火焰原子吸收光谱法测定高锑烟尘中的银、铅、镉

火焰原子吸收光谱法测定高锑烟尘中的银、铅、镉
黄俭惠;卢汉堤
【摘要】建立了火焰原子吸收光谱法测定高锑烟尘中的银、铅、镉的分析方法.试样经王水、高氯酸溶解后,利用四价锑的溴化物沸点较低的性质,将锑挥发除去,以消除基体锑对测定的干扰,在盐酸-高氯酸-硫脲介质中实现了银、铅、镉的连续测定.方法检出限:Ag为0.003 7 μg/mL,Pb为0.019 8 μg/mL,Cd为0.001 6 μg/mL.相对标准偏差(RSD,n-11):Ag为0.92％～1.04％,Pb为1.29％～2.21％,Cd为1.99％～2.22％.加标回收率:Ag为99.30％～101.8％,Pb为98.60％～
102.5％,Cd为98.40％～104.0％.方法准确、可靠、简便、快速,完全适用于高锑烟尘中银、铅、镉的测定.
【期刊名称】《中国无机分析化学》
【年(卷),期】2014(004)004
【总页数】4页(P28-31)
【关键词】火焰原子吸收光谱法;高锑烟尘;银;铅;镉
【作者】黄俭惠;卢汉堤
【作者单位】中国有色桂林矿产地质研究院,广西桂林541004;中国有色桂林矿产地质研究院,广西桂林541004
【正文语种】中文
【中图分类】O657.31;TH744.12
0 前言
含锑烟尘是火法炼锑过程中产出的一种主要含Sb，Pb，As，Sn等氧化物的烟尘,其中还含有其它有价值元素如Ag，Bi等，无论从经济效益还是环境保护考虑，此类烟尘都有综合利用的价值。

为了以最大限度开发利用这些二次资源，对于此类物料的检测分析是很有必要的。

火焰原子吸收光谱法具有检出限低、干扰少、精密度高等特点，已广泛应用于各物料的测定[1-11]，但用于含锑烟尘中银、铅、镉的测定未见报道。

本文研究用氢溴酸除锑，盐酸-高氯酸-硫脲介质火焰原子吸收光谱法测定含锑烟尘中的银、铅、镉的连续测定，方法简便、结果重现性好、稳定可靠，适合大批量样品的测定。

1 实验部分
1.1 仪器及主要试剂
HITACHI Z-2000型偏振塞曼效应原子吸收光谱仪、银空心阴极灯、铅空心阴极灯、镉空心阴极灯(日本日立公司)。

银标准储备溶液(1.00 g/L)：称取0.500 0 g银片(高纯)于烧杯中，加入30 mL HNO3(7.5 mol/L)，低温加热溶解，冷却后移入500 mL棕色容量瓶中，补加20 mL HNO3(7.5 mol/L)，用水稀释至刻度，混匀。

银标准溶液(100.0 μg/mL)：移取10.00 mL银标准储备溶液于100 mL棕色容量瓶中，加入25 mL HCl，用水稀释至刻度，混匀。

铅标准储备溶液(1.00 g/L)：称取0.500 0 g光谱纯铅于烧杯中，加入30 mL HNO3(7.5 mol/L)，低温加热溶解，冷却后移入500 mL容量瓶中，补加20 mL HNO3(7.5 mol/L)，用水稀释至刻度，混匀。

铅标准溶液(100.0 μg/mL)：移取10.00 mL铅标准储备溶液于100 mL容量瓶中，加入5 mL HCl，用水稀释至刻度，混匀。

镉标准储备溶液(1.00 g/L)：称取0.500 0 g光谱纯镉于烧杯中，加入30 mL HNO3(7.5 mol/L)，低温加热溶解，冷却后移入500 mL容量瓶中，补加20 mL HNO3(7.5 mol/L)，用水稀释至刻度，混匀。

镉标准溶液(50.0 μg/mL)：移取5.00 mL镉标准储备溶液于100 mL容量瓶中，
加入5 mL HCl，用水稀释至刻度，混匀。

HCl，HBr，HNO3，HClO4均为优级纯，硫脲溶液(50 g/L),实验用水为二次去离子水。

1.2 仪器工作条件
仪器工作条件参数见表1。

表1 仪器工作条件Table 1 Operating conditions of this method元素波长/nm 灯电流/mA狭缝/nm燃烧高度/mm乙炔流量/(L·min-1)空气流量/(L·min-
1)Ag328 17 50 47 51 813 6Pb283 37 51 37 51 813 6Cd228 87 50 47 51 813 6
1.3 实验方法
称取锑烟尘0.2～0.5g(精确至0.000 2 g)于100 mL烧杯中，用水湿润，加入15 mL HCl，盖上表面皿，在低温电热板上加热3～5 min后，加入5 mL HNO3和
2 mL HClO4，继续加热溶解至冒白烟，取下，冷至室温。

加入5 mL HBr，在水
浴上加热至赶尽HBr，重复此操作3～4次。

加入5 mL HCl和约30 mL水加热溶解残渣，取下，冷至室温后，加入硫脲溶液10 mL，转入100 mL容量瓶中，用
水定容，混匀。

按1.2设定仪器条件测量银、铅、镉的吸光度，计算机打印结果，同时做试剂空白实验。

1.4 工作曲线
取不同量的银、铅、镉标准溶液于一组100 mL容量瓶中，加入5 mL盐酸、10 mL硫脲溶液，用水定容，混匀。

银系列标准工作溶液为0.00，0.25，0.50，1.00，
2.00，
3.00，
4.00，
5.00 μg/mL，铅系列标准工作溶液为0.00，1.00，3.00，
5.00，10.00，15.00，20.00 μg/mL，镉系列标准工作溶液为0.00，0.10，0.25，0.50，1.00，2.00 μg/mL。

按1.2设定仪器条件测量银、铅、镉的吸光度，计算
机打印结果。

2 结果与讨论
2.1 基体Sb的干扰与消除
称取0.250 0 g高纯锑(ωSb>99.99%)6份，分别置于100 mL烧杯中，加入银、铅、镉标准溶液各4.0，10.0，2.0 mL，用王水溶解，在水浴上蒸干。

加入5 mL HBr，继续在水浴上蒸干，重复此操作0～5次。

以下按1.3实验方法的有关步骤
进行，测定结果见表2。

结果表明：大量Sb的存在产生水解对待测元素银、铅、镉的测定会产生负干扰，而采用加HBr水浴上蒸干处理3次后，即可消除基体Sb 的干扰。

表2 基体Sb的干扰与消除Table 2 Influence of Sb matrix on the determination of Ag,Pb and Cd /(μg·mL-1)HBr处理次数012345Ag2 9483 7383 8854 013 994 02Pb0 158 **** **** 99810 0110 02Cd0 8950 9921 0050 9981 0011 002
2.2 溶液介质的选择
原子吸收光谱法测定铅、镉一般选用HCl或HNO3介质，测定银普遍选用高浓度的王水或HCl介质，这对仪器有较大的腐蚀，当Ag浓度较高时会有部分AgCl析出造成银、铅、镉结果偏低。

硫脲是银离子的有效络合剂，在HCl介质中也可以
与银离子形成可溶性络合物，从而阻止试液中氯化银沉淀的析出，使偏低的银、铅、镉结果得以矫正，硫脲介质也是原子吸收光谱法测定银的常用介质之一[7]。

锑烟尘中含有大量的碳、硫，采用王水溶样时需要加入HClO4以除去碳、硫，所以考察了HClO4对测定银、铅、镉的影响，结果见表3。

结果表明：0.36 mol/L
以下的HClO4对银、铅、镉的测定没有影响，同时有HClO4存在可以消除
Cu2+对测定银的影响[2]。

为此，选定了试液介质为HCl-HClO4-硫脲介质。

表3 HClO4对测定银、铅、镉的影响Table 3 Influence of HClO4 on the determination of Ag, Pb, and Cd /(μg·mL-1)HClO4用量/mL00 51 01 523Ag4 0004 0013 9984 0034 0043 999Pb10 009 99810 0310 059 99710 04Cd1 001 0051 0011 000 9981 003
2.3 硫脲用量的选择
在一组100 mL容量瓶中，分别加入4.0 mL Ag标准溶液、10.0 mL Pb标准溶液、2.0 mL Cd标准溶液和5 mL HCl以及不同量硫脲溶液，用水稀至刻度，混匀。

以下按1.3实验方法有关步骤进行，测定结果见表4。

结果表明：4～20 mL以下
的硫脲溶液对测定银、铅、镉无影响，硫脲量过大时，在测定过程中容易烧结成盐，堵塞燃烧器[7]，测定信号不稳定，因此，选择加入10 mL硫脲溶液(试液中硫脲
含量为0.5 g/100mL)。

表4 硫脲用量对测定Ag，Pb，Cd吸光度的影响Table 4 Influence of thiourea dosage on the determination of Ag, Pb and Cd /(μg·mL-1)硫脲用量
/mL024681020Ag3 6013 9843 9994 0054 0034 0003 998Pb10 00010 00010 0039 99910 00110 0059 998Cd1 0001 00309971 0051 0010 9991 002
2.4 酸度的选择
在一组100 mL烧杯中，分别加入4.0 mL Ag标准溶液、10.0 mL Pb标准溶液和2.0 mL Cd标准溶液在水浴上蒸干，用不同量的酸浸取，再加入10 mL硫脲溶液，以下按1.3实验方法的有关步骤进行测定。

测定结果见表4。

表4 不同酸对测定Ag、Pb、Cd吸光度的影响Table 4 Influence of acid species on the determination of Ag,Pb and Cd /(μg·mL-1)酸用量
/mLHCl0
5mLHCl1mLHCl2mLHCl5mLHCL8mLHNO35mL5mLHCl+1mLHClO45mLHCl +2mLHClO4Ag4 0003 9993 9984 0004 0013 9994 0003 995Pb10 0019 9989 99710 00310 0069 99810 0009 999Cd1 0011 0001 0050 9950 9970 9961 0031 005
实验结果表明：在含有硫脲试液中，适量的酸对银、铅、镉的测定结果无影响。

因此，选用HC1(0.6 mol/L)介质(5 mL HC1浸取)。

2.5 共存元素的影响
在选定的测定条件下，实验多种元素对银、铅、镉测定的影响，结果表明：每毫升溶液中分别含2 500 μg铜、铅、锌、铁，1 000 μg钾、钠、镁、钙、镍、锶、隔、五氧化二钒，200 μg钛、锰、铝、铬，100 μg铋，500 μg银均不干扰测定。

砷、锑、汞、锡对测定的影响已随HBr的挥发得以消除。

2.6 线性范围和检出限
根据11次空白值测定结果求得方法检出限，Ag为0.003 7 μg/mL，Pb为0.019 8 μg/mL，Cd为0.001 6 μg/mL。

Ag的线性范围为0.0～5.00 μg/mL，Pb的线性范围为0.0～20.00 μg/mL，Cd
的线性范围为0.0～2.00 μg/mL。

2.7 方法的精密度及加标回收率
对试样中的银、铅、镉按实验方法进行了11次平行测定及加标回收实验，结果见表5。

由表可见：方法的加标回收率良好、精密度能满足样品中铅、银测定的要求。

2.8 不同方法的比较
用所制定的火焰原子吸收光谱法测定含锑烟尘中的银、铅、镉含量，并与火法、容量法和ICP-AES法进行测定结果对照，结果统计于表6。

由表可见：方法的准确
度能满足样品中铅、银、镉测定的要求。

表5 方法的精密度及准确度Table 5 Precision and accuracy tests of the method /(μg·mL-1)样品号元素平均值RSD/%加入量回收量回收率/%Ag2 0550 922 002 035101 81Pb8 672 215 004 9398 60Cd1 0331 991 001 04104 0Ag1 0541 041 000 99399 302Pb12 571 2910 0010 25102 5Cd0 6572 220 500 49298 40
表6 三种方法测定结果的统计Table 6 Determination results of three methods in the comparsion test(n=11) /(μg·mL-1) 测定方法元素FAAS法火法测Ag，容量法测Pb，ICP⁃AES法测CdAg822 1828 0Pb8 858 81Cd0 0200 021Ag10541037Pb12 5712 65Cd0 0670 069
3 结语
采用HBr除锑，消除了基体锑对测定的干扰，在盐酸-高氯酸-硫脲介质中实现了一次溶样银、铅、镉的连续测定，具有操作简单、快速、成本低的特点，适合批量样品的测定。

参考文献
[1] B·威尔茨.原子吸收光谱法[M].李家熙,陈耀惠,郭铁铮,等译.北京:地质出版
社,1985:374-375.
[2] 代素芳,郑浩.在高氯酸-酒石酸- 硫脲介质中原子吸收法测定多种矿石中的银[J].岩矿测试,2000,19(4):301-303.
[3] 林海山.火焰原子吸收法测定矿杂铜中银量[J].中国无机分析化学,2013,3(1):50-52.
[4] 雷素函,冯静弦.火焰原子吸收光谱法测定铅冶炼渣中的银量[J].中国无机分析化学,2013,3(1):62-64.
[5] 韩秀丽,李红萍．一次溶样原子吸收法连续测定化探样品中银、铜、铅、锌[J].郑州工业高等专科学校学报,2000,l6(3):17-20．
[6] 左国强,卢鑫,李全民,等.微波消解-火焰原子吸收光谱法测定铅烟灰和铅泥中银[J].冶金分析,2012,32(6):43-46.
[7] 丛玉梅.火焰原子吸收光谱法测定岩石中银的介质选择[J].辽宁地质，
1995(4):314.
[8] 江秋月.火焰原子吸收光谱法测定工业废水中铅锌镉[J].理化检验:化学分
册,2011,47(5):598-599.
[9] 董仁杰．火焰原子吸收光谱法测定污泥中铜、锌、铅、镉、镍[J]．理化检验:化学分册,2002,38(10):500-501．
[10] 王晓．FAAS法连续测定锌精矿中铜、铅、镉[J]．昆明理工大学学报:理工版,2003,28(5):177-180．
[11] 黄俭惠.火焰原子吸收光谱法测定银锡焊料中的微量铅[J].矿产与地
质,2007,21(1):103-105．。