原子荧光光谱法同时测定湿法炼锌净化后液中的砷锑含量

李琼莉

（四川四环锌锗科技有限公司，四川 雅安 015543）

1 引言

湿法炼锌工艺过程中，硫酸锌电解液杂质含量高容易造成电解烧板现象，因此，对净化后液杂质含量必须进行严格的指标控制。一般净化后液中砷锑杂质要求含量小0.10mg/L，因此分析数据是否准确可靠直接影响生产工艺的调整。

砷的检测，较多的是采用二已基二硫代氨基甲酸银分光光度法。该方法操作流程繁琐，比较费人力；并且在测定过程中影响因素较多，导致结果重现性差，因此准确度较低，误差较大。而锑的检测，一般是采用孔雀绿分光光度法。用到有机试剂，分析流程较长、操作比较繁琐、干扰因素多。特别是当进厂原料含有铊时，造成电解液中含有铊元素，导致锑的测定结果出现严重的偏差。由杨如中、高成斌等的试验可知，当铊含量达到0.6mg/L时使锑的测定值升高20%，随着铊量的升高，影响程度也相应增加，杨如中等经过试验采用氢氧化铁载带锑使其与铊分离，再进行孔雀绿比色检测。但该方法对于溶液中小于0.5mg/L铊的除铊效果不明显，因此对于小于0.1mg/L锑的检测影响还是比较大。

氢化物-原子荧光光谱法测定砷、锑元素，由于具有灵敏度高、选择性好、操作简便快速等优点，使得该方法的应用越来越普遍。为此，本文通过试验，在10%盐酸介质中，用硫脲-抗坏血酸将砷锑进行预还原，同时也掩蔽铜、铁等杂质，建立了利用双道原子荧光光谱仪同时测定砷锑含量的方法。通过试验数据表明，方法的检出限、准确度、精密度等均能满足生产的要求。

2 实验部分

2.1 仪器和试剂

仪器：北京海光AFS-2202E，附屏蔽式石英炉原子化器，砷、锑特制空心阴极灯。

主要试剂：盐酸（GR）；氢氧化钾（GR）；硫脲-抗坏血酸混合溶液（50g/L，当天配制）；硼氢化钾溶液（20g/L，称取10g硼氢化钾溶于500mL浓度为2g/L的氢氧化钾溶液中，当天配制）；砷、锑标准使用液（0.20μg/mL，购置有证标准储备液1000μg/mL逐级稀释）。

2.2 仪器的工作条件

负高压300V；灯电流60mA；载气流量300mL/min；屏蔽气流量800mL/min；读数时间10s；延迟时间1s；测量方式：标准曲线法；读数方式：峰值面积；原子化器高度8mm。

2.3 试样处理

移取10.00mL试液于100mL容量瓶中，加入10mL盐酸，10mL硫脲-抗坏血酸混合溶液，用水稀释至刻度，混匀，放置30min。在原子荧光光谱上，以盐酸（1+9）为载流，硼氢化钾溶液为还原剂，随同试料空白溶液为参比，测量其荧光强度值。从工作曲线上查得相应的砷锑浓度。

2.4 工作曲线的绘制

移取0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL砷锑标准使用液于100mL容量瓶中，加入10 mL盐酸，10 mL硫脲-抗坏血酸混合溶液，用水稀释至刻度，混匀，放置30 min。在与测定试样溶液相同的条件下，以盐酸（1+9）为载流，硼氢化钾溶液为还原剂，试剂空白溶液为参比，测量其荧光强度值。以浓度为横坐标，荧光强度值为纵坐标，绘制工作曲线。

3 结果与讨论

3.1 仪器主要工作条件的选择

3.1.1 光电倍增管负高压选择

光电倍增管负高压的大小影响着砷、锑的荧光强度值，参考仪器提供的条件，固定其他工作条件，在负高压270V、300V、330V条件下，试验了6.00μg/L的砷、锑标准溶液荧光强度值的变化，结果如表1所示。

从表1可以看出，砷、锑荧光强度值随着光电倍增管负高压的增大而增大。考虑到负高压增大，仪器噪声也会相应增大，在灵敏度满足检测要求下，尽量采用较低的负高压。综合考虑砷、锑实验结果，本实验采用负高压300V。

表1 光电倍增管负高压大小对砷、锑荧光强度值的影响

3.1.2 灯电流的选择

参考仪器提供的条件，固定其他工作条件，选取了灯电流40mA、60mA、80mA条件下，试验了6.00μg/L的砷、锑标准溶液荧光强度值的变化，结果如表2所示。

表2 灯电流大小对砷、锑荧光强度值的影响

从表2可以看出，荧光强度值随着灯电流的增大而增大。考虑到灯电流过大会减少空心阴极灯的使用寿命，因此综合考虑，本实验灯电流选择为60mA。

3.1.3 载气流量和屏蔽气流量的选择

当载气流量过低时，氢化物进入原子化器的速率较低，导致原子荧光信号较弱；载气流量太高时，容易冲淡火焰中砷、锑的原子蒸汽，导致荧光信号减弱。综合仪器提供的参考条件，本实验选用300mL/min的载气流量。

屏蔽气既可以防止原子化器周围的空气渗入火焰，又可以降低火焰本身的辐射噪声，但过大的屏蔽气流量也会冲淡对砷、锑的原子蒸汽。综合仪器提供的参考条件，本实验选用屏蔽气流量800mL/min。

3.2 工作曲线线性

按照2.4绘制工作曲线，考察其线性相关系数，结果见表3和图1、图2。

由表3和图1、图2可以得出，在试验的浓度范围内，砷锑标液浓度与其荧光强度呈良好的线性关系。

表3 砷锑工作曲线标液浓度和荧光强度

图1 曲线的线性回归方法 Y=196.16X+3.48，r=0.9999

图2 曲线的线性回归方程 Y=234.39X-12.13，r=0.9999

3.3 方法检出限

对空白进行11次测定荧光强度，求得标准偏差，以3倍标准偏差除以标准曲线的斜率为该砷锑的检出限，结果见表4。

表4 方法的检出限

从表4可以看出，本方法的检出限砷的为0.089μg/L，锑的为0.075μg/L，能够满足检测要求。

3.4 基体影响

由于净化液中锌基体含量约为120～140g/L，原样品测定时稀释10倍后锌基体含量约为12～14g/L，因此进行了6～20g/L锌基体干扰试验。对砷锑标液浓度为4.00μg/L的样品中分别加入130g/L的锌基体5.00mL、10.00mL、15.00mL，相当于测定样品中锌含量为6.50g/L、13.00g/L、19.50g/L，测定标准溶液加入前和加入后的浓度变化，其测定结果见表5。

表5 基体对砷锑标液浓度的影响

从表5可以看出浓度6～20g/L锌基体对砷锑浓度测定影响不大，能够满足生产分析结果的要求。

3.5 方法准确度

为了考察该方法的准确度，采用在一已知含量的试样中分别加入一定量的砷锑标准，并按本方法进行测，计算砷锑标准的回收率，砷锑标准的回收率结果见表6。

表6 方法的准确度

从表6可以得出，砷的加标回收率在92.19%～101.69%之间，锑的回收率在91.76%～106.15%之间，结果令人满意，能够满足分析需求。

3.6 方法精密度

为了考察该方法精密度否满足要求，，对同一分析试样进行了多次重复测定，计算其相

标准偏差，实验结果表明见表7。

表7 方法的精密度

从表7可以看出，该方法测定砷锑的相对标准偏差都在5%以下，结果良好，能够满足分析要求。

4 结论

用本方法同时测定湿法炼锌净化后液中的砷锑含量，经试验表明两种元素的工作曲线线性良好，相关系数都达到了0.9999；砷的检出限为0.089μg/L，回收率92.19%～101.69%，重复检测11次相对标准偏差小于5%；锑的检出限为0.075μg/L，回收率91.76%～106.15%，重复检测11次相对标准偏差小于5%；锌基体含量在120～140g/L之间，不影响砷锑含量的检测。该方法比常规检测方法灵敏度高、选择性好、方便快速、操作简单、试剂消耗少、符合环保要求，检测结果的准确度和精密度良好，能够很好的满足生产分析要求。