火焰原子吸收光谱法测定铜烟尘物料中低含量铟

引言:

铟在地壳中的分布量比较小，又很分散。在自然界中，铟矿物均以微量的形式分散伴生于其它矿物中，现已发现约有50种矿物中含有铟，其中含铟量最高的矿物是含硫的铅锌矿。同时，锡石、黑钨矿及普通的闪角石也常含较多的铟。它的富矿还没有发现过，只是在锌和其他一些金属矿中作为杂质存在，因此它被列入稀有金属。另外，某些二次资源中含铟较高，如冶炼厂烟尘、富锡渣、钢铁厂烟尘、废ITO靶材等，具有很高的回收价值。

实验的烟尘为艾萨烟尘、电炉烟尘和转炉烟尘及烟尘浸出物料，产出的烟尘主要以挥发元素Pb、As、Bi、Zn为主，且铜含量较低，铟、银、金等含量低。目前，低含量铟测定主要采用原子吸收光谱法，其他样品如矿渣、锑渣、铅冶炼渣、铅锌冶炼物料等中铟测定的文献介绍较多，主要集中在样品的前处理，如王水溶解，氢溴酸与高氯酸发烟驱除砷、锡、锑或乙酸丁酯萃取、盐酸反萃取分离共存元素，以及测定铟条件的研究方面。实验利用硝酸、氯酸钾溶样，在5%硝酸介质中直接测定铟，从而制定了铜烟尘物料中低含量铟的分析方法，用于分析生产样品快速简便，能满足生产要求。

1实验部分

1.1主要仪器与试剂

①原子吸收光谱仪(上海美析仪器有限公司);

②铟空心阴极灯(北京有色金属研究总院);

③硝酸:分析纯;

④盐酸:分析纯;

⑤氢氟酸:分析纯;

⑥盐酸与氢溴酸混合酸(1+1);

⑦氯酸钾:分析纯;

⑧铟标准贮存溶液(A):称取1.0000g金属铟(质量分数不小于99.99%)，置于300mL高型烧杯中，加入50mL硝酸，盖上表面皿，低温溶解至完全，蒸至近干。取下，冷却，用水吹洗表面皿和杯壁，加入25mL硝酸，盖上表面皿，加热微沸至盐类溶解。取下，冷却，用水吹洗表面皿和杯壁，转入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含1000μg铟。

铟标准溶液(B):移取10.00mL铟标准贮存溶液于100mL容量瓶中，加入5mL硝酸，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含100μg铟。

1.2试验方法

称取0.1000～0.2000g样品于250mL烧杯中，加入0.5g氯酸钾、10mL硝酸，3～4滴氢氟酸加热溶解至近干，加10mL盐酸继续加热溶解至近干，稍冷，加入6mL盐酸继续加热溶解至近干，取下，稍冷，加入5mL盐酸与氢溴酸混合酸(1+1)，盖上表面皿，低温加热至近干，重复1～3次，取下，稍冷，加入8mL硝酸，盖上表面皿，低温加热至近干，取下，冷却。吹洗杯壁及表面皿，加5mL硝酸和少量水，加热至盐类溶解，取下，冷却。转入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。按仪器工作条件测定其吸光度。推荐仪器工作条件见表1。

2结果与讨论

2.1样品分解方法的选择

实验研究对比了铜烟尘样品的3种溶解方法，测得铟含量见表2。

方法一:王水加热溶解。

称取0.1000～0.2000g样品于250mL烧杯中，加入30mL王水加热溶解至近干，取下，稍冷吹洗杯壁及表面皿，加5mL硝酸和少量水，加热至盐类溶解，取下，冷却。转入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。按仪器工作条件测定其吸光度。

方法二:硝酸+氯酸钾加热溶解。

称取0.1000～0.2000g样品于250mL烧杯中，加入0.5g氯酸钾、10mL硝酸加热溶解至近干，加10mL盐酸继续加热溶解至近干，稍冷，加入6mL盐酸继续加热溶解至近干，取下，稍冷吹洗杯壁及表面皿，加5mL硝酸和少量水，加热至盐类溶解，取下，冷却。转入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。按仪器工作条件测定其吸光度。

方法三:氢氧化钠熔解。

称取0.1000～0.2000g样品于预先垫有2g氢氧化钠的银坩埚内，覆盖1g氢氧化钠，放入700℃马弗炉内熔融7min，熔融物呈红色透明，取下冷却，将坩埚放在盛有20mL左右热水的300mL烧杯中，并用少量的盐酸和热水洗净坩埚。在不断搅拌下缓慢加入盐酸至全部氢氧化物溶解，并过量2mL，于低温电炉上加热蒸发至近干，加5mL硝酸，水洗表皿及杯壁，加热煮沸使盐类溶解，冷却至室温转入100mL容量瓶中，以水定容，摇匀，用原子吸收光谱仪于303.9nm处测其吸光度。随同做空白。

由表2可知，王水加热溶解样品溶解不完全，测定结果偏低;用硝酸+氯酸钾加热溶解和氢氧化钠熔解测定结果一致，说明两种方法具有一定的可行性，但氢氧化钠熔解法样品分解和处理流程过长，操作繁琐，选择硝酸+氯酸钾加热溶解。

2.2酸介质的选择

分别在不同的硝酸、盐酸介质和不同浓度时，用原子吸收光谱仪测定3μg/mL铟标准溶液的吸光度。实验表明:在盐酸介质中，1%～10%的浓度对铟的吸光度有抑制影响，而在硝酸介质中，1%～10%的浓度对铟的吸光度影响甚小。因此，实验选择硝酸介质和5%浓度。结果见表3。

2.3共存元素的影响

铜冶炼过程产出的烟尘，其中除含铟300～1500g/t外，还含有锡0.5%～2%、铅10%～40%、砷1%～12%、锑1%～4%、铋1.5%～9%、铁0.5%～3%、铜1.0%～30%、锌10%～20%、镉0.5%～1.0%、银100～500g/t、金0.2～1.2g/t等。对2μg/mL铟的吸光度进行测定，测定体积为100mL时，当相对误差小于±4%时，共存离子的允许量为Zn(100mg)、Pb(100mg)、Sn(3mg)、As(15mg)、Sb(5mg)、Bi(10mg)、Fe(5mg)、Cu(50mg)、Cd(2mg)、Ag(1mg)、Au(1mg)、Ca(2mg)、Mg(2mg)、Ni(1mg)、Si(1mg)，根据样品成分各元素的含量不干扰铟的测定。根据实验方法进行实验，在测定体积100mL时，共存离子的允许量均已超过实际样品中的存在量，但考虑到方法的广泛性和适用性，加盐酸与氢溴酸混合酸(1+1)排高锡、锑的干扰。

3样品分析

3.1标准工作曲线绘制

分别移取B标准液0mL，1mL，2mL，3mL，4mL于100mL容量瓶中，加5mL硝酸，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液浓度分别为0μg/mL，1μg/mL，2μg/mL，3μg/mL，4μg/mL。在与试样相同的测定条件下测定系列标准的吸光度，以铟浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。其工作曲线如图1所示。

3.2精密度实验

按分析步骤对样品进行了11次独立结果用平行试样法检验方法的精密度，见表4。结果表明，此法测定结果的重新性能满足生产需要。

3.3准确度实验

称取一定量的试样，在不同含量样品中加入不同含量的铟标准溶液，按样品的分析步骤处理并测定，见表5。结果表明，样品加标回收率为96.0%～103.5%，满足实际生产要求。

3.4结果对照

将两个烟尘样品送去外检，得到结果见表6。

4结语

通过实验，样品用硝酸、氯酸钾溶解，在5%的硝酸介质中，于波长303.9nm处用原子吸收光谱仪测定。并采用标准加入法测定，试验结果表明，回收率在96.0%～103.5%之间，回收率较高，精密度好，能满足实际生产要求。

方法来源：[1]孔凡丽,胡花苗,李艳萍,等.火焰原子吸收光谱法测定铜烟尘物料中低含量铟[J].云南冶金,2018,47(04):87-90.