～109.3%之间，结果令人满意。

3 小结

综上所述：建立了测定高含量铜、铁冶炼中间物料中银的方法，复杂物料基体不干扰测定，方法简便快捷，加标回收率在93.55%～109.3%之间，结果令人满意，方法适用于冶炼工业含银量在20g/t～500g/t范围内的高含量铜、铁冶炼中间物料样品的分析。

参考文献:

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[3]M A Rahman, S Kaneco. Determination of silver in environmental samples by tungsten wire preconcentration method-electrothermal atomic absorption spectrometry [J]. Talanta，2004，62: 1047～1050.

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