火焰原子吸收光谱法测定铜原矿尾矿中的锰

张 琳 韩 晓

(1 北京矿冶研究总院，北京 102628; 2 金属矿产资源评价与分析检测北京市重点实验室，北京 102628)

火焰原子吸收光谱法测定铜原矿尾矿中的锰

张 琳1,2韩 晓1,2

(1 北京矿冶研究总院，北京 102628; 2 金属矿产资源评价与分析检测北京市重点实验室，北京 102628)

建立了火焰原子吸收光谱法测定铜原矿尾矿中锰的分析方法。实验以盐酸为介质，讨论了介质浓度和共存离子对测定结果的影响。方法的相对标准偏差为0.69%～6.9%，加标回收率96.6%～104%，方法的检出限为0.008 5 μg/mL。结果表明，采用火焰原子吸收光谱法测定铜原矿尾矿中的锰含量，方法准确度高，精密度好，具有较强的实用性。经标准物质验证，结果能满足日常检测的需求。

火焰原子吸收光谱法；铜原矿尾矿；锰

0 前言

作为铜原矿中的杂质元素，锰的存在影响了铜精矿选矿工艺。同时，随着现代工业的飞速发展，有色金属产量日渐增多，矿山排出的尾矿不仅造成了资源的极度浪费，也严重破坏了人类的生活环境。因而，准确地测定铜原矿尾矿中锰的含量十分必要。

锰的测定方法主要有滴定法、分光光度法、电感耦合等离子体-原子发射光谱法等[1-3]。原子吸收光谱法，操作简便快捷，准确度高，尤其适用于痕量单元素的分析[4-5]。文献[6]采用火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定了铜原矿尾矿中的铅，准确度和精密度较高。而目前，对铜原矿尾矿中锰的测定未见报道。本文采用FAAS测定了铜原矿尾矿中的锰，并探讨了共存元素对锰含量测定的影响。通过标准物质的验证，表明该方法的精密度及准确度均能达到分析要求，满足日常检测的需求。

1 实验部分

1.1 主要试剂

盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸均为分析纯；实验用水为二次去离子水。

锰标准储备溶液(1 mg/mL)：称取1.000 0 g金属锰(wMn≥99.99%)置于250 mL烧杯中，加入50 mL盐酸(1+1)，盖上表皿，低温加热溶解完全，继续煮沸驱赶氮的氧化物。取下，冷至室温，用盐酸(5+95)洗涤表皿及杯壁，移入1 000 mL容量瓶中，并用盐酸(5+95)稀释至刻度，混匀。

锰标准溶液(100 μg/mL)：移取10.00 mL锰标准储备溶液于100 mL容量瓶中，用盐酸(5+95)稀释至刻度，混匀。

1.2 仪器及工作条件

novAA350型原子吸收光谱仪(德国耶拿公司)，附锰空心阴极灯。

仪器工作条件：分析线波长279.5 nm、灯电流6 mA、狭缝宽度0.2 nm、燃烧器高度为6 mm，乙炔流量60 L/h(燃助比0.128)。

工作曲线：准确移取0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL锰标准溶液(100 μg/mL)分别置于6个100 mL的容量瓶中，用盐酸(5+95)稀释至刻度，混匀。在与样品相同的测定条件下，以“零标准溶液”调零，测定溶液的吸光度，锰浓度在0～25 mg/L的范围内呈良好的线性关系，工作曲线见图1。将工作曲线按浓度等分成五段，最高段吸光度的差值与最低段吸光度的差值之比0.97>0.70，即工作曲线线性满足日常分析要求。

图1 锰标准曲线Figure 1 Standard curve of manganese.

特征浓度：在最佳工作条件下，连续测定11次锰空白溶液的吸光度，计算出标准偏差SD，见表1，计算锰的特征浓度为0.030 9 μg/mL，锰的检出限为0.008 5 μg/mL。

检测下限：方法的检测下限定义为检出限的10倍，则锰的检测下限为0.085 μg/mL。

表1 方法的检出限Table 1 Detection limits of the method(n=11) /(μg·mL-1)

1.3 实验方法

根据样品中锰含量，按表2称取试样(精确至0.000 1 g)，置于200 mL聚四氟乙烯烧杯中，用少量水润湿，加10 mL盐酸，5 mL硝酸，10 mL氢氟酸和5 mL高氯酸，低温加热溶解半小时，取下稍冷，用水冲洗杯壁，继续加热至白烟冒尽并蒸干。冷却后，加10 mL盐酸(1+1)和20 mL水，加热溶解盐类，冷至室温，转入50 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。按表2移取溶液至相应容量瓶中，用盐酸(5+95)稀释至刻度，混匀。按照原子吸收光谱仪操作说明书，将仪器调节至最佳工作状态，在选定的工作条件下，测定锰的吸光度，从校正曲线上查出相应的锰浓度。随同试样进行空白实验。

表2 试样的称取量及分取体积Table 2 Sampling dosage and volume

2 结果与讨论

2.1 介质浓度的选择

分别移取1.00 mL锰标准溶液(100 μg/mL)于3个100 mL容量瓶中，按相同的实验条件，分别测定不同酸度下标准溶液的吸光度，见表3。结果表明：体积分数2%～10%的盐酸对锰吸光度测定无影响，实验选择盐酸(5%)介质。

表3 不同盐酸浓度对锰吸光度的影响Table 3 Influence of hydrochloric acid concentration on the Mn absorbance

2.2 共存元素干扰实验

铜原矿尾矿中主要存在元素有Si、Al、Fe、Ca、Mg、K、Na、Cu、Pb、Zn、Mn、Ti及少量的Ni、Co、Cd等元素。二氧化硅最大含量为60%，Fe最大含量50%，Al最大含量15%，Ca最大含量20%，Mg最大含量8%，K最大含量5%，Na最大含量5%，其它元素含量均不超过2%。

分别在100 mL容量瓶中加入不同量的杂质元素，配制含锰(1.00 μg/mL)的溶液，按实验方法及选定的仪器工作条件测定其浓度值，见表4。结果显示：以上各共存元素在特定加入量范围时对锰的测定浓度没有影响。

表4 各共存元素分别对锰的干扰

Table 4 Influence of different coexisting elementson the Mn concentrations

/(μg·mL-1)

在100 mL容量瓶中同时加入各种共存元素，配制锰浓度为0.50 μg/mL(简称：a溶液)和2.00 μg/mL(简称：b溶液)的溶液，按实验方法及选定的仪器工作条件测定其浓度值，见表5。结果表明，各共存元素同时存在时对锰的浓度几乎没有影响。

表5 共存元素共同对锰的干扰Table 5 Influence of mixed coexisting elements on the Mn concentrations /(μg·mL-1)

2.3 精密度实验

按照实验方法，分别对不含锰量的铜原矿尾矿样品1#、2#、3#、4#、5#进行了多次测定，测定结果见表6，实验结果表明该方法具有较好的重现性，相对标准偏差均小于7%。用标准样品ZBK417验证，结果吻合，表明该方法的准确度较高，可满足日常检测的需求。

表6 精密度实验Table 6 Precision tests of the method(n=11) /%

2.4 加标回收率实验

称取试样1#、3#、5#，分别加入一定量的锰，按照实验方法溶解，定容，测定，结果见表7。测定加标回收率在96.6%～103.8%。

表7 加标回收率实验Table 7 Recovery tests of the method /%

3 结论

实验建立了火焰原子吸收光谱法测定铜原矿尾矿中锰含量的方法，实验以盐酸(5%)为介质。研究显示，一定含量的共存离子对锰的测定几乎没有影响。结果表明，方法的准确度和精密度较高，具有一定的实用性，通过标准样品验证，该方法满足日常检测的需求。

[1] 覃水炼.容量分析法测定矿石中锰含量的研究进展[J].企业科技与发展(EnterpriseScienceAndTechnology&Development),2015(16):25-26.

[2] 郭焕猛,吴琼玉,王丰亮,等.火焰原子吸收分光光度法测定锰元素含量[J].山东化工(ShandongChemicalIndustry),2014(7):96-101.

[3] 胡建春,赵琎,张瑞霖.电解重量法和电感耦合等离子体原子发射光谱法在测定氧化镍中镍钴铜锌铁锰中的应用[J].冶金分析(MetallurgicalAnalysis),2015,35(11):28-33.

[4] 李佗,杨军红.次灵敏线火焰原子吸收光谱法测定镍镁合金中镁[J].中国无机分析化学(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2012,2(1):67-69.

[5] 孔凡丽.火焰原子吸收光谱法测定锡渣中的铟[J].中国无机分析化学(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2015,5(2):70-72.

[6] 张光华.火焰原子吸收光谱法测定铜原矿尾矿中的铅[J].中国无机分析化学(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2015,5(2):39-42.

Determination of Manganese in Copper Original Ores and Tailingsby Flame Atomic Absorption Spectrometry

ZHANG Lin1,2， HAN Xiao1,2

(1.BeijingGeneralResearchInstituteofMiningandMetallurgy，Beijing102628，China；2.BeijingKeyLaboratoryforEvaluationandTestingofMetallicMineralResources,Beijing102628,China)

A method has been established for the determination of manganese (Mn) in copper original ores and tailings by flame atomic absorption spectrometry (FAAS). The effects of the medium acidity and the coexisting ions on the determination results were studied with hydrochloric acid medium. The relative standard deviation (RSD) and the recovery for Mn were in the range of 0.69%～6.9% and 96.6%～104%, respectively. The detection limit was 0.008 5 μg/mL. The results indicate that this method has good accuracy, high precision and strong practicality. The proposed method was validated by the analysis of certified reference materials and could satisfy the requirements for routine quantitative analysis.

flame atomic absorption spectrometry; copper original ores and tailings; manganese

2015-12-27

2016-01-12

北京市科技创新基地培育与发展专项(Z151100001615044)资助

张琳，女，助理工程师，主要从事化学分析检测研究。E-mail:zhanglin@bgrimm.com

10.3969/j.issn.2095-1035.2016.02.004

O657.31；TH744.12

A

2095-1035(2016)02-0012-04