一種密閉微波消解原子熒光光譜法測定工業(yè)粗鉛中雜質(zhì)元素鉍的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高純度金屬中痕量元素分析領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種密閉微波消解 原子熒光光譜法測定工業(yè)粗鉛中雜質(zhì)元素鉍的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 從鉛塔下延部排出的鉛、鐵較高的餾余鋅進入精煉爐恪析，使鉛、鋅、鐵等雜質(zhì)元 素分離。在790°C以上，鋅和鉛能以任何比例相互溶解為均質(zhì)合金。當溫度低于790°C時，液 態(tài)鉛鋅合金分為兩層，上層是含有少量鉛的鋅，下層是含有少量鋅的鉛，而且隨著溫度的降 低，上層的含鋅量越來越高，鋅在上層不斷富集;同理，下層的鉛含量也逐漸增加。只要控制 適當溫度，便使鋅和鉛分離，從而上層形成B#鋅，下層為粗鉛。由于鉛含有雜質(zhì)元素，影響鉛 的性質(zhì)，使鉛的硬度增加，韌性降低，對某些試劑的抗蝕性能減弱，使之不適于工業(yè)應用。用 這樣的粗鉛去制造鉛白、鉛丹時，也不能得到純凈的產(chǎn)品，因而降低了鉛的使用價值。所以， 對粗鉛中雜質(zhì)元素進行快速、準確的分析非常重要。
[0003] 目前對粗鉛中雜質(zhì)元素的測定方法，通過查閱大量的文獻資料，檢索到有中華人 民共和國有色金屬行業(yè)標準YS/T248.9-2007《粗鉛化學分析方法鉍量的測定火焰原子吸收 光譜法》，《中國無機分析化學》20133(4)沈琳、孫福紅、欒海光發(fā)表的文章《電感耦合等離子 體原子發(fā)射光譜法測定粗鉛中〇!^ 3、513、814種元素》，白銀有色集團股份有限公司發(fā)明的 專利中對工業(yè)粗鉛中砷、銻的含量測定有較好的結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種密閉微波消解原子熒光光譜法測定工業(yè) 粗鉛中雜質(zhì)元素鉍的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)沒有針對粗鉛中痕量元素鉍專門的檢測方法。
[0005] 本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為:提供了一種密閉微波消解原子熒光光譜法測 定工業(yè)粗鉛中雜質(zhì)元素鉍的方法，所屬方法包括如下步驟。
[0006] 溶液制備。
[0007] 硝酸（1 · 0):pi · 42g/ml:優(yōu)級純。
[0008] 鹽酸（1 · 1) :pl · 19g/ml:優(yōu)級純。
[0009] 硫脲一抗壞血酸溶液（1.2):分別稱取5g優(yōu)級純硫脲、5g優(yōu)級純抗壞血酸，溶于 100ml燒杯中，溶解完全后，混勻，使用時再進行配置。
[0010] 硼氫化鉀溶液（1.3):稱取0.5g氫氧化鉀溶于100ml燒杯中，再稱取2g硼氫化鉀于 燒杯中，溶解完全后，稀釋至刻度，混勻，使用時再進行配置。
[0011] 載流溶液（1.4):在500ml燒杯中，加入300ml水，再加入50ml鹽酸（1.1 )，稀釋至刻 度，混勻，冷卻至室溫。
[0012] 硝酸（1.5):將50ml硝酸（1.0)加入100ml燒杯中，再加入50ml水，混勻。
[0013] 硝酸（1.6):將2ml硝酸（1.0)加入100ml燒杯中，再加入50ml水，混勻。
[0014] 鉍標準溶液A:準確稱取1. OOOOg高純鉍，放入250ml燒杯中，加入20ml硝酸（1.5); 蓋上表皿，加熱燒杯，待燒杯內(nèi)鉍完全溶解，微沸后即可去除氮氧化物;取下燒杯，冷卻至室 溫，將燒杯中的溶液移入1 〇〇〇ml容量瓶中，加入硝酸(1.6 )，稀釋至刻度，混勻。
[0015] 鉍標準溶液B:將10ml鉍標準溶液A放入100ml容量瓶中，用載流溶液（1.4)稀釋至 刻度，混勻。
[0016] 鉍標準溶液C:將10ml鉍標準溶液B放入100ml容量瓶中，用載流溶液（1.4)稀釋至 刻度，混勻。
[0017] 鉍標準溶液D:將10ml鉍標準溶液C放入100ml容量瓶中，用載流溶液（1.4)稀釋至 刻度，混勻。
[0018] 鉍標準溶液E:將10ml鉍標準溶液D放入100ml容量瓶中，用載流溶液（1.4)稀釋至 刻度，混勻。
[0019] 取樣和制樣。
[0020] 工業(yè)粗鉛按照已頒布的國家標準方法進行取樣，稱取5.0g試樣。進一步而言取樣 和制樣步驟中，稱取試樣精確至O.OOOlg。
[0021] 制備試樣溶液。
[0022] a將稱取的粗鉛樣肩放入聚四氟乙烯消解罐內(nèi)，加入15ml硝酸(1.0)，擰緊罐蓋。 [0023] b將消解罐內(nèi)置入微波消解儀內(nèi)，從一檔至三檔（0.5Mpa，3min ; 1. OMPa，2min ; 2.0MPa，lmin)定時梯度加壓消解，消解完畢，取出消解罐，冷卻后開罐。
[0024] c將消解罐中的溶液移入100ml容量瓶中，用水沖洗消解罐，將消解罐殘留的液體 一同移入容量瓶中，加入l〇ml鹽酸（1.1)，定容，搖勻。
[0025] d分取步驟c制備的上清溶液10ml于100ml容量瓶中，加入35ml濃度50 %的鹽酸、 l〇ml硫脲一抗壞血酸溶液(1.2)，定容、混勾。
[0026] e測定步驟d之后獲得溶液的熒光強度。
[0027]制備參照溶液。
[0028] a向聚四氟乙烯消解罐內(nèi)，加入15ml硝酸(1.0)，擰緊罐蓋。
[0029] b將消解罐內(nèi)置入微波消解儀內(nèi)，從一檔至三檔（0.5Mpa，3min ; 1. OMPa，2min ; 2.0MPa，lmin)定時梯度加壓消解;消解完畢，取出消解罐，冷卻后開罐。
[0030] C將消解罐中的溶液移入l〇〇ml容量瓶中，用水沖洗消解罐，將消解罐殘留的液體 一同移入容量瓶中；分別加入鉍標準溶液、35ml濃度50%的鹽酸、10ml硫脲一抗壞血酸溶液 (1.2)，定容、混勻，靜置30min。
[0031 ] d測定步驟c之后獲得溶液的熒光強度。
[0032] 鉍標準溶液分別為:鉍標準溶液A、鉍標準溶液B、鉍標準溶液C、鉍標準溶液D或鉍 標準溶液E。
[0033] 繪制工作曲線。
[0034] 采用原子熒光光譜儀，選擇鉍的空心陰極燈，依次測定參照溶液中鉍的熒光強度， 以鉍的質(zhì)量濃度為橫坐標，以鉍的熒光強度為縱坐標，繪制工作曲線;儀器在檢測時通入硼 氫化鉀(1.3)。
[0035] 測定試樣溶液中元素鉍的質(zhì)量濃度。
[0036] 采用原子熒光光譜儀，選擇鉍的空心陰極燈，測定試樣溶液中鉍的熒光強度，用試 樣溶液中元素鉍的熒光強度在相應的工作曲線上查出相應元素鉍的質(zhì)量濃度;儀器在檢測 時通入硼氫化鉀（1.3)。
[0037] 計算測量結(jié)果，得到試樣中元素鉍的含量。
[0038] 按下式計算試樣中元素鉍的質(zhì)量百分數(shù)w，數(shù)值以％表示： 胃=.、心晏、|二勵 [_ 10 m X- 100
[0040]式中：P:測定試樣溶液中元素鉍的質(zhì)量濃度，單位為每毫升微克;v:測定試樣溶液 體積，單位毫升;m:試樣質(zhì)量，單位克。
[0041]測定元素鉍的原子熒光光譜儀的工作條件如下:光電倍增管負高壓300V;原子化 器溫度200°C ;原子化器高度8.0mm;載氣流量400ml/min;屏蔽氣流量800ml/min;燈電流 60mA;讀數(shù)時間15s;延遲時間1 s;測量方式標準曲線法;讀取方式峰面積;重復2次。
[0042]本發(fā)明包括如下有益效果。
[0043] 1制備試樣溶液步驟d中選用35ml濃度為50%的鹽酸可以有效保證待測元素發(fā)生 氫化反應，同時還能降低空白值低。
[0044] 直接影響待測元素被還原程度的因素是酸介質(zhì)及酸度。當待測元素處于一定的價 態(tài)，才易于氫化反應的發(fā)生。待測元素處于高價態(tài)時，不易形成氫化物氣體。因此待測元素 被還原程度影響方法的靈敏度及準確度。為找到最佳硫酸取用體積，移取鉍標準溶液各0.1 yg于100mL容量瓶，分別加入0、15、20、25、30、35、40、451111濃度為50%的鹽酸定容、混勻，測 定熒光強度，可得到表1所示結(jié)果。
[0045] 表 1 LUU4/J 田衣1 口」知，艿敢住但。
[0048] 2在兼顧效率與效果的基礎(chǔ)上，還原時間選擇30min，可取得較為穩(wěn)定的熒光強度。
[0049] 移取鉍標準溶液各O.lyg于100mL容量瓶，加入35ml濃度為50%的鹽酸，定容、混 勻，分別在放置5、15、25、30、40、60、120min時，測定熒光強度。由表2結(jié)果可知，還原時間太 短，待測元素不能完全被還原，熒光強度較低，甚至不穩(wěn)定。放置30min以上鉍的熒光強度基 本穩(wěn)定，本發(fā)明在室溫條件下，選擇30min為最佳條件預還原時間（室溫較低時，適當延長預 還原時間）。
[0050]表 2
L，z」 J測WKi評L··疋雙術(shù)取燈〇
[0053]硼氫化鉀作為還原劑和氫火焰的氫來源，其濃度影響氫化物生成過程和氬氫焰。 當硼氫化鉀濃度過低時，待測元素還原不完全，使熒光強度降低;硼氫化鉀濃度過高時，過 量的硼氫化鉀與鹽酸反應產(chǎn)生的氫氣稀釋了氫化物的濃度，導致熒光猝滅，火焰不穩(wěn)定，重 現(xiàn)性變差。
[0054] 移取鉍標準溶液各O.lyg于100mL容量瓶，加入35ml濃度為50%的鹽酸，定容、混 勻，測定熒光強度。由表3可知硼氫化鉀濃度為20g/L為最佳條件。
[0055] 表 3
LUU5/」4腧脲一杌孫皿酸（1.2) A以淚除鉗.體對鉍的影啊。
[0058] 按照本發(fā)明方法，移取鉍標準溶液各0. lyg于100mL容量瓶，加入不同量的鉛基體 進行干擾試驗，如表4所示當鉛基體的含量高于500ug/L時，對鉍的測定有影響。
[0059] 表 4
LUU&I」 便用恤脲一沉孫皿酸（卩衣b所不，鉗盎1本十杌盎不排除。
[0062]表 5 「nnWI
[0064] 為了保證還原完全及掩蔽金屬離子的需要，本發(fā)明選擇10mL硫脲一抗壞血酸溶液 (50g/L~50g/L)為掩蔽鉛基體最佳條件。
[0065] 5硫脲一抗壞血酸（1.2)可以消共存元素對鉍的影響。
[0066]按照本發(fā)明的方法，對工業(yè)粗鉛中主要共存元素(所有元素均配制成20μg/ml的鹽 酸溶液，銀配制成硝酸鹽溶液)進行干擾測定，測定結(jié)果見表6。
[0067]表 6
[0069] 工業(yè)粗鉛中共存元素48、511、〇1小6^8對鉍的測定有干擾，可通過加入硫脲--抗壞 血酸（1.2)可消除干擾。
【具體實施方式】
[0070] 以下結(jié)合具體實驗對本發(fā)明做進一步說明。
[0071] 本發(fā)明涉及精確檢測，共選取4種代表樣品，分別標記為1#、2#、3#、4#，對4種樣品 分別按照下述方法檢測，檢測結(jié)果見表7。
[0072] 溶液制備。
[0073]硝酸（1 · 0):Pi · 42g/ml:優(yōu)級純。
[0074]鹽酸（1 · 1) :P1 · 19g/ml:優(yōu)級純。
[0075] 硫脲一抗壞血酸溶液（1.2):分別稱取5g優(yōu)級純硫脲、