电感耦合等离子体原子发射光谱法直接测定锑及三氧化二锑中砷量

宋应球，宗 屹，毛晓红

（锡矿山闪星锑业有限责任公司，湖南冷水江 417500）

·分 析·

电感耦合等离子体原子发射光谱法直接测定锑及三氧化二锑中砷量

宋应球，宗 屹，毛晓红

（锡矿山闪星锑业有限责任公司，湖南冷水江 417500）

提出和建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法直接测定锑及三氧化二锑中砷量的方法。选择波长为228.812 nm的谱线作为测定砷的分析线，方法的检出限0.081μg／mL，检测结果的相对标准偏差小于6.5%，回收率为94.5%～103.5%。

电感耦合等离子体原子发射光谱；锑；三氧化二锑；砷

砷是锑冶金产品锑及三氧化二锑中的主要有害杂质元素，必须监测和严格控制。一直以来，国家标准方法采用的是砷钼蓝分光光度法［1］，该法用有毒有机试剂苯萃取分离基体锑，操作繁琐，更重要的是不利于分析人员的身体健康。近年来，随着科学技术的进步，电感耦合等离子体原子发射光谱（ICPAES）技术得到大力发展和推广，研究采用该技术检测锑品中砷量的报道时有出现，但大多用基体匹配消除锑的影响，加酒石酸络合锑避免水解［2～4］，也有萃取分离锑后用ICP－AES测定三氧化二锑中砷的报道［5］。本试验工作是用标准曲线法，在一定的盐酸酸度下对锑、三氧化二锑中的砷直接测定。

1 试验部分

1.1 仪器及工作条件

Prodigy XP全谱电感耦合等离子体发射光谱仪（美国利曼公司生产）；40.68 MHz高频发生器，工作功率1.1 kW；双铂网雾化器，压力35 Psi；冷却气流量16 L／min，辅助气流量0.2 L／min；提升量1.2～1.5 mL／min；采用纵向观测方式；氩气纯度：大于99.99%。

1.2 试剂

硫酸、盐酸、硝酸均为分析纯；水为一次蒸馏水。砷标准储存液（1 000μg／mL GSBG 62027－90）；砷标准溶液：将10.00mL溶液砷标移入100mL容量瓶中，加入2 mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀，1 mL该溶液含100μg砷。

高纯锑（99.999%锡矿山闪星锑业有限责任公司制备）。

1.3 试验方法

1.3.1 条件选择试验方法

取一定量的砷标准溶液于100 mL容量瓶中，加入用水稀释至刻度，充分混匀。于一定的条件下测定砷谱线228.812 nm的发射光谱强度。

1.3.2 标准工作曲线绘制

移取砷标准溶液／mL：0、0.50、1.00、2.00、5.00、10分别置于一组100 mL的容量瓶中，加入15 mL盐酸（ρ＝1.19 g／mL），以水稀释至刻度，混匀。在仪器工作条件下，将系列标准溶液同时上机测定砷谱线228.812 nm的发射光谱强度。

1.3.3 样品测定

称取0.1～0.5 g试料置于100 mL烧杯中，加入5 mL王水（三氧化二锑试料加盐酸），盖上表面皿，在常温下溶解透明，移去表面皿，将溶液移入100 mL容量瓶中，加入10 mL盐酸（ρ＝1.19 g／mL），用水稀释至刻度，混匀，随同配制空白溶液。在选择的仪器工作条件下，测定空白溶液和试样溶液中待测元素谱线228.812 nm的光谱强度，从工作曲线上计算出各相应组分的质量分数，数值以%表示：式中：cx为自工作曲线上查得的砷的浓度／μg·mL－1；c0为自工作曲线上查得的空白溶液中砷的浓度／μg·mL－1；V为试液定容体积／mL；m为试料的质量／g。

2 试验结果讨论

2.1 仪器工作条件选择

按照条件选择试验方法，测定一定浓度砷标准溶液在不同射频功率、雾化器（Neb）压力、冷却气流量、辅助气（Aux）流量的发射光谱强度，对这些数据进行综合分析，确保有较强、较稳定的分析强度，得到最好的信／背比和检出限，并较好地保护矩管，选择射频功率1.1 kW，雾化器压力35 Psi，冷却气流量为16 L／min，辅助气流量为0.2 L／min。

2.2 分析谱线的选择

通常根据待测元素含量的高低以及样品中存在的干扰元素，选择发射净强度大、信背比高、共存元素干扰少的谱线作为待测元素分析谱线。本试验通过对砷的单元素溶液和样品溶液的各条谱线进行扫描，记录谱线信号和背景强度，结果表明，在砷的谱线为228.812 nm时，灵敏度高，背景干扰小，故选择228.812 nm为砷的分析线。

2.3 试样分解

锑及三氧化二锑均能被王水和硫酸溶解，同时三氧化二锑也能很好地溶解在盐酸中。用王水溶解时，检测结果与国家标准方法吻合；三氧化二锑试料用盐酸溶解，也同样能得到满意的结果；试料用硫酸溶解时，其粘度大，会对溶液提升量有影响。考虑到用盐酸溶解试料时，操作更安全，因此锑、三氧化二锑试料分别用王水、盐酸进行分解。

2.4 介质及酸度

试验用硝酸和盐酸作为测定介质，同一浓度的标准溶液在两种介质中的发射强度相近，分析认为需要较高的酸度才能确保基体锑不水解，使用盐酸更方便操作，对环境也有利，因此选用盐酸介质。

配制不同盐酸酸度的5μg／mL的砷标准溶液，在工作条件下，分析谱线228.812 nm，测得砷标准溶液光谱强度见表1。

表1 盐酸酸度与光谱强度的关系

盐酸酸度增加溶液发射光谱强度降低。当试料称量较大，酸度低于10%时溶液中锑易水解，15%的酸度时有适当的光谱强度，且能保证试料溶液不水解，因此方法选择介质盐酸酸度为15%。

2.5 干扰试验

2.5.1 基体锑的干扰

称取不同量的高纯锑，用5 mL王水溶解，加入砷标准液（100μg／mL）0.2 mL（含砷20μg），稀释定容至50 mL（保持15%盐酸酸度），按试验方法操作，测定数据见表2。

表2 基体锑对砷测定的影响

表2数据表明，含锑量在10 mg／mL以下对结果无影响。

2.5.2 杂质干扰

称取0.5 g高纯锑，加入砷标准液（100μg／mL）0.4 mL（含砷40μg），按高限加入锑品中常见杂质Pb 1 mg、Se 0.05 mg、Fe 0.1 mg、Bi0.05 mg、Cu 0.05 mg，加王水5 mL常温溶解清亮，其余按试验方法操作。

测定的砷量回收良好，表明锑品中常见杂质不干扰测定。

2.6 标准工作曲线及方法检出限

按标准工作曲绘制方法操作，测定系列标准溶液的发射光谱强度，其数据见表3。

表3 标准工作曲线测定数据

计算机直接对数据进行一次线性回归处理，线性方程：I＝4 122.3c＋386.47，相关系数：r＝0.999 6，线性良好。

对空白样品溶液进行11次测定，在仪器工作条件下，连续测量标准空白溶液11次，计算出标准偏差S，按公式计算出的检出限为0.081μg／mL。

2.7 试样分析

2.7.1 精密度试验

选择三氧化二锑试样、锑试样各1个平等测定10次，检测结果及精密度见表4。

表4 精密度试验结果 %

2.7.2 试样加标回收

用103＃三氧化二锑管理样、4＃锑管理样品（两个管理样系三氧化二锑、锑化学分析方法国家标准制订时的验证样品，其As量为多家实验室验证结果的总体平均值。）按试验方法进行样加标回收试验，结果见表5。

表5 样加标回收率试验结果

2.7.3 方法比对

本方法与现用国标GB／T3253.1－2008（砷钼蓝分光光度法）测定同一样品表明砷量进行比对，检测结果见表6。

从表4、表5、表6得知：相对标准偏差小于6.5%，加标回收率大于94%，检测结果与现用国标方法相符，说明该方法精密度好，准确可靠。

表6 方法比对结果

3 结 论

用王水、盐酸分别溶解锑、三氧化二锑样品，在盐酸介质中，用电感耦合等离子体发射光谱直接测定砷量，基体锑和常见杂质不干扰，检出限0.081 μg／mL，检测结果准确可靠，可满足绝大部分锑、三氧化二锑产品中砷量测定的需要。该法比现用国家标准方法操作简便，特别是无需使用有机试剂分离基体，有利于分析人员身体健康。

［1］ GB／T3253.1－2008，锑及三氧化二锑化学分析方法砷量的测定砷钼蓝分光光度法［S］.

［2］ 李荣浩，朱传福，付明.电感耦合等离子体发射光谱法快速测定金属锑中6个杂质元素［J］.分析化学，1992，20（12）：1482.

［3］ 吕春秋.ICP－AES法快速测定锑氧粉（三氧化二锑）中砷［J］.理化检验－化学分册，1999，35（12）：567.

［4］ 杨桂香，纪杉，侯艳红.电感耦合等离子体发射光谱法测定锑及三氧化二锑中杂质元素［J］.冶金分析，200，29（6）：69－72.

［5］ 张兰，关雄俊，莫达松.ICP－AES法测定三氧化二锑中杂质［J］.光谱实验室，2001，18（4）.520－522.

Determ ination of Arsenic by ICP-AES in the Antimony and Antimony Trioxide

SONG Ying-qiu，ZONG Yi，MAO Xiao-hong
（Hsikwangshan Twinkling Star Antimony Industry Co.，Ltd，Lengshuijiang 417500，China）

Proposed and established themethod of detectmeasurement in arsenic by the inductively coupled plasma atomic emission spectrometry of antimony and antimony trioxide.The spectral line of228.812 nm was selected as analytical line for the determination，the limit of detection is at 0.081μg／mL，RSD of the measurement is less than 6.5%and the recovery rate is in range of 94.5%～103.5%.

inductively coupled plasma atomic emission spectrometry（ICP-AES）；antimony；antimony trioxide；arsenic

O562.3

：A

：1003－5540（2014）05－0071－03

2014－08－15

宋应球（1965－），男，高级工程师，主要从事有色冶金分析检测研究工作。