火焰原子吸收法测定超基性岩中的三氧化二铬

赵立卓

(辽宁省冶金地质勘查局测试研究所，辽宁 鞍山 114001)



火焰原子吸收法测定超基性岩中的三氧化二铬

赵立卓

(辽宁省冶金地质勘查局测试研究所，辽宁 鞍山 114001)

本文通过采用火焰原子吸收法测定超基性岩中的三氧化二铬。对于大量铁的凝相干扰可以加入吸收缓冲剂来消除。缓冲剂采用干扰元素本身，在硫酸钠存在下加入一定量的Fe2O3，在标准溶液中加入适量的铁后，便可将铁的影响消除。本法主要用于地质寻找铬矿。

火焰原子吸收法；超基性岩；三氧化二铬

超基性岩的化学成分特点是硅酸不饱和[1]，而富含氧化铁和氧化镁。氧化铁可达10%，氧化镁可达40%，氧化钙含量则低，钾、钠的含量一般小于1%，三氧化二铬含量一般低于2%。常用硅酸盐的分解方法对超基性岩的分解并不适合，必须采用氢氧化钠-过氧化钠熔融。磷酸或硫酸-磷酸对超基性岩有很强的分解能力，氟氢酸-高氯酸或氟氢酸-高氯酸-硫酸是超基性岩分析中常用的溶剂。但超基性岩中三氧化二铬的含量多数在2%以下，所以分析手续比较复杂、流程长。采用硫酸-磷酸溶样，并在混酸介质中以原子吸收光谱法测定超基性岩中铬的方法简便且快速。样品在高温电炉盘上分解，几分钟时间样品即可分解完全，然后直接用火焰原子吸收法测铬。本法灵敏度为0.13 ug/mL/1%,析出限为0.04 ug/mL，可以测定0.X～X.XX%的三氧化二铬。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

GGX/600型火焰原子吸收分光光度计；铬空心阴级灯；10%硫酸钠；三氧化二铁1 mg/mL；40%氟化钾；三氧化二铬标准溶液。

准确称取1.9354 g基准重铬酸钾水溶解后稀释至1 000 mL，此液1 mL=1 mg三氧化二铬。

1.2 样品分析试验

取样0.1000 g，放入125 mL三角瓶中，加硫-磷混酸在高温电炉盘上分解样品，用1∶1与2∶1两种比例的混酸5～10 mL都可以将样品分解。但在溶样前必须将炉温升至300 ℃～350 ℃以上[2]且溶样过程中不断摇动。磷酸在高温中有很强的分解能力，用2∶1的硫-磷混酸可降低难溶焦磷酸盐的析出。如果温度低、时间长易产生粘底现象，使结果偏低。对于个别难溶样品，加入5 mL 40%的氟化钾可使样品分解更为完全。氟化钾的存在对铬3579A处的吸收没有影响，但氟化铵对铬的吸收影响非常大，不可使用。

1.3 条件试验

1.3.1 酸度试验

取100 ug Cr2O3,分别加入1～6 mL 2∶1硫酸混酸水稀释至50 mL。另取1～6 mL 2∶1硫磷混酸稀释至50 mL，在铬3579A处测定吸光度。2∶1的硫磷混酸加入量在5 mL 内对铬的吸收没有影响，而且未加入Cr2O3的也没有吸收。当2∶1 硫磷混酸达到6 mL时铬的吸收下降，而未加Cr2O3的出现吸收。这说明酸度大不仅产生分子吸收，同时也抑制铬基态原子的生成，致使铬的吸收下降。因此，酸度应控制在10%以内，最好控制在5%左右。

1.3.2 干扰及其消除

A.取100 ug Cr2O3分别与下列物质共存:K2O 1 000 ug、 Na2O 2 000 ug，CaC 500 ug ，TiO21 000 ug， MnO 500 ug ，V2O51 000 ug ，Ni、Ca、Pb、Co 2 000 ug ，P2O540 mg ，MgO 5 mg， Fe2O320 mg，SiO22 mg ，Al2O3除Fe2O3、SiO2、Al2O3产生干扰外，其他未发生影响。

B.在Fe2O3、SiO2、Al2O3的干扰中，以Fe2O3和SiO2的干扰尤为严重。Cr2O3存在下，当Al2O3达到1 mg时(相当试样含2% Al2O3),使铬的吸收稍有降低。Fe2O3达到1 mg时(相当试样含2% Fe2O3),铬的吸收已经受到严重干扰。SiO2的干扰特别严重，2.5 mg时便使铬的吸收只剩下27.1%。这种干扰是由于铬与干扰元素在火焰中生成了稳定化合物，使铬很难被释放出来。当加入硫酸钠后可将铝、硅的干扰完全消除，但铁的干扰不能完全消除，不过可使铁的干扰不再变化。铁可能产生的是凝相干扰。Fe2O3的量在很少时就已经干扰，当达到1 mg以后干扰变化减缓。有文献记载，加入NH4Cl可以消除铁的干扰，据实验证明，对少量铁(1 000 ug以下)可以消除，对于大量的铁仍不能消除其干扰。这种凝相干扰可以加入吸收缓冲剂来消除。缓冲剂采用干扰元素本身，在硫酸钠存在下加入一定量的Fe2O3(主要是标准溶液及含铁极少的试样)，使其干扰不再变化，从而达到消除干扰目的。

1.3.3 硫酸钠加入量的影响

取100 ug Cr2O3,加2∶1 硫磷混酸2 mL,分别加入1～5 mL硫酸钠(10%水溶液)，水稀释至50 mL，测定铬的吸光度。1～5 mL 10%的硫酸钠对铬的吸收没有任何影响；取100 ug Cr2O3,分别加入20 mg SiO2,1.5 mg Al2O3，5 mg Fe2O3(不混合加入)及1～5 mL 10%的硫酸钠水溶液。加2∶1 硫磷混酸 2 mL，水稀释至50 mL，测定铬的吸光度。

硫酸钠SiO2、加硫酸钠Fe2O3、加硫酸钠Al2O3对铬的影响:当加入2 mL 10%的硫酸钠时，铝、硅的干扰已全部消除，铁的干扰没有被完全消除，但干扰已不再变化。这样在标准溶液中加入适量的铁后，便可以将铁的影响消除。

1.4 燃助比的影响

A.因为火焰的作用是促使元素的化合物得到充分离解或还原，并产生大量的基态原子，燃助比对铬的测定影响非常大。铬的吸收与乙炔流量成正比关系。采用富燃性火焰测定铬，可使铬的氧化物由于还原作用而产生大量的自由基态原子。这种火焰还原性特别强且含有大量的C、CN、CH等还原性物质，如果测定较低含量的铬可以使用这种火焰以提高其灵敏度，测定高含量的铬可以适当降低乙炔流量。

B.因各元素的热离解温度与在火焰中原子化区的部位不同，所以燃烧器的高低也不同。铬的热离解区域在火焰的上部，所以燃烧器高低直接影响着灵敏度，可以根据铬含量的高低来确定燃烧器的高度。

1.5 仪器工作条件

仪器工作条件如表1所示。

表1 仪器工作条件Tab.1 Working condition of instrument

1.6 分析手续

称取试样0.1000～0.2000 g于125 mL三角瓶中，加少许水润湿。加2∶1 硫-磷混酸5～10 mL,于预先升温的高温电热盘上进行加热分解，待三氧化硫白烟冒至瓶口时取下，冷却加水20 mL左右，加10%硫酸钠2 mL，用水稀释至100 mL。在原子吸收仪上，按实验4的仪器工作条件测定吸光度。

标准系列:取Cr2O3(ug)0，100，200，400，600，800，分别加入2∶1硫磷混酸2.5 mL，10%硫酸钠2 mL,Fe2O32 mg ,用水稀释至50 mL，同试样一起测定吸光度，绘制工作曲线，计算结果。

2 分析结果及误差统计

2.1 回收率

取含0.14% Cr2O3的样品溶液，加入不同量Cr2O3进行测定，回收率在97.97%～103.79%。

2.2 结果对照

按照试验拟定的分析手续测定了若干超干超基性岩及铬铁矿，得出结果对照如表2所示。

表2 分析结果对照Tab.2 Comparison of analysis results

注:原结果*为硫酸亚铁容量法。

2.3 精密度

精密度统计如表3所示。

表3 精密度统计Tab.3 Statistics of precision degree

[1] 西北地质科学研究所.铬铁矿分析[M].北京:地质出版社，1972.

[2] 刘之葵，牟春梅,朱寿增,等.岩土工程勘察[M].北京:中国建筑工业出版社，2012.

Determination of chromic oxide in ultrabasic rock by flame atomic absorption spectrometry

ZHAO Li-zhuo

(Research Institute of Metallurgical Geological Exploration,Anshan 114001,China)

In this paper,flame atomic absorption spectrometry was used to determine chromic oxide in ultrabasic rocks. The iron coagulation interference can be eliminated by adding buffer agent. By adding a certain amount of Fe2O3in the presence of sodium sulfate,the effect of iron can be eliminated after the moderate amount of iron was added into the standard solution. This method is mainly used for chrome ore research in geology.

Flame atomic absorption method; Ultrabasic rock; Chromic oxide

2017-01-14

赵立卓(1982-)，男，工程师。

O657.31

A

1674-8646(2017)06-0010-02