氢化物发生-原子荧光光谱法测定矿石中砷含量

苏瑜玺

(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局703队 伊宁 835100)

1 引言

在酸性条件下，硼氢化钾将三价的砷还原为砷化氢，由载气氩气载入石英原子化器中进行原子化，基态原子在砷空心阴极灯的激发下被激发，激发原子在去激发的过程中产生特定波长的荧光，在其他条件不变下，原子荧光值与被测液中砷浓度成正比，依据标准曲线进行定量。

2 实验部分

2.1 实验材料

三阳矿业的矿石样品，其编号为1400250、1400251、1400252、1400253。

2.2 实验主要仪器及主要试剂

主要仪器及试剂见表1、表2。实验用水均为二次蒸馏水，所用酸均为分析纯，其他试剂均为分析纯；玻璃仪器都用体积分数为20%硝酸浸泡24 h以上，用水反复冲洗，最后用二次蒸馏水冲洗干净。

表1 实验的主要仪器

表2 实验的主要试剂

2.3 实验所用国家标准物质

砷单元素标准物质GBW 08611：标准值1 000 μg/mL，中国计量科学研究院;国家标准物质GSD-2a：水系沉淀物，物化探研究所。

2.4 实验步骤

2.4.1 砷标准溶液的配制

取6个100 mL容量瓶,分别准确移取0.00、1.00、2.00、5.00、10.00、20.00 mL的砷标准储备液,再分别加硫脲-抗坏血酸溶液5 mL,用5%盐酸定容,相当于砷的浓度为0.00、10.00、20.00、50.00、100.00、200.00 μg/L

2.4.2 矿石样品处理

矿石样品先通过颚式破碎机进行初步破碎，再将破碎后的矿石颗粒倒入对碾机，进行二次粉碎。然后过筛得到直径为0.9 mm的矿石粉。经过缩分、盘磨、拌匀、缩分，得到均匀的矿石粉，再通过棒磨机进一步细磨，最后得到分析的矿石粉。

用电子天平准确称取0.2500 g(精确到0.0001 g)样品于25 mL的比色管中，用加液器准确加入10 mL 1∶1的王水于比色管中并摇匀，放入电热恒温水浴锅中水浴加热1 h，每隔20 min摇晃一次使其充分溶解，水浴加热完毕后冷却至室温，用蒸馏水定容至25 mL静置，取其上清液于其他干净的比色管中，加入5 mL硫脲-抗坏血酸溶液于比色管中，静置溶液澄清后用原子荧光光度计测量砷含量。

2.4.3 仪器工作参数的优化实验

表3 仪器的工作参数

3 结果与讨论

3.1 仪器条件的优化

灯电流过大，会发生自吸现象，而且噪声也会增大，同时灯的寿命会缩短。因此本实验选取28 mA作为灯电流见表4。

表4 不同灯电流对应的荧光值

3.2 硼氢化钾百分含量的选择

随着硼氢化钾百分含量增加,荧光值也迅速增加,当硼氢化钾溶液百分含量为0.2%，荧光值为最大。浓度再增大时,由于反应生成的氢气量过大,从而稀释了原子化器中砷原子的瞬时浓度而使荧光值减小，而且过多的氢气也对石英原子化器中的氮氢焰产生影响,导致火焰不稳定而使信号的重现性变差,仪器基线不平滑,火焰噪声也明显增大,信噪比也随之降低。因此本实验选择0.2%的硼氢化钾溶液，结果见表5。

表5 不同硼氢化钾百分含量对应的荧光值

3.3 方法的精密度实验

用上述方法对标准空白溶液连续测定十一次来考察该方法的精密度。计算相对标准偏差，其测定值和相对标准偏差见表6。

表6 方法精密度的测定结果

3.4 准确度实验

为了验证该方法的准确性,在以上的仪器条件下对国家标准物质GSD-2a中的砷进行9次测定,结果取平均值,测定结果见表7.测定结果与其标示值相符，结果表明：用该方法在测定矿石样品的砷含量是准确可靠的。

表7 标准物质GSD-2a的分析结果

3.5 矿石样品的测定结果

本实验采用氢化物发生-原子荧光光谱法对三阳 矿 业 的 编 号 为 1400250、1400251、1400252、1400253矿石样品中的砷进行了分析测定，采用标准曲线法进行测定,其标准曲线方程为y=166.96+23.91x，其线性相关系数R=0.9988。

用上述实验方法和仪器的最佳条件平行6次测定样品，求出平均值及精密度，结果见表9。

表8 标准溶液测定结果

表9 HG一AFS法测定矿石样品中砷含量的结果

本实验对样品进行了加标回收率实验，即在样品中加入一定量的砷标准溶液,在仪器的最佳条件下进行测定并求出加标回收率，结果见表10所示：。

表10 样品的加标回收率

4 结论

本文采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定了矿石中的砷含量，并确定了仪器最佳测定条件，载流和还原剂的适宜浓度。

在最佳测量条件下，国家标准物质的测定值在标示值范围内。对三阳矿业的矿石样品砷含量测定的结果为：编号1400250为1.594 mg/kg；编号1400251为 2.070 mg/kg；编号 1400252 为 6.603 mg/kg；编号1400253为1.163 mg/kg，每个样品测定值的相对标准偏差都小于2%，加标回收率在95%到105%之间，结果表明用该方法测定结果精密度和准确度都很高，满足分析要求。综上所述，本实验操作简便、检出限低、灵敏度和准确度高、数据重现性好。

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