火焰原子吸收光谱法测定锑及三氧化二锑中微量碲

2016-05-18 03:32宋应球崔德海毛晓红
湖南有色金属 2016年5期
关键词:氢溴酸容量瓶标准溶液

宋应球,崔德海,宗 屹,毛晓红

(锡矿山闪星锑业有限责任公司,湖南冷水江 417502)

火焰原子吸收光谱法测定锑及三氧化二锑中微量碲

宋应球,崔德海,宗 屹,毛晓红

(锡矿山闪星锑业有限责任公司,湖南冷水江 417502)

利用火焰原子吸收光谱(FAAS)分析技术,对测定锑和三氧化二锑中微量碲的基体和共存元素干扰、仪器分析参数等因素进行了研究,确定了最佳分析条件。试验结果表明:该方法准确、可靠、适用。方法的检出限0.138μg/mL,相对标准偏差小于6%,回收率为96%~101%。

火焰原子吸收光谱法;锑;三氧化二锑;碲

微量碲的存在,对三氧化二锑产品的重要物理指标白度影响巨大,当其含量大于70×10-6时,白度由正常值的96%可下降到88%,锡矿山闪星锑业因此发生过三氧化二锑产品质量事故。可见,原料锑及产品三氧化二锑生产过程中碲含量的检测和控制非常重要。因此研究和建立锑及三氧化二锑中碲量的测定方法十分必要。

碲的测定方法一般有分光光度法[1,2]、极谱法[3]、原子吸收光谱法[4]、原子荧光光谱法[5]、电感耦合等离子体发射光谱法[6]、电感耦合等离子体质谱法[7]等。在这些方法中,分光光度法、极谱法、原子荧光光谱法操作相对繁琐,电感耦合等离子体发射光谱法、质谱法所用仪器昂贵,检测成本高,而火焰原子吸收法现在已成为常规仪器分析方法,操作简便。有人用火焰原子吸收法测定精锑中的碲[5],在盐酸溶液中加入砷溶液、氯化铜溶液和次磷酸钙,使碲沉淀与基体锑分离,硝酸溶解沉淀后用火焰原子吸收测定,过程繁琐,操作要求高,本试验采取措施挥发分离锑,克服了上述不足。试验表明,该方法操作简单、易于掌握,灵敏度、精密度和准确度满足需要。

1 试验部分

1.1 仪器及试剂

1.1.1 仪 器

北京普析通用TAS986型原子吸收仪。

1.1.2 试 剂

1.高纯锑(99.999%锡矿山闪星锑业公司产)。

2.盐酸(分析纯)。

3.硝酸(分析纯)。

4.氢溴酸(分析纯)。

5.硫酸(分析纯)。

6.王水:量取300 mL盐酸,置于500 m L试剂瓶中,再加入100 mL硝酸,混合均匀。

7.碲标准贮存溶液:称取1.000 0 g纯碲(≥99.99%)置于200 mL烧杯中,加入20 mL硝酸(1+1),微热溶解完全,煮沸驱除氮的氧化物,冷却。移入1 000 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。此溶液1 mL含1 mg碲。

8.碲标准溶液:移取10.00 mL碲标准贮存溶液置于100 mL容量瓶中,加入5 mL盐酸,用水稀释至刻度,摇匀。此溶液1 mL含100μg碲。

1.2 试验方法

1.2.1 条件选择试验方法

取一定量的碲标准溶液于100 mL容量瓶中,加入2 m L盐酸,用水稀释至刻度,充分混匀。于一定的条件下测定碲的吸光度。

1.2.2 试样处理

三氧化二锑:称取试料置于100 mL烧杯中,加入2 mL硫酸、加1 mL盐酸、5 mL氢溴酸溶解,低温加热至冒硫酸白烟,冷却。继续加1 m L盐酸、5ml氢溴酸蒸至冒硫酸白烟,冷却。重复加1 mL盐酸、5 mL氢溴酸低温加热冒硫酸白烟,冷却。加入2 mL盐酸微热溶解残渣,将溶液移入100 m L容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。

锑:称取试料置于100 mL烧杯中,加入2 mL硫酸、加入5 mL盐酸、3 mL硝酸,于低温电炉上加热溶解并至冒硫酸白烟,取下稍冷。加1 mL盐酸、5 m L氢溴酸低温加热蒸至冒硫酸白烟,冷却。重复加1 m L盐酸、5 m L氢溴酸低温加至冒硫酸白烟,冷却。加入2 mL盐酸微热溶解残渣,将溶液移入容量瓶100 mL中,用水稀释至刻度,摇匀。

1.2.3 试样测定

将处理定容后的试液和同条件下空白液在最佳仪器条件下测定吸光度,根据一元线性回归方程计算试液浓度和试样中碲的质量分数。

1.2.4 工作曲线配制

移取0 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、5.00 mL、10.00 mL碲标准溶液分别置于一组100 mL的容量瓶中,加入2 mL盐酸,以水稀释至刻度,摇匀。

2 试验结果讨论

2.1 仪器最佳工作条件

仪器灯电流、光谱带宽、燃气流量、燃烧器高度等条件对碲量测定的灵敏度、准确度、精密度有很大的影响。经试验及综合分析,选择的仪器最佳工件条件为:碲空芯阴极灯,分析谱线214.3 nm,灯电流4 mA,光谱带宽0.2 L/min,燃气流量1 400~1 800 m L/min。

2.2 介质及酸度

用10μg/mL的标准溶液,盐酸酸度(V/V)3%、5%、8%、10%、15%,在FAAS最佳仪器条件下,测得5μg/L碲标准溶液吸光度见表1。

表1 介质酸度与吸光度的关系

表1数据表明,盐酸酸度为3%~15%时,测得的吸光度基本稳定,灵敏度较高。较低的酸度有利于仪器保护及改善操作的环境条件,选择盐酸酸度为5%。

2.3 试样前处理及基体干扰的消除

测定锑品中杂质时,如不分离基体锑,则其在稀酸介质中可能水解,阻塞雾化器和燃烧头,影响测定;高酸度测定则会造成腐蚀仪器设备、污染环境。因此必须分离。用盐酸、氢溴酸加热挥发分离锑是目前最常用的方法,氯化碲、溴化碲的熔点分别为224℃、218℃,沸点分别为380℃、420℃,这就使得在硫酸存在下,不高于硫酸沸点338℃下挥发分离锑,保护碲不损失成为可能。

于5个100 mL烧杯中,均加入1.000 0 g高纯锑、0.5mL 100μg/mL碲标准溶液,不加2mL硫酸,其余按锑试料进行试样处理,进行碲量测定,数据见表2。

表2 未加硫酸保护的碲量检测结果

取0.500 0 g、1.000 0 g高纯锑,分别于6个100 mL烧杯中,加入不同量的100μg/mL碲标准溶液,按锑试料进行试样处理后进行测定,数据见表3。

表3 挥发分离锑试验

取0.5 g锑及三氧化二锑试料分别用王水和盐酸溶解,不加氢溴酸挥化除锑,稀释定容时锑大量水解,影响测定。

表2、表3结果表明:试料溶解后,加氢溴酸挥化除锑,不加硫酸保护,碲会部分挥发损失,回收率显著偏低;加硫酸保护,低温挥发分离锑后,碲的测定回收率在91.0%~102%之间,无损失。

因此,前处理方式确定为分别用王水、盐酸溶解锑、三氧化二锑试料,加硫酸控制温度,保护碲不挥发。

2.4 杂质干扰试验

在4个100 mL烧杯中各称取高纯锑1.000 0 g,加入锑品中可能存在的杂质元素的最大量:Pb 2.0 mg、As 0.5mg、Cu 0.2mg、Fe 0.2 mg、Se0.05 mg,分别加入100μg/mL碲标准溶液0.2 mL、0.3 mL、0.4 mL、0.5 mL按样品测定步骤进行测定,结果见表4。

表4 杂质干扰试验结果

从表4结果可以看出,锑及三氧化二锑中存在的常见杂质不干扰碲量的测定。

2.5 工作曲线及方法检出限

按工作曲线要求配制碲系列标准溶液,测定吸光度,其数据见表5。

表5 工作曲线测定数据

计算机直接对数据进行一元线性回归处理,相关系数:r=0.999 8,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0.138μg/mL。

2.6 试样分析

2.6.1 试样加标回收

称取3#三氧化二锑样品和6#锑样品1.000 g,加入不同碲量,按试样测定方法操作,检测结果见表6。

表6 试样加标回收率试验

表6说明,试样加标回收良好,测定的准确度高。

2.6.2 试样精密度试验

精密度试验数据见表7。

表7 精密度试验%

2.6.3 方法比对

3#三氧化二锑样品和6#锑样品用ICP-AES与本方法(FAAS)进行了碲量测定比对,其数据见表8。

表8 与ICP-AES方法比对结果%

上述结果表明:该方法测定结果与ICP-AES测定结果相符。

3 结 论

锑及三氧化二锑分别用王水和盐酸溶解,加入浓硫酸保护,重复加入盐酸、氢溴酸低温加热除去大部分基体锑,在稀盐酸介质中,用火焰原子吸收光谱仪测定碲量,锑品中常见杂质不干扰测定。方法准确、可靠,检出限为0.138μg/mL,可用于产品质量和生产过程控制分析,并作为标准方法推广。

[1] 李祖碧,曹秋娥,徐其亨.碲钨杂多酸-丁基罗丹明超灵敏显色反应的研究[J].分析试验室,1998,17(3):1-4.

[2] 李祖碧,王加林,徐其亨,等.用钨酸盐和耐尔蓝光度法测定碲[J].分析化学,1998,26(3):283-286.

[3] 钟鸣,向德磊.砷共沉淀分离-示波极谱法测定金属铋中微量碲[J].冶金分析,1998,18(5):52.

[4] 黄光烈,陈斌.火焰原子吸收光谱法测定精锑中碲[J].理化检验-化学分册,2000,36(6):277.

[5] 林克西.氢化物发-原子荧光光谱法直接测定地球化学样品中痕量碲[J].岩矿测试,2008,27(2):151-152.

[6] 刘珍,徐淑坤,迟明玉.电感偶合等离子体发射光谱法测定纯银中的痕量碲[J].冶金分析,2007,27(1):32-34.

[7] 胡净宇,王海舟.电感偶合等离子体质谱法测定高温合金痕量镉和碲[J].冶金分析,2010,30(2):8-12.

Determ ination of Tellurium Content in the Antim ony and Antim ony Trioxide by Flame Atom ic Absorption Spectrometry

SONG Ying-qiu,CUIDe-hai,ZONG Yi,MAO Xiao-hong
(Hsikwangshan Twinkling Star Co.,Ltd.,Lengshuijiang 417502,China)

Using flame AAS technology,it researched the elements of the basis and interference from coexistence elements and instrument analytical parameter in determination of trace tellurium in antimony and antimony trioxide,and determined the best analytical condition.The results show that the way is accurate,reliable and useful.The limit of detection of thisway is at 0.138μg/mL,RSD of themeasurement is less than the 6%and recovery in range of 96%~101%.

flame AAS;antimony;antimony trioxide;telluriumsenic

TG115.3+3

A

1003-5540(2016)05-0078-03

2016-08-11

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。

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