陳 濤，潘建忠

（贛州有色冶金研究所，江西 贛州 341000）

0 引言

鎢精礦化學(xué)分析方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6150-1985［1］中砷的分析方法是采用鋅還原DDTC-Ag比色法，此法步驟繁瑣、砷化氫氣體劇毒稍有不慎會(huì)對(duì)分析人員的身體造成較大危害、對(duì)環(huán)境也有嚴(yán)重的污染。隨著技術(shù)的進(jìn)步，原子熒光法、ICP發(fā)射光譜法、流動(dòng)注射氫化物發(fā)生-原子吸收法等新技術(shù)的逐步應(yīng)用，為提高效率有必要對(duì)原方法進(jìn)行修訂。

本試驗(yàn)采用國(guó)內(nèi)較普及的原子吸收分光光度計(jì)與流動(dòng)注射氫化物發(fā)生器聯(lián)用，并運(yùn)用全新的試驗(yàn)設(shè)計(jì)理論——均勻設(shè)計(jì)法［2］進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，能夠以最少的試驗(yàn)次數(shù)，對(duì)多因數(shù)試驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳控制及測(cè)試條件。此法具靈敏度高，準(zhǔn)確性好，快速簡(jiǎn)便，干擾元素少等優(yōu)點(diǎn)。檢出下限可到0.001％砷量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

儀器：AA7002型原子吸收分光光度計(jì)，WHG-103G流動(dòng)注射氫化物發(fā)生器（北京翰時(shí)制作所），砷空心陰極燈。

儀器工作條件：砷空心陰極燈，波長(zhǎng)193.7nm，燈電流4mA，狹縫0.2nm，載氣流量180mL/min，爐溫電壓80V。

主要試劑：硫酸、硫酸銨、鹽酸、抗壞血酸、檸檬酸溶液（50％）、氨水。

硫脲-抗壞血酸預(yù)還原液：5％～5％，硫脲和抗壞血酸各5g溶于100mL水中。

硼氫化鉀溶液：1.5％稱(chēng)取15g硼氫化鉀和2g氫氧化鈉，溶于水中，待溶解后，用水稀到1000mL。

砷標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱(chēng)取0.132 0g光譜純?nèi)趸?，?50mL燒杯中，加入20mL水，0.2g氫氧化鈉，置電爐上加熱至完全溶解，用硫酸（1+4）中和至微酸性，移入100mL的容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，此標(biāo)準(zhǔn)溶液每毫升含砷1.0mg。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

稱(chēng)取0.1g（精確到0.000 1g）試樣于250mL燒杯中，加入1g硫酸銨搖勻，再加入硫酸7mL，在高溫電爐上分解［3］，并濃縮體積至2～3mL，冷卻，用少量水吹洗表面皿及杯壁。加入8mL檸檬酸溶液，加濃氨水20mL，用水洗杯壁和表面皿，并加熱趕除過(guò)量的氨水（pH7左右），冷卻后，將溶液移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度混勻。隨同試樣做空白試驗(yàn)。吸取上述試液5.0mL于50mL容量瓶中，加入硫脲-抗壞血酸預(yù)還原液5.0mL，鹽酸7.5mL，用水稀到刻度，搖勻。

2 結(jié)果與討論

2.1 均勻設(shè)計(jì)

均勻設(shè)計(jì)是基于試驗(yàn)點(diǎn)在整個(gè)試驗(yàn)范圍內(nèi)均勻散布的從均勻性角度出發(fā)的一種試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，比正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)具有更大的優(yōu)勢(shì)。本試驗(yàn)應(yīng)用這種全新的優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)規(guī)劃，可用最少的試驗(yàn)次數(shù)尋找到最佳試驗(yàn)條件，提高了試驗(yàn)效率、節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間。

2.1.1 試驗(yàn)因素及試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的確定

本法選定樣品酸度、硼氫化鉀濃度、載氣流量、爐溫為試驗(yàn)因素，以As的測(cè)定靈敏度為試驗(yàn)優(yōu)化目標(biāo)。

2.1.2 均勻設(shè)計(jì)表的選定

選用均勻設(shè)計(jì)表U5（54），其對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)安排表見(jiàn)表1，此表可在文獻(xiàn)［2］中查到。U5（54）中括弧內(nèi)“4”代表試驗(yàn)因數(shù)的個(gè)數(shù)，“5”代表試驗(yàn)的水平數(shù)，U右下方的“5”代表試驗(yàn)次數(shù)。

表1 均勻試驗(yàn)安排表U5（54）

酸度按5％、硼氫化鉀濃度按0.5％、載氣流量按20 L/min、爐溫電壓按10 V的水平遞增，各試驗(yàn)因素分為5個(gè)水平進(jìn)行遞增安排，安排如表2。

表2 各試驗(yàn)因數(shù)的安排

2.1.3 試驗(yàn)方案

根據(jù)均勻設(shè)計(jì)理論，把表2的各因素不同水平的控制量，按表1的安排順序制定試驗(yàn)方案，這4個(gè)因素不同水平的控制量被均勻的安排在表3中。測(cè)定靈敏度為試驗(yàn)的優(yōu)化目標(biāo)。

從經(jīng)表3的5組試驗(yàn)測(cè)定中可知，試驗(yàn)3的測(cè)定靈敏度能滿(mǎn)足要求，綜合其他的因數(shù)，可確定最佳試驗(yàn)條件為試驗(yàn)3。即為：樣品酸度15％、硼氫化鉀濃度1.5％、載氣流量180L/min、爐溫電壓80V。

表3 均勻試驗(yàn)方案

2.2 共存離子干擾試驗(yàn)

按基本試驗(yàn)方法，根據(jù)鎢精礦的基本情況試驗(yàn)了W、Fe、Mn、Ca、Si、Mo、Sn、Sb、Bi、Cu、Pb、Zn等共存離子進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 共存離子對(duì)砷的影響（各加入As5.0mg）

從表4中看出，WO3等12個(gè)元素分別與砷共存時(shí)，均未發(fā)現(xiàn)有明顯的影響。

2.3 試樣分析結(jié)果的對(duì)照

用本法測(cè)定的試樣結(jié)果與原國(guó)標(biāo)法（DDTC-Ag比色法）測(cè)定的結(jié)果對(duì)照見(jiàn)表5。

表5 試樣分析結(jié)果的對(duì)照 ％

2.4 最佳條件的重復(fù)性試驗(yàn)

按照試驗(yàn)方法及試驗(yàn)確定的最佳分析條件對(duì)黑鎢-2、國(guó)-6試樣進(jìn)行了11次重復(fù)性試驗(yàn)測(cè)定，考察本方法的精密度，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 重復(fù)性試驗(yàn)精密度

從表6可看出本法有較好的精密度。

2.5 加標(biāo)回收試驗(yàn)

按照試驗(yàn)方法對(duì)兩個(gè)鎢精礦樣品進(jìn)行了加入砷標(biāo)準(zhǔn)回收試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表7。

表7 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

從表7可知，兩個(gè)鎢精礦樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果分別是99.74％和100.57％，效果良好。

3 結(jié)論

在15％鹽酸介質(zhì)條件下，WO3、Fe、Mn、Ca、SiO2、Sn、Bi、Sb、M0O3、Pb、Cu、Zn均不干擾砷的測(cè)定。

此法具有快速簡(jiǎn)便、靈敏度高、結(jié)果準(zhǔn)確的特點(diǎn)。

［1］全國(guó)有色標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T6150-19-1985鎢精礦化學(xué)分析方法［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1985.

［2］王國(guó)順，郭偉強(qiáng).均勻設(shè)計(jì)法：化學(xué)分析手冊(cè)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2000：633-636.

［3］北京礦冶研究總院.礦石中及有色金屬分析手冊(cè)［M］北京：冶金工業(yè)出版社，1990.