原子荧光光谱法测定铅精矿中的砷

谢海东，鲁海妍，杨 娜



原子荧光光谱法测定铅精矿中的砷

谢海东，鲁海妍，杨 娜

（(青海省地质矿产测试应用中心, 青海 西宁 810008）

介绍了采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定铅精矿中砷的方法。在选择样品前处理方法时，采用王水水浴溶样以及混酸溶样两种不同的前处理方法。通过加标回收试验，结果令人满意。条件实验确定了水浴溶样方法的溶样时间、王水用量，以及混酸溶样方法的反应温度等实验条件。方法的加标回收率为92%~106%，精密度（RSD，=12）小于10%。运用两种方法对国家Ⅰ级标准物质进行测定，准确度小于6%。

原子荧光光谱法；铅精矿；砷

氢化物发生-原子荧光光谱法（HG-AFS）是近年来发展起来的新型光谱分析技术。它具有检出限低、灵敏度高、干扰少、线性范围宽等特点[1]，被普遍应用于测定地质样品、土壤样品及水样中的砷、锑、铋、汞[2-6]。近年来，用于测定硒、碲、锗、镉、铅等元素的也有不少报道[1,2,7-10]，而采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定砷也有报道[11,12]。通过试验，采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定铅精矿中的砷，运用两种不同的前处理方法，通过精密度、准确度、检出限等试验，证实两种实验方法的可行性，结果满意。

1 实验部分

1.1 仪器及工作条件

AFS-8130双道原子荧光光度计（北京吉天仪器有限公司）；砷高强度空心阴极灯；分析天平（感量0.1 mg）；控温电热板。测量条件见表1。

表1 仪器测量条件

1.2 试剂

1.2.1 1+1王水

量取300 mL盐酸(=1.19 g/mL)、100 mL硝酸(ρ=1.42 g/mL)及400 mL水于1 000 mL烧杯中，混匀。

1.2.2 硼氢化钾溶液(20 g/L)

称取10 g KBH4（质量分数大于95%）溶解于500 mL 5%KOH溶液中。

1.2.3 硫脲-抗坏血酸混合溶液

=50 g/L；称取25 g硫脲、25 g抗坏血酸溶解于500 mL水中，现用现配。

1.2.4 砷标准贮备液：

准确称取0.132 0 g三氧化二砷（≥99.9%）于300 mL烧杯中，加入25 mL氢氧化钠溶液（=100 g/L），加热溶解完全，用盐酸中和至微酸性，放冷后，将溶液转移至1 000 mL单刻度容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液（As）=100 µg/mL 。

1.2.5 砷标准工作液：

移取20.0 mL砷标准贮备液于500 mL容量瓶中，加入100mL盐酸(=1.19 g/mL)，用水稀释至刻度，混匀。此溶液（As）=4.0 µg/mL 。

所用试剂均为分析纯或优级纯，所用水为去离子水，电阻率≥18.2 MΩ·cm。

1.3 样品处理

1.3.1 水浴溶样法

称取事先于105 ℃烘干的试料于25 mL具塞比色管中，加入10 mL（1+1）王水，在水浴上加热溶解1 h，取下，冷却。用水稀释至刻度，摇匀。静置澄清。

取5 mL上述清液于100 mL容量瓶中，加入10 mL盐酸(=1.19 g/mL)、20 mL硫脲-抗坏血酸混合溶液，用水稀释至刻度，混匀。放置约1 h，待测。

1.3.2 混酸溶样法

将试料置于150 mL烧杯中，盖上表皿，用少量水润湿，加10 mL硝酸(=1.42 g/mL)，低温加热2 min溶解；加3 mL盐酸(=1.19 g/mL)，继续低温加热溶解并蒸至5 mL，取下冷却。加入10 mL硫酸(=1.84 g/mL)，加热冒烟至小体积，取下冷却，加30 mL水，加热溶解盐类，取下冷却至室温。移入100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。静置澄清。

取5 mL上述清液于25 mL比色管中，加入10 mL（1+1）王水、5 mL硫脲-抗坏血酸混合溶液，用水稀释至刻度，混匀。放置约1 h，待测。

1.4 绘制标准曲线

分别吸取（As）=4.0 µg/mL砷标准工作液0.00、0.50、1.00、2.50、5.00、7.50、10.00 mL，置于100 mL容量瓶中，分别加入30 mL（1+1）王水、20 mL硫脲-抗坏血酸混合溶液，用水稀释至刻度，摇匀，放置大约1 h。此时相对应的As标准系列浓度分别为0.00、20.0、40.0、100、200、300、400 ng/mL。

1.5 测试方法

将原子荧光光度计通电预热30 min左右，用硼氢化钾溶液作还原剂，10%王水作载流，以标准系列溶液的质量浓度为横坐标，荧光强度为纵坐标，绘制砷元素标准工作曲线（三次拟合），同时测试样品溶液，用标准曲线法求得As的质量浓度。

2 实验结果与讨论

2.1 试样前处理方法的选择

通过加标回收试验，采用水浴溶样法和混酸溶样法对样品进行前处理后，得到As元素回收率实验结果，见表2。

表2 水浴溶样法与混酸溶样法加标回收试验

由表2可知，砷的测定结果在两种前处理方法下无明显差异，且加标回收率满足测试要求。

2.2 水浴溶样法王水用量及溶样时间的选择

分别加入5、10、15 mL（1+1）王水溶解样品，同时分别加热40 min、1 h、2 h。通过对比九种实验条件下的加标回收率，选择最佳王水用量及溶样时间。实验结果见表3。

由表3可知，选择不同体积的王水用量、不同的溶样时间，加标回收率结果虽无明显差异，但溶样时间为40 min的加标回收率略低于溶样时间为1、2 h的加标回收率，且王水用量为5 mL时，加标回收率也略低。为了保证复杂样品能溶解得更加彻底，消除异常条件在溶样过程中的影响，保证样品溶解完全，并且不影响工作效率的情况下，选择王水用量为10 mL、溶样时间为1 h。

表3 不同体积王水用量及不同溶样时间的加标回收试验

2.3 混酸溶样法试剂用量的确定

根据国家标准方法GB/T8152.5-2006铅精矿化学分析方法砷量的测定-原子荧光光谱法，综合其他因素考虑，本方法确定的最佳试剂组合为硝酸10 mL、盐酸3 mL、硫酸10 mL。

2.4 混酸溶样法温度的确定

实验分别选择在200、220、250、280 ℃四个条件下溶解样品，通过对比不同溶样温度下的加标回收率，并综合各种因素考虑，选择最佳试样溶解温度。实验结果见表4。

表4 不同溶样温度的加标回收试验

由表4可知，溶样温度为200~280 ℃，加标回收率结果无明显差异，但是溶样温度过低，溶样时间过长，降低工作效率。溶样温度过高则恐引起试样跳溅。因此，本实验选择250 ℃作为溶样温度。

2.5 方法精密度与检出限试验

用本方法分别对国家标准物质GBW07167（铅精矿成分分析标准物质）测定12次，方法精密度（RSD）见表5。

表5 水浴溶样法与混酸溶样法精密度试验

对样品的空白溶液分别测定12次，以3倍标准偏差计算方法检出限，水浴溶样法为：0.87 µg/g，混酸溶样法为：0.79 µg/g。

3 铅精矿标准物质分析

用上述两种前处理方法分别对国家标准物质GBW07167、GBW07235、GBW07236进行测定，测定结果与标准值相吻合。因此，用本方法测定铅精矿中的As是可行的。实验结果见表6。

表6 水浴溶样法与混酸溶样法标准物质分析

4 结 论

通过实验确定了铅精矿中砷元素的测定，两种方法都能满足测试要求。水浴溶样法操作简单，速度快，适合样量较大时使用，但测试范围略窄，遇高含量样品时则需稀释，易产生误差。混酸溶样法前处理较复杂，但测试范围较宽，对于含量高的样品，可在溶解后，转移至大体积容量瓶中，也可在分取时移入大体积容量瓶中。总之，这两种方法各有优点，可根据实际需要选用。

参考文献：

［1］ 鲁海妍，谢海东. 湿法消解-氢化物发生原子荧光光谱法测定菠菜中的硒[J]. 科技展望，2014，14：10-11．

［2］ 王菊，陈永红，苏广东，等. 原子荧光光谱法测定金精矿中的砷汞镉铅铋[J]. 黄金，2015，8：68-71．

［3］ 刘瑛. 原子荧光光度法测定地质样品中的砷、锑、铋[J]. 江苏地质，2003，27(2)：92-93．

［4］ 魏建录，宋海涛，王海潮，等. 氢化物发生-双道原子荧光光谱法化探样品中砷锑铋[J] . 岩矿测试，2010，29(4)：451-454.

［5］ 孙伟. 原子荧光光谱法快速测定化探样品中的微量砷、锑、铋、汞[J]. 光谱实验室，2001，18(4)：513-516．

［6］ 王云玲，武洋，杜少文，等. 微波溶样原子荧光光谱法测定化探样品中的微量砷、锑、铋和汞[J]. 黄金，2007，28(1)：59-60．

［7］苏文峰，李刚. 焙烧分离-氢化物发生-原子荧光光谱法测定土壤样品中的微量硒[J]. 岩矿测试，2008，27(2)：120-122．

［8］ 林光西. 氢化物发生-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．

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［12］ 李景文. 电感耦合等离子体发射光谱法测定铅锑合金中锑砷铋锡铁[J]. 岩矿测试，2010，29(2)：185-186．

Determination of Arsenic in Lead Concentrate by Atomic Fluorescence Spectrometry

(Qinghai Province Geology Ore Testing and Application Center，Qinghai Xining 810008，China)

The determination method of arsenic in lead concentrate by hydride generation-atomic fluorescence spectrometry was introduced. Water bath heating method dissolved by aqua regia and mixed acid solution pretreatment method were selected by the comparison experiments. Sample solving time, reagent dosage, and temperature were determined respectively by condition test in different pretreatment methods. In determination of national standard product by two methods, satisfactory results were achieved, the standard addition recovery was 92% ~106%, the precision (RSD，=12) was less than 10%, and the accuracy was less than 6%.

atomic fluorescence spectrometry；lead concentrate；arsenic

O 657

A

1671-0460（2016）09-2265-03

2016-03-24

谢海东（1971-），男，山东定陶人，工程师，1995 年毕业于成都理工学院地质矿产勘查专业，长期从事化学分析及质量管理工作。E-mail：1290912086@qq.com。