原子荧光光谱法测定铜坑矿中的砷

陈 海 英（国土资源部 沈阳矿产资源监督检测中心， 辽宁 沈阳 110032）

原子荧光光谱法测定铜坑矿中的砷

陈 海 英
（国土资源部 沈阳矿产资源监督检测中心， 辽宁 沈阳 110032）

建立了王水消解—原子荧光光谱法测定铜坑矿中砷的方法。讨论了矿石样品中金属元素对砷测定的干扰及消除方法；分析了影响测定结果准确性的因素，选择了合适的仪器条件、还原剂浓度、测定介质和载流酸度等，在最佳实验条件下，检出限为0.1μg/ L，相对标准偏差为2.15%～4.61%，加标回收率为95.1%～102.7%，其操作快速、简便，结果准确、可靠。本法适用于闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿、粘土矿物、毒砂、萤石、辉石、锡石、磁黄铁矿、铜坑矿等矿石中砷的测定。

铜坑矿；王水消解；原子荧光光谱法；砷

多年来，国内外地质专家学者对铜坑矿开展了许多地质研究工作，发表科技论文近400篇，对矿床成因进行了详细的论证。在生产实践中根据成矿元素的地质地球化学特征，了解其有益有害组分的分布情况、赋存状态及储量规模，其中可回收利用的共伴生元素有锌、铅、锑、银、铟、镉、铋、硫、砷等[1]。但是，在资源开发利用中对伴生矿产如铅、镉、砷等如何进行测定却未见报道。

目前，测定矿石中砷含量常见的方法有碘量法[2]、溴酸钾滴定法[3]、钼蓝光度法[4]、极谱法[5]等，采用这些方法时需要分离富集、萃取等手段，使分析过程繁琐，流程较长，工作效率低。本文采用王水消解样品，采取逐级稀释再检测的方法测定高含量砷的样品，使测定范围更宽，精密度、准确度也令人满意[6]。该方法样品前处理简便、快捷，测定结果准确，结果令人满意。

1 实验部分

1.1 仪器设备

AFS-3100型双道原子荧光光度计(AFS)：北京科创海光仪器有限公司；

砷空心阴极灯：北京有色金属研究总院[7]。

1.2 主要试剂

标准储备溶液：试验所用标准储备液浓度均为ρ（As）=1 g/L，是由国家标准物质研究中心提供的国家一级标准物质；

标准溶液：由标准储备液逐级稀释而成，ρ(As) =100 µg/mL，测定时用10 %的HCl逐级稀释成ρ(As)为0.00、0.025、0.05、0.10、0.20、0.40、0.80 µg/mL的标准系列溶液；

硝酸：优级纯；盐酸：优级纯；硼氢化钾：化学纯；氢氧化钾：化学纯；硫脲：化学纯；抗坏血酸：化学纯；实验室用水：去离子水。

1.3 样品处理

准确称取制备好的矿石样品0.100 0 g置于50 mL高型烧杯中，用水润湿，加入10 mL王水（1+1）盖上表皿，摇匀，置于 95～98 ℃控温电热板上，分解过程中不时摇动3～4次。待分解后，洗去表皿并蒸发溶液至约2 mL。取下，立即加入10 mL盐酸，摇匀。冷却后用水将溶液移入50 mL容量瓶中，加入硫脲—抗坏血酸混合溶液，用水稀释至刻度，摇匀。放置澄清。同时做流程空白。

1.4 样品测定

开机，待仪器自检完成后，设置仪器测定条件，点火，仪器运行稳定30 min后，测定标准系列，仪器自动建立校准曲线，根据校准曲线对空白溶液和各个样品进行测定[8]。

2 结果与讨论

2.1 仪器工作条件的选择

试验结果表明：砷的荧光强度受许多因素的影响，特别是负高压、灯电流、载气流量、屏蔽气流量。通过优化选择的仪器测量参数见表1。

2.2 标准曲线及检出限

由图1可以看出，元素标准曲线的相关系数大于0.999 5，满足实际分析要求。本试验采取在仪器最佳测定条件下，平行测定 12 份空白硝化液，计算标准偏差，按标准偏差的 3 倍求得检出限， 本法砷的检出限为0.1μg/ L，满足分析要求。

2.3 消解溶剂及消解方法的选择

由于新配制的王水具有较强的溶解能力和氧化能力，完全可以溶解和氧化砷[7]。砷的氯化物的沸点比较低（AsCl3130.21 ℃），本试验选择95～98 ℃控温电热板消解样品，本法简便、快速、可以批量处理样品，完全可以满足铜坑矿中砷的测定要求。

2.4 硼氢化钾浓度、测定介质和载流酸度的影响

配制硼氢化钾溶液时，要将硼氢化钾固体溶解在 1%的氢氧化钾溶液中，这样能有效的防止硼氢化钾的分解。硼氢化钾的浓度对荧光强度影响很大。硼氢化钾浓度增大，荧光强度增大，但稳定性逐渐变差；硼氢化钾浓度过低，会造成砷还原不完全，测定值偏低[6]。实验结果表明，当硼氢化钾质量浓度在20 g/L时，砷的信噪比最大，稳定性也最好。

试验看出 5%～15% 的盐酸作为测定介质和载流溶液对测定影响不存在显著性差别。本试验选取10%盐酸作为测定介质和载流溶液。

2.5 干扰元素及测定结果的处理

铜坑矿中金属元素含量相对较高，会对砷的测定产生一定的干扰，本方法加入 5%的硫脲和抗坏血酸混合试剂，基本上消除了干扰。

由于待测样品砷含量较高，为了减少高含量样品逐级稀释造成的偏差，保证了样品测定结果的准确性[6]。本试验采取测定浓度相近的标准溶液作为管理样，再对结果进行修正。

2.6 方法准确度、精密度和加标回收率

对4个不同种类的矿石标准物质进行测定，结果见表2。

从表2可以看出，不同种类的矿石中砷的测定值均在标准值的不确定度范围之内，相对标准偏差为2.15%～4.61%，分别加入砷标准溶液，测得加标回收率见表2，加标回收率为 95.1%～102.7%，表明此方法具有较高的准确度和精密度，适用于矿石中砷的测定。

3 结 论

利用王水消解-原子荧光光谱法测定铜坑矿中的高含量的砷，检出限为0.1μg/ L，相对标准偏差为2.15%～4.61%，加标回收率为95.1%～102.7%，其操作快速、简便，结果准确、可靠。本法适用于闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿、粘土矿物、毒砂、萤石、辉石、锡石、磁黄铁矿、铜坑矿等矿石中砷的测定。

［1］许远清, 韦方景, 张绍国, 韦建宏. 广西铜坑矿区重金属污染防治实践[J]. 中国矿山工程, 2014, 43(5): 17-20.

［2］袁丽丽. 碘量法测定锌精矿中的砷[J]. 福建分析测试, 2008, 17(4): 51-53.

［3］刘青. 溴酸钾滴定法测定矿物中的砷[J]. 云南冶金, 2006, 35(3): 64-69.

［4］ 郑小敏, 周礼仙, 李弘. 砷化氢分离-砷钼蓝分光光度法测定铁矿石中砷的国家标准方法探析[J]. 冶金分析, 2010, 30(7): 30-34.

［5］王建琴, 梁云生. 示波极谱法测定铁矿石中微量砷[J]. 岩矿测试, 2002, 21(3): 236-238.

［6］李玄辉, 杨理勤. 断续流动一氢化物发生原子荧光光谱法测定矿石中高含量砷[J]. 黄金, 2013, 34(6): 75-77.

［7］陈海英. 王水水浴消解—双道原子荧光光谱法（AFS）同时测定土壤中的汞和硒[J]. 农业科技与装备, 2013(10): 13-15.

［8］ 陈海英. 微波消解—电感耦合等离子体发射光谱法测定林蛙油中的常量和微量元素[J]. 当代化工, 2014, 43(3): 470-473.

Determination of Arsenic in Tongkeng Mine by Atomic Fluorescence Spectrometry

CHEN Hai-ying
（Ministry of Land and Resources，Shenyang Supervision and Testing Center of Mineral Resources，Liaoning Shenyang 110032，China）

A method was established for the determination of arsenic in Tongkeng mine aqua regia digestion coupled with Atomic Fluorescence Spectrometry. Discussed on the determination of arsenic and the methods to eliminate the interference of metal elements in ore samples; analyzed the factors for influence in the accuracy of determination result. Selected the appropriate instrument conditions、 the concentration of the reducing agent、 determination of medium and acidity of current carrying. Under optimal conditions, the detection limit was 0.01 μg/L, the relative standard deviation were 2.15% ～ 4.61%, The recovery rate of standard addition were 95.1% ～ 102.7%. The operation is fast and convenient, accurate and reliable. This method is suitable for determination of arsenic in sphalerite、galena、pyrite、 chalcopyrite、 arsenopyrite、 arsenopyrite、fluorite、pyroxene、cassiterite、pyrrhotite、Tongkeng mine.

Tongkeng mine; Aqua regia digestion; Atomic fuorescence spectrometry; Arsenic

O 657

： A

： 1671-0460（2015）05-0896-03

国土资源公益性行业专项经费项目“稀散元素锗、镓、铟、铊矿石成分分析标准物质研制”，编号为：200911044-06。

2015-03-11

陈海英（1976-），女，硕士研究生，高级工程师，主要从事土壤、岩石、食品、饲料等无机元素的分析研究。E-mail:chenhy-0@sohu.com。