试验报告 铜原矿和尾矿化学分析方法 第2部分：铅量的测定 火焰原子吸收光谱法

铜原尾矿化学分析方法铅含量的测定火焰原子吸收光谱法
试验报告
铜原矿和尾矿化学分析方法
火焰原子吸收光谱法测定铜原矿和尾矿中铅量
1 前言
根据2014年9月召开的《铜原矿和尾矿化学分析方法》行业标准讨论会，我公司负责承担《铜原矿和尾矿化学分析方法》铅量测定的标准起草工作。

原子吸收光谱法测定铅量，我们采用以饱和氟化氢铵，盐酸，硝酸，溶样，在5%（V/V）的硝酸介质中测定铅的含量。

测定范围：0.01%～0.80% 。

2 实验部分
2.1 试剂
2.1.1 盐酸（ρ1.19g/mL）。

2.1.2 硝酸（ρ1.42g/mL）。

2.1.3硝酸（1+1）。

2.1.4 高氯酸（ρ1.67g/mL）
2.1.5 氟化氢铵（饱和溶液）。

2.1.6铅标准储备液：称取0.1000g金属铅（99.99%）置于250mL烧杯中，沿杯壁加入20mL硝酸（1+1），盖上表皿低温加热溶解，用水冲洗表皿，移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

此溶液1mL 含铅1mg。

2.1.7 铅标准溶液：移取10.00mL铅标准储备液于100mL容量瓶中，加入5mL硝酸（2.1.2）用水稀释至刻度，混匀。

此溶液1mL含铅100μg。

2.2 仪器条件的选择
2.2.1 仪器型号：原子吸收分光光度计S4型（美国热电），附铅空心阴极灯。

2.2.2原子吸收光谱仪，附铅空心阴极灯。

在仪器最佳工作条件下，凡能达到下列指标者均可使用：
——特征浓度：在与测量溶液的基体相一致的溶液中，Pb的特征浓度应不大于0.089μg/mL；——精密度：用最高浓度的标准溶液测量10次吸光度，其标准偏差应不超过平均吸光度的1.0%；用最低浓度的标准溶液（不是“零”浓度的标准溶液）测量10次吸光度，其标准偏差应不超过最高标准溶液吸光度的0.5%。

——工作曲线线性：将工作曲线按浓度等分成五段，最高段的吸光度差值与最低段的吸光度的差值之比，应不小于0.8。

2.3条件试验
2.3.1 仪器工作条件的选择
2.3.1.1 燃烧器高度的选择
移取2.00mL铅标准溶液于100mL容量瓶中，加入5mL硝酸（2.1.2），用水稀释到刻度，混匀，按试验方法，改变燃烧器高度为5mm、6mm、7mm、8mm、9mm时，测量铅的吸光度值，结果见表1 。

表1 燃烧器高度的选择
由表15mm 、8mm 、9mm 时吸光度值较低，故而选择燃烧器高度选择7mm 为最佳。

2.3.1.2 燃气流量的选择
移取2.00mL 铅标准溶液于100mL 容量瓶中，加入5mL 硝酸（2.1.2），用水稀释到刻度，混匀，按试验方法，改变燃气流量为0.9L/min 、1.0L/min 、1.1L/min 、1.2L/min 、1.3L/min 时，测量铅的吸光度值，结果见表2 。

表2 燃气流量的选择
由表20.9L/min 、1.2L/min 、1.3L/min 时，吸光度值较低且稳定性不强，故而燃气流量选择1.1 L/min 为最佳。

2.3.1.3
狭缝宽度的选择
移取2.00mL 铅标准溶液于100mL 容量瓶中，加入5mL 硝酸（2.1.2），用水稀释到刻度，混匀，按试验方法，改变狭缝宽度为0.2nm 、0.5nm 、1.0nm 时，测量铅的吸光度值，结果见表3 。

表3 狭缝宽度的选择
由表3 1.0nm 时吸光度值较低；狭缝宽度为0.5nm 时吸光度值的稳定性最好，故而狭缝宽度选择0.5nm 时为最佳。

由以上3组仪器的条件试验，归结出仪器的最佳工作条件如下表3。

表3 仪器分析条件
2.3.2.1介质的选择
分别移取2.00mL
铅标准溶液放于一组100 mL 容量瓶中，每组分别加入不同的介质盐酸（1+9）、硝酸（1+9）、硫酸（1+9）、王水（1+9）中，按试验方法，在选定的最佳仪器条件下测量铅的吸光度值，结果见表4。

表4 不同介质对铅吸光度的影响
由表4可见，介质为盐酸和王水时，铅的吸光度值较低；介质为硫酸时，铅的吸光度较高，但硫酸粘度大；介质为硝酸时，铅的吸光度值较高且稳定。

所以本方法选择硝酸为介质。

2.3.2.2酸度的选择
分别移取2.00铅标准溶液于一组100 mL 容量瓶中，分别加入3mL 、5mL 、10mL 硝酸，用水稀释至刻度，混匀。

测量铅的吸光度值，结果见表5。

5%的硝酸为介质。

2.3.3 共存元素干扰实验 2.3.3.1 各试样元素含量
表6 各试样元素含量
2.3.3.2 干扰元素的配制
Cu（6.00mg/mL）：称取3.000g金属铜（99.99%）于500mL锥形烧杯中，加50mL硝酸（1+1），盖上表面皿低温溶解完全，冷却，移至500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

As（100μg/mL）：称取0.0132g于硫酸干燥器中干燥至恒重的三氧化二砷，温热溶于6 mL NaOH 溶液（100g/L），移入100 mL容量瓶中，稀释至刻度，混匀。

Ni（100μg/mL）：称取0.1000g金属镍（99.99%），用3mL硝酸（1+1）加热溶解,冷却，移入1000 mL容量瓶中，稀释至刻度,混匀。

Zn（1mg/mL）：称取0.100g金属锌（99.99%）于250锥形烧杯中，加10mL盐酸（1+1），盖上表面皿低温溶解完全，冷却，移至100mL容量瓶中，加入10 mL硝酸（1+1），用水稀释至刻度，混匀。

MgO（1mg/mL）：称取0.100g于800±50℃灼烧至恒重的氧化镁，溶于水中，移入100 mL容量瓶中，稀释至刻度,混匀。

Cd（1mg/mL）：称取1.0000g金属镉（99.99%），用30mL硝酸溶解，移入1000 mL容量瓶中，稀释至刻度,混匀。

Fe（50mg/mL）：称取7.15g三氧化二铁（99.99%）于250锥形烧杯中，加50mL盐酸（1+1），盖上表面皿低温溶解完全，冷却，移至100mL容量瓶中，加入10 mL硝酸（1+1），用水稀释至刻度，混匀。

Mo(10μg/mL):称取0.0150g基准三氧化钼（99.99%）于300mL烧杯中，加入1mL氢氧化钠溶液，100mL水，加热溶解。

冷却后移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。

Co(5μg/mL):称取0.1000g金属钴（99.99%），用5mL硝酸（1+1）加热溶解，冷却，用水定容
至1000mL容量瓶中，此溶液1mL含钴100μg。

移取5mL此溶液于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

Mn(100μg/mL):称取0.1000g金属锰（99.99%），用3mL盐酸（1+1）加热溶解，冷却，用水定容至1000mL容量瓶中，混匀。

2.3.3.3 单个元素对铅测量的影响
移取2.00mL铅标准溶液于一系列100 mL容量瓶中，加入5mL硝酸，根据《铜原矿和尾矿分析方法》会议纪要中各元素的含量范围，按称样量0.5g计，各元素给定含量最大值的1.5倍逐个加入按上述方法（2.3.3.2）配制出的不同共存元素各3份，用水稀释至刻度，混匀。

按试验方法及选定的仪器工作条件进行测定铅的吸光度值，结果见表7。

表7 各共存元素对铅测定的影响
由表7可见，100mL测定溶液中存在以上含量范围内的各共存元素对铅的测量无影响。

2.3.3.4 混合共存元素对铅测定的影响
分别移取1.00 mL、2.00 mL铅标准溶液置于两组100 mL的容量瓶中，按下表中各共存元素量一起加到各容量瓶中，加入5mL硝酸，用水稀释至刻度，混匀。

按试验方法及选定的仪器工作条件进行测定铅的吸光度值，结果见表8。

表8 混合共存元素对铅测定的影响
由表8可见，测定溶液中同时存在以上含量范围内的共存元素不影响铅的测定。

2.3.4 溶样方法的选择
2.3.4.1 HCl+HNO3溶解
称取1#、2#、5#试样于烧杯中（随同试样做空白试验），以少量水润湿试样，加入10mL盐酸，盖上表面皿，煮沸3-5分钟，取下稍冷，加入10mL硝酸，盖上表面皿，加热至近干，取下冷却。

加入10mL硝酸（1+1），用水吹洗表皿及杯壁，加热至沸。

冷却后将试液移入100mL容量瓶，以水稀释至刻度，混匀。

移取20mL5#试样于100mL容量瓶中并补加适量的硝酸使酸度与标准溶液一致，用水定容至刻度，混匀。

2.3.4.2NH4HF2+HCl+HNO3溶解
称取1#、2#、5#试样于聚四氟乙烯烧杯中（随同试样做空白试验），以少量水润湿试样，加入3-5mL 饱和氟化氢铵，于电热板低温处微微加热，取下加入10mL浓盐酸，煮沸3-5min，取下加入10mL浓硝酸，低温加热蒸至近干。

加入10mL硝酸（1+1），用水吹洗表皿及杯壁，加热至沸。

冷却后将试液移入100mL容量瓶，以水稀释至刻度，混匀。

移取20mL5#试样于100mL容量瓶中并补加适量的硝酸使酸度与标准溶液一致，用水定容至刻度，混匀。

将上述两种方法分解的试样溶液，在原子吸收分光光度计上，按选定的工作条件与标准系列溶液同时测定铅的吸光度，减去随同试样空白试验溶液的吸光度，由线性回归方程式计算出试样中铅含量，结果见表9。

表9 不同试剂溶解测定铅含量（%）
由表9可见，在NH4HF2+HCl+HNO3溶解时，试样的溶解效果最好，本实验选择NH4HF2+HCl+HNO3溶解试样。

2.3.5 称样量的选择
本试验选择的称量量见表10。

表10 样品的称量量及分取量
2.4.1 试样
2.4.1.1 试样粒度不大于 100μm 。

2.4.1.2 试样预先在105℃～110℃烘1小时，置于干燥器中冷却至室温。

2.4.2 分析步骤 2.4.2.1 试料
按表10称取试料，精确至0.0001g 。

独立地进行二次测定，取其平均值。

2.4.2.2 空白试验 随同试料做空白试验。

2.4.2.3 测定 2.4.2.3.1试料分解
将试料(2.4.2.1)置于250 mL 聚四氟乙烯烧杯中，以少量水润湿试样，加入3-5mL 氟化氢铵饱和溶液，于电热板低温处微微加热，取下加入10mL 浓盐酸，煮沸3min ，取下加入10mL 浓硝酸，蒸至近干，加入10mL 硝酸（1+1），用水吹洗表皿及杯壁，加热至沸。

冷却后将试液移入100mL 容量瓶，以水稀释至刻度，混匀。

按表10分取试液于100 mL 容量瓶中，并补加硝酸（1+1）。

注：1、如试料含碳量较高，需加入2mL ～3mL 高氯酸（3.4）。

2、硅含量高时加5mL 氟化氢铵饱和溶液。

2.4.2.
3.2 测量
在原子吸收光谱仪217.0波长处，使用空气一乙炔火焰，以试料空白调零，测量铅试液及随同试料空白的吸光度。

从工作曲线上查得相应的被测元素浓度。

2.4.2.3.3 工作曲线的绘制
移取铅标准溶液0 mL 、0.50 mL 、1.00 mL 、1.50 mL 、2.00 mL 、2.50 mL 、3.00 mL 于一组100 mL 容量瓶中，加入10 mL 硝酸（1+1），以水稀释至刻度，混匀。

此系列标准溶液每毫升含0μg 、0.50μg 、1.00μg 、1.50μg 、2.00μg 、2.50μg 、3.00μg 铅。

在与试料溶液测定相同的条件下，以零浓度标准溶液调零，测量标准溶液的吸光度。

以吸光度为纵坐标，以被测元素浓度为横坐标，分别绘制铅的工作曲线。

2.4.3 分析结果计算及表述
按式（1）计算铅的质量分数w Pb ，数值以%表示：
100101
6
20
v m v v w Pb (1)
式中：ρ——自工作曲线上查得铅的质量浓度，单位为μg/mL ；
Vo —— 试液的总体积,单位为毫升（mL ）；
V1——分取试液的体积, 单位为毫升（mL）；
V2——试液分取后的稀释体积, 单位为毫升（mL）；
m ——试料的质量，单位为克（g）。

所得结果<0.1%时保留小数点后四位；所得结果>0.1%时保留三位有效数字。

3 精密度试验
按试验方法（2.4）分别称取1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#试样各11只（随同试料做空白试验），按照试样分析步骤进行分解、测定，结果见表11。

表11 精密度试验
为了考察方法的准确度，分别在2#、4#、6#样品中加入不同量的铅各3只，按试验方法（2.4）进行分解试样、测定，结果见表12。

表12 加标回收实验
7 结论
试验结果表明，铜原矿和尾矿中铅（0.01%～0.80%）试样经过饱和氟化氢铵、盐酸、硝酸分解效果较好；试样在硝酸介质中，使用空气—乙炔火焰，于原子吸收分光光度计波长217.0nm处测量铅的吸光度，方法准确、干扰少、易操作、重复性好；方法的加标回收率在96.0～106.0%之间，方法的准确度较高；方法的相对标准偏差小于2.4%，精密度较高；适用于测定铜原矿和尾矿中0.01%～0.80%的铅含量。