电感耦合等离子体发射光谱法测定银侧吹炉烟灰中的铋

陈丽梅，陈 兰，蒋金莉，曾 龙

（郴州市金贵银业股份有限公司，湖南郴州 423038）

铅电解过程中，铅残极板表面呈黑灰色泥状的物质，称之为铅阳极泥，阳极泥中含有标准电极电位比铅正的贵金属和一些稀有金属，阳极泥中大部分元素以氧化形态存在。某厂采用侧吹炉回收铅阳极泥中的有价金属，在高温下配入还原剂炭精进行还原熔炼，部分元素如砷、锑、铅、铋、碲、硅等，以及一些贵金属元素如银、金等以低价氧化物挥发进入烟尘，称之为银侧吹炉烟灰。

目前，针对矿石及冶炼物料中铋的测定主要有滴定法［1～3］、原子吸收光谱法［4，5］、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）［6，7］等。银侧吹炉烟灰中的铋含量在1%～15%不等，用EDTA滴定法测定其中铋时终点不稳定，测定结果严重偏低；原子吸收光谱法测定其中的铋时，原子吸收测定线性范围较窄，稀释倍数很难控制；电感耦合等离子体发射光谱法具有选择性好、干扰少、检测限低、线性范围宽等特点，本试验提出了使用电感耦合等离子体发射光谱法对银侧吹炉烟灰中的铋进行测定。从测定结果显示，该方法可行，测定结果稳定、可靠，能很好地运用于生产指导。

1 试验部分

1.1 主要仪器

分析天平（感量0.000 1 g）；7200电感耦合等离子体发射光谱（美国Thermo公司），工作条件见表1。

表1 ICP-AES工作条件

1.2 主要试剂

1.铋标准储备液（国家有色金属及电子材料分析测试中心制）：1 000μg／mL。

2.铋标准溶液：100μg／mL，由铋标准储备液稀释配制而成。

3.盐酸（ρ＝1.19 g／mL）。

4.硝酸（ρ＝1.42 g／mL）。

5.氢氟酸。

6.高氯酸。

7.王水：现配现用。

以上试剂均为分析纯试剂，试验用水为二次蒸馏水。

1.3 试验方法

1.3.1 样品预处理

样品在105℃的烘箱中烘至恒重后，至干燥器中冷却至室温。

1.3.2 样品处理

准确称取0.2 g样品（精确至0.000 1 g）置于150 mL聚四氟乙烯烧杯中，吹少量水，加入10 mL硝酸，低温加热2 min后，加入15 mL盐酸，5 mL氢氟酸，3 mL高氯酸，摇匀，继续低温加热，冒白烟至溶液剩余3 mL，加入25 mL王水，用水吹洗杯壁，加水至50 mL，继续煮沸3 min，取下，冷却，以水定容至250 mL容量瓶中，摇匀。移取10 mL溶液于100 mL容量瓶中，加入10 mL王水，以水定容至刻度，摇匀，待测。

随同样品做空白试验。

1.3.3 测定

在调节仪器至最佳工作条件下，在Bi190.234 nm处，测定铋的含量。

1.3.4 标准溶液系列的配制

分别移取 0 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、6.00 mL、10.00 mL、12.00 mL、15.00 mL铋标准溶液置于100 mL容量瓶中，吹少量水，加入10 mL王水，以水定容至100 mL，混匀。此标准溶液系列铋质量浓度分别为0μg／mL、1.0μg／mL、2.0μg／mL、4.0μg／mL、6.0μg／mL、10.0μg／mL、12.0μg／mL、15.0μg／mL。调节仪器至最佳工作条件，在Bi190.234 nm处，测定标准溶液系列的发射强度，绘制工作曲线。

2 结果与讨论

2.1 溶样方法的选择

银侧吹炉灰的成分比较复杂，含有铅、锑、砷、铋、铜、铅、硅、银等元素，且均以氧化态存在。其中硅的氧化物易包裹其它元素，硅还与一些元素形成较稳定化合物，如硅酸铅等。采用硝酸或王水溶样时，样品难以消解完全，样品溶液浑浊，样品测定结果偏低。硝酸-盐酸-氢氟酸-高氯酸消解后，王水继续溶解样品，样品溶液澄清度提高，样品分解完全，稀释十倍后可满足测定要求，因此试验采用硝酸-盐酸-氢氟酸-高氯酸消解银侧吹炉烟灰。

2.2 溶液介质和酸度的选择

银侧吹炉烟灰中的锑、砷、铋等在低酸条件下易水解，使溶液浑浊，待稀释溶液中王水相比硝酸更能保证样品元素的稳定性，采用硝酸-盐酸-氢氟酸-高氯酸消解样品后，加入25 mL王水可以防止样品水解。试验还考察了酸度对测定溶液的影响，移取一组10 mL待稀释溶液，分别加入2 mL、5 mL、8 mL、10 mL、12 mL王水定容至100 mL，按试验方法测定，结果发现王水加入量大于8 mL时，样品澄清，因此待测样品溶液中王水加入量为10 mL。

2.3 共存元素干扰试验

银侧吹炉烟灰的成分比较复杂，含有铅、锑、砷、铋、铜、铅、硅、银等元素，且均以氧化态存在。试验根据银侧吹炉烟灰中各共存元素可能存在的最大量，在4μg／mL铋标准溶液中按移取样品共存元素最大量的1.5倍加入共存离子，研究对4μg／mL铋标准溶液测定的干扰情况，结果显示，分别加入Cu 0.5 mg，Pb 4.0 mg，Sb 8.0 mg，As 2.0 mg，Te 0.5 mg，Ag 0.5 mg时，各共存元素均不干扰锡铋的测定。

2.4 校准曲线及检出限

在仪器选定的工作条件下，对铋标准溶液系列进行测定，以铋质量浓度为横坐标，发射强度为纵坐标，绘制校准曲线，校正曲线的线性回归方程为y＝139.566x+1.174，线性相关系数R2为0.999 989。连续测定11次试剂空白，以3倍标准偏差所对应的质量浓度作为方法检出限，结果为0.017μg／mL。

2.5 精密度试验

同时针对B1、B2、B3样品，采用本试验方法对每个样品同时分析测定12次，得到12个测定值，每个数字均保留两位小数，计算出平均值及相对标准偏差结果见表2。

表2 方法精密度试验结果 %

从表2的结果看出，采用本试验的方法测定该类样品，结果重现性较好。

2.6 方法准确度试验

选择B3样品，加入适量铋标准溶液，按试验方法消解并稀释，在选定条件下进行测定并计算铋回收率，结果见表3。

表3 加标回收试验结果

从表3加标回收试验数据可以看出，该方法回收率较高，采用该方法测定银侧吹炉烟灰中的铋，结果比较准确可靠。

3 结 论

以上试验结果表明：采用硝酸-盐酸-氢氟酸-高氯酸消解样品，适当稀释后，在合适酸度下采用电感耦合等离子体发射光谱法测定其中铋含量，从试验结果显示，该方法简单、快速，成本低，且精密度和准确性很好，能很好地满足生产经营需要。