试验报告 冶炼副产品硫酸镍中铜量的测定 原吸法

冶炼副产品硫酸镍化学分析方法第2部分：铜含量的测定
原子吸收光谱法
试验报告
冶炼副产品硫酸镍化学分析方法
第2部分：铜含量的测定原子吸收光谱法
1 实验部分
1.1仪器及试剂
除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和蒸馏水或去离子水或相当纯度的水。

1.1.1盐酸（ρ1.19 g /mL）。

1.1.2 硝酸（ρ1.42 g/mL）
1.1.3盐酸（1+1）。

1.1.4 硝酸（1+1）。

1.1.5铜标准贮存溶液：称取1.0000 g金属铜（w Cu≥99.99 ％）置于250 mL烧杯中，加入硝酸（1.1.4）50 mL低温溶解完全，煮沸驱赶氮的氧化物。

取下，冷至室温，用水洗涤表皿及杯壁，移入1000 mL容量瓶中，并用水稀释至刻度，混匀。

此溶液1 mL含1 mg铜。

1.1.6 铜标准溶液：移取10.00 mL铜标准贮存溶液（1.1.5）于100 mL容量瓶中，加入5 mL 盐酸（1.1.1），用水稀释至刻度，混匀。

此溶液1 mL含100 μg铜。

1.1.7 原子吸收光谱仪，附铜空心阴极灯。

1.2分析步骤
1.2.1试料
快速称取试样3.00g于250 mL烧杯，精确至0.000 1g。

1.2.2 平行试验
平行做两份试验。

1.2.3空白试验
随同试料做空白试验。

1.2.4测定
1.2.4.1 向（1.2.1）中加入20 mL 盐酸（1.1.3），置于电热板上低温加热至试料完全分解，取下冷却，移入500 mL容量瓶中，加入15 mL盐酸（1.1.1），用水稀释至刻度，混匀。

1.2.4.2 按表1分取适量试液于相应容量瓶中，补加盐酸，用水稀释至刻度、混匀。

表1 分取体积和定容体积
1.2.4.3 将试液（1.2.4.2）于原子吸收光谱仪波长324.8 nm 处，用空气-乙炔火焰，以水调零，测量试液及随同试料空白溶液的吸光度。

从工作曲线上查得相应铜的质量浓度。

1.2.5 工作曲线的绘制
1.2.5.1 分别移取0.00 mL 、0.25 mL 、0.50 mL 、1.00 mL 、1.50 mL 、2.00 mL 、2.50 mL 铜标准溶液（1.1.6）于一组100 mL 容量瓶中，加入5 mL 盐酸（1.1.1），以水稀释至刻度，混匀。

1.2.5.2 使用空气-乙炔火焰，于原子吸收光谱仪波长324.8 nm 处，以水调零，测量系列标准溶液的吸光度，减去系列标准溶液中“零浓度”溶液的吸光度，以铜的质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。

1.3 分析结果的计算
铜量以铜的质量分数w Cu 计，数值以%表示，按公式（1）计算： 10010)(1
6
2021⨯⋅⨯⋅⋅-=-V m V V w Cu
ρρ (1)
式中：
ρ1——自工作曲线上查得的测定溶液中铜的质量浓度，单位为微克每毫升
（µg/mL ）；
ρ2——自工作曲线上查得的空白溶液中铜的质量浓度，单位为微克每毫升（µg
/mL ）；
V 0——试液总体积，单位为毫升（mL ）； V 1——分取试液体积，单位为毫升（mL ）； V 2——测定试液的体积，单位为毫升（mL ）； m ——试料的质量，单位为克（g ）。

计算结果表示到小数点后两位，小于0.10 % 时，表示到小数点后三位。

2 实验结果及讨论
2.1 原子吸收光谱仪工作条件的选择
分取一定量的铜标准溶液(1.1.6)于100 mL 容量瓶中，加入5 mL 盐酸(1.1.1)，以水定容。

于原子吸收光谱仪波长324.8 nm 处，在空气-乙炔火焰中，以水调零，测量其吸光度。

2.1.1 乙炔流量的选择
固定狭缝宽度为0.5 nm，灯电流3.0 mA，燃烧器高度7 mm，改变乙炔流量，结果见表2。

表2 不同乙炔流量测定铜的吸光度
从表2可知：乙炔流量为0.9~1.3 L/min时，吸光度变化不大，本实验选择仪器推荐乙炔流量为1.1 L/min。

2.1.2 灯电流的选择
固定狭缝宽度为0.5 nm，乙炔流量为1.1 L/min，燃烧器高度7 mm，改变灯电流，结果见表3。

表3 不同灯电流测定铜的吸光度
从表3可知，灯电流越小，吸光度越高，这是因为灯电流小，灯发射谱线的多普勒变宽和自吸收效应减小，元素灯发射线半宽变窄，吸收灵敏度增高。

但是灯电流太小，元素灯放电不稳，当使用较低的灯电流时，为了保证必要的信号输出，则需增加负高压，这将引起噪声增加，使信噪比变坏，读数不稳定，测定精密度变差。

综合考虑，本实验选择仪器推荐灯电流为3.0 mA。

2.1.3 狭缝宽度的选择
固定灯电流3.0 mA，乙炔流量为1.1 L/min，燃烧器高度7 mm，改变狭缝宽度，结果见表4。

表4 不同狭缝宽度测定铜的吸光度
从表4可知，随着狭缝宽度的改变，吸光度基本不变，本实验选择仪器推荐的狭缝宽度为0.5 nm。

2.1.4 燃烧器高度的选择
固定狭缝宽度0.5 nm ，乙炔流量1.1 L/min ，灯电流为3.0 mA ，改变燃烧器高度，结果见表5。

表5 不同燃烧器高度测定铜的吸光度
从表5可知，随着燃烧器高度增加，吸光度基本不变，本实验选择仪器推荐燃烧器高度为7mm 。

综合以上各种因素，兼顾到仪器的灵敏度和稳定性两个方面，本实验选择仪器的工作条件如下：波长324.8 nm 、灯电流3.0 mA 、狭缝宽度0.5 nm 、燃烧器高度为7 mm ，乙炔流量1.1 L/min 。

2.2 仪器的综合性能
在上述选定的仪器最佳工作条件下，连续测定铜标准溶液系列11次，数据见表6。

表6 工作曲线测定结果
2.2.1 特征浓度：在工作曲线上吸光度为0.10附近选取的两个标准溶液浓度的差值
为ΔC ，这两个标准溶液对应的吸光度差值为ΔA 。

按照下式计算特征浓度：
Cu 的特征浓度为：0.034 ug/mL 。

2.2.2 工作曲线线性
A C C ∆⨯∆=
0044
.0
工作曲线线性方程式为：y=0.1292x+0.003；线性相关系数：R=0.9999。

将工作曲线按浓度等分成五段，最高段吸光度的差值与最低段吸光度的差值之比为0.064/0.065=0.98>0.80，即特征浓度和工作曲线线性都满足要求。

2.2.3 最小稳定性
最低浓度标准溶液和最高浓度标准溶液各测量10次，其标准偏差相对于最高浓度吸光度平均值的相对标准偏差为最小稳定性，结果见表7。

表7 工作曲线的精密度
Cu的最小稳定性分别为：0.046%和0.15%，分别小于0.5%和1.0%，即标准溶液最低点和最高点的吸光度值满足最小精密度的要求。

2.2.4 检出限
对空白试液测定11次，其测定浓度值分别为：0.003、0.003、0.003、0.003、0.003、0.003、
0.002、0.002、0.002、0.002、0.002，计算得σ为0.0005 μg/mL。

D.L=3σ=0.002μg/mL
2.3 测定介质及酸度的选择
移取一定量铜标准溶液(1.1.6)于100mL容量瓶中，分别加入下表所述浓度的酸进行测
定，测定标准溶液的吸光度，结果见表8。

表8 不同酸及酸度对测铜的影响
表8结果表明：3%~7%（V/V ）以内的盐酸或硝酸对铜的测定无影响。

本方法选择5%的盐酸介质进行测定。

2.4 共存元素干扰实验
2.4.1 硫酸镍中主要存在元素有Ni 、As 、Pb 、Zn 、Co 等元素。

根据拟定各元素的干扰上限，按本办法最小稀释倍数（
3.000g ，定容于500mL 容量瓶，分取20.00mL 至100mL 容
量瓶），计算出测定溶液中各元素的干扰量见表9。

表9干扰元素上限及测定液中最大干扰量
2.4.2 100 mL
容量瓶中加入不同量的干扰元素及铜标准溶液，配制成铜浓度为0.50 μg/mL 和2.50 μg/mL 的溶液，按实验方法及选定的仪器工作条件测定其浓度值，结果（已扣除基体空白）见表10。

表10 各共存元素的干扰
表9和10结果显示，所考察的元素在上述加入量时对铜的测定没有影响。

2.5 溶样方式的选择
选择1#、3#、4#试样，分别加入20 mL水、盐酸（1:1）、浓盐酸、王水体系处理样品，水溶时，杯底会有少量结晶；其余三种体系，溶液均澄清，且对铜的测定结果基本无影响。

本方法最终采用盐酸（1:1）体系溶解样品。

表11溶样方式的选择
2.6
按照拟定的分析步骤对5批冶炼副产品硫酸镍样品中铜量进行11次测定，测定结果见表12。

表12 试样分析结果
从表12可看出，5批不同含量的冶炼副产品硫酸镍中铜的RSD为0.708 %~1.798 %，可以满足冶炼副产品硫酸镍中铜的测定。

2.7 回收率实验
为了考察本方法的准确度，选择上述2#、3#、4#样品加入不同的铜量，按拟订的分析步骤进行回收率实验，测定结果列于表13。

表13 样品加标回收实验
样品编号样品含铜量，mg 加入铜量，mg 测得铜量，mg 回收率，%
2# 1.51 0.5 2.01 98.92 2.0 3.59 104.09
3# 4.56 5.0 9.88 106.23 10.0 15.03 104.63
4# 20.66 5.0 25.67 100.10 10.0 30.44 97.80
从上述样品加标实验可知，铜的回收率为97.80 % ~ 106.23 %，可以满足冶炼副产品硫酸镍中铜的测定。

2.8 样品对照实验
本实验选择了几批具有代表性的样品，在所选定的仪器条件下，按照实验方法进行测定，测定结果与ICP-AES法测得的数据进行对照，实验结果见表14。

表14不同方法铜的数据对照
样品编号
Cu（%）
本实验方法ICP-AES法
2# 0.062 0.060
1# 0.050 0.048
3# 0.15 0.14
4# 0.68 0.67
5# 1.02 1.00
从表15可以看出，采用本方法和ICP-AES进行对照试验，数据吻合较好。

3 结论
由以上实验结果可以看出, 火焰原子吸收光谱法直接测定冶炼副产品硫酸镍中
0.01%～1.0%的铜是可行的, 样品测定的相对标准偏差在0.708 %~1.798 %之间，样品加标回收率在97.80 %~106.23 %之间。

本方法结果准确度高、精密度好，满足分析要求。