火焰原子吸收光谱法测定高品位、高氧化率铜矿石中氧化率的准确度研究

李宏萍，刘文斌，符泽卫

（云南锡业研发中心，云南 昆明 650000）

铜矿石可以分为硫化铜矿、氧化铜矿和混合铜矿三大类[4]。在铜矿石物相分析中将常见的铜矿物分为以下五相：硫酸铜、自由氧化铜、结合氧化铜、次生硫化铜和原生硫化铜[4]。测定铜氧化率主要测定铜矿石中的自由氧化铜和结合氧化铜含量，进而计算氧化率。一般情况下，自由氧化铜和结合氧化铜含量的测定采用饱和硫代硫酸钠沉淀浸取液中的铜，将过滤残渣及滤纸消化，排碳，将硫酸蒸干，加盐酸溶解，用硫代硫酸钠标准滴定溶液测定。文章探究了试样经过浸取液浸取后采用火焰原子吸收光谱法对氧化铜进行测定，结果证明火焰原子吸收光谱法能有效的测定高品位、高氧化率铜矿石物相中的氧化铜含量，能够提高分析检测速度和准确度，特别适合用于高品位、高氧化率的铜及物相分析测定。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

TAS-986型原子吸收分光光度计（北京普析通用仪器公司）；铜空心阴极灯。

铜标准溶液100μg/mL、氨水、碳酸铵、亚硫酸铵、亚硫酸钠、氟化氢氨、硫酸、硝酸、盐酸。

所有试剂均为分析纯，实验室用水均为三级蒸馏水。

1.2 仪器工作条件及标准曲线的配制

波长324.7nm、灯电流3.0mA、光谱通带0.4nm、燃烧器高度6mm、乙炔流量1200mL/min。

标准曲线的配制：分别移取0.00 mL，0.5mL，1.00 mL，2.00 mL，4.00 mL，6.00 mL，8.00 mL，10.00 mL铜标准溶液（100μg/mL）分别置于100 mL容量瓶中，加入10 mL（1+1）盐酸，用水稀释至刻度，摇匀。

1.3 实验方法

1.3.1 自由氧化铜的测定

称取0.5g试样（精确至0.0001g）于300mL的锥形瓶中，加入100mL5%碳酸铵-25%氨水溶液，室温振荡30min，抽滤，用水洗涤5次～6次，（残渣留测结合氧化铜）。试液用碘量法或原子吸收光谱法完成测定。

1.3.2 结合氧化铜的测定

将上述残渣移回原锥形瓶中，加入3g氟化氢铵、0.5g亚硫酸钠和100mL5%硫酸溶液，沸水浴浸取60min（中间补加一次亚硫酸钠），抽滤，用水洗涤5次～6次，试液用碘量法或原子吸收光谱法完成测定。

2 碘量法与原子吸收光谱法分别测定游离氧化铜和结合氧化铜

2.1 碘量法测定铜矿石中的游离氧化铜和结合氧化铜

将实验方法所得滤液调整酸度为5%的硫酸酸度，加热至微沸，搅拌下缓缓加入5mL～10 mL饱和硫代硫酸钠溶液直至铜沉淀完全，煮沸至溶液清亮，过滤，用2%硫酸溶液洗涤2次～3次，弃去滤液。残渣连同滤纸移入原烧杯中。加入10mL～20 mL硝酸消化后，加硝-硫混酸排碳至净，然后继续加热至驱净硫，冷却，盐酸溶解，用20 mL水冲洗杯壁，煮沸，使盐类溶解，冷却至室温。向溶液中滴加乙酸铵（若铁含量极低需要补加1mL10%三氯化铁）至红色不在加深并过量2mL～3mL，然后滴加氟化氢铵饱和溶液至红色消失并过量1mL，摇匀。向溶液中加入2g～3g碘化钾，摇匀。迅速用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定至淡黄色，加入2mL淀粉溶液，继续滴定至浅蓝色，加入1 mL硫氰酸钾溶液，激烈摇动至蓝色加深，再滴定至蓝色刚好消失即为终点。试验数据如下表所示：

2.2 原子吸收光谱法测定铜矿石中游离氧化铜和结合氧化铜

将实验方法所得滤液移入至200mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，澄清后与标准系列同时进行原子吸收测定，试验数据如下表所示：

表2 原子吸收光谱法测定氧化铜

图2 滤液加入量对铜含量测定的影响

3 分析与讨论

将实验方法所得滤液移入至200mL容量瓶中定容，直接用原子吸收光谱法测定铜含量，YT1#～YT3#样品测定结果比碘量法测定结果偏低，YT4#样品和碘量法测定结果相差不大。

通过分析认为YT1#～YT3#样品铜含量高，滤液未经稀释直接用原子吸收测定试液粘度大，表面张力小，在雾化过程中雾化效率低，从而造成测定结果偏低[3]。

所以为了解决火焰原子吸收光谱法在测定高品位、高氧化率铜矿测定结果偏低的情况，考虑将滤液定容于200mL的容量瓶中，移取10mL滤液于100mL容量瓶中，控制5%盐酸酸度，以水定溶，摇匀，火焰原子吸收光谱法测定，测定结果如下：

表3 分取稀释后原子吸测定氧化铜

实验证明，对于高品位、高氧化率铜矿石氧化铜测定，试液经过分取稀释之后，原子吸收光谱法测定，铜氧化率的测定结果和碘量法测定结果相差不大。

4 结论

碘量法与原子吸收光谱法分别测定游离氧化铜和结合氧化铜的测定结果在允许误差范围内，在对铜矿石进行物相分析时，可以使用碘量法和火焰原子吸收光谱法，通过对两种方法的结果进行比较，在测定高品位、高氧化率铜矿石物相氧化铜含量时，碘量法测定方法流程较长，试验步骤繁琐，干扰元素较多。

火焰原子吸收光谱法灵敏度高，干扰元素少，介质的干扰也小，通过将浸取滤液分取稀释后进行测定，准确度可靠，测定时间较短，大大提高了工作效率。