呂紅(烏魯木齊天山星貴金屬冶煉有限公司 烏魯木齊830000)
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乙酸乙酯萃取-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜測定成品金錠中的痕量元素
呂紅
(烏魯木齊天山星貴金屬冶煉有限公司烏魯木齊830000)
摘要通過研究并建立了在同一體系中經(jīng)溶劑萃取后用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜測定成品金錠中31種雜質(zhì)元素的方法。儀器檢測限為0.0005~0.0798 μg/mL,方法檢測限為0.2~1.0 μg/mL。改進(jìn)后分析結(jié)果更加精確,提高了實驗室分析水平,縮短了工作時間、減小勞動強(qiáng)度、減少污染。
關(guān)鍵詞電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜成品金錠雜質(zhì)元素乙酸乙酯萃取介質(zhì)
目前,在國內(nèi)和國際尚無統(tǒng)一的成品金錠中化學(xué)分析方法,有關(guān)成品金錠中雜質(zhì)元素分析的文獻(xiàn)報道很少,為了滿足上海交易所對我單位所生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)金錠的認(rèn)證,以及樣品仲裁檢驗金分析的需要,為我公司成品金錠分析提供技術(shù)保證。
通過多次反復(fù)的實驗,最終使用乙酸乙酯萃取-電感耦合等離子體原子發(fā)射(ICP-7000DV)測定成品金錠的方法。該方法是在潔凈的環(huán)境中,采用乙酸乙酯分離金基體,水相濃縮后定容到一定酸度的鹽酸介質(zhì)中,用ICP進(jìn)行測定。該方法檢測限低、精密度好,能夠用于成品金錠中31中雜質(zhì)元素的分析測定,因為上交所目前只要求6種(銀、銅、鐵、鉛、銻、鉍)雜質(zhì)元素進(jìn)行分析,本文只討論這6種元素的結(jié)果。
1.1儀器及工作參數(shù)
美國PE公司Optima 7000DV電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜。
光譜儀工作參數(shù):高頻功率1150 W;霧化器實際壓力283 kPa;棱鏡溫度27.39℃;檢測器溫度-8.43℃;光控制器板溫度37.09℃。
1.2試劑及標(biāo)準(zhǔn)溶液
1.2.1鹽酸:優(yōu)級純(ρ 1.19 g/mL)。
1.2.2硝酸:優(yōu)級純(ρ 1.42 g/mL)。
1.2.3硝酸:(1+1)優(yōu)級純。
1.2.4鹽酸:(1+1)優(yōu)級純。
1.2.5鹽酸:(1 mol/L)優(yōu)級純。
1.2.6鹽酸:(1+9)優(yōu)級純。
1.2.7稀王水:硝酸(1.2.2)∶鹽酸(1.2.1)∶水=1∶3∶3
1.2.8乙酸乙酯。
1.2.9高純水:本實驗室用的水都是高純水。
1.2.10銀標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液:稱取0.1000g銀(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≮99.95%)于100 mL燒杯中,加5 mL硝酸(1.2.3),加熱溶解,移入100mL容量瓶中,加入60mL鹽酸(1.2.1),以水稀釋至刻度,混勻。此溶液1mL含1mg銀。
1.2.11銅標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液:稱取1.0000 g金屬銅(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≮99.95%)于200 mL燒杯中,加10 mL硝酸(1.2.3),低溫加熱溶解,冷卻至室溫,移入500 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。此溶液1 mL含2mg銅。
1.2.12鐵標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液:稱取1.0000 g金屬鐵(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≮99.95%)于200 mL燒杯中,先用水潤濕,加20 mL鹽酸(1.2.4),低溫加熱溶解,移入500 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。此溶液1 mL含2 mg鐵。
1.2.13鉛標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液:稱取1.0000 g金屬鉛(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≮99.95%)于200 mL燒杯中,加20 mL硝酸(1.2.3),低溫加熱溶解,移入500 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。此溶液1 mL含2 mg鉛。
1.2.14鉍標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液:稱取1.0000 g金屬鉛(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≮99.95%)于200 mL燒杯中,加20 mL硝酸(1.2.3),低溫加熱溶解,移入500 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。此溶液1 mL含2 mg鉍。
1.2.15銻標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液:稱取0.1000 g金屬銻(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≮99.95%)于100 mL燒杯中,加20 mL混合酸(1.2.7),低溫加熱溶解,冷卻至室溫,用鹽酸(1.2.4)移入100 mL容量瓶中,并稀釋至刻度,混勻。此溶液1 mL含1 mg銻。
1.2.16銀標(biāo)準(zhǔn)溶液:準(zhǔn)確移取銀標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液(1.2.10)10.00 mL于100 mL容量瓶中,用鹽酸(1.2.4)稀釋至刻度,混勻。此溶液1mL含100 μg銀。
1.2.17銅、鐵、鉛、銻、鉍混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:分別移取銅、鐵、鉛、鉍貯存溶液(1.2.11~1.2.14)5.00 mL,移取銻標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液10.00 mL于100 mL容量瓶中,用鹽酸(1.2.6)稀釋至刻度,混勻。此溶液1mL含100 μg銅、鐵、鉛、銻、鉍。
1.3分析步驟
⑴按表1稱取試料置于100 mL燒杯中。
⑵按表1加入混合酸(1.2.7),蓋上表面皿,低溫加熱使試料完全分解,低溫蒸發(fā)至試液顏色呈棕褐色(冷卻后不能析出單體金),打開表面皿揮發(fā)氮的氧化物,冷卻至室溫。
⑶用鹽酸(1.2.5)洗滌表面皿并將試液移入125 mL分液漏斗中,并用鹽酸(1.2.5)稀釋體積至30 mL。
⑷加入20 mL乙酸乙酯,振蕩60 s,靜置分層,水相放入另一分液漏斗中,有機(jī)相加入2 mL鹽酸(1.2.5),輕輕振蕩20 s,靜置分層,水相合并(保留有機(jī)相回收金)。
⑸合并后的水相按1.4.5重復(fù)操作一次,靜置分層后的水相均放入原燒杯中制成試液。
⑹低溫將試液蒸發(fā)至約3 mL,冷卻至室溫,用鹽酸移入50 mL的容量瓶中并稀釋至刻度,搖勻。
⑺在電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀上,測量被測元素的譜線強(qiáng)度,扣除空白值,從工作曲線上確定被測元素的質(zhì)量濃度。
1.4工作曲線的繪制
⑴標(biāo)準(zhǔn)使用溶液:準(zhǔn)確移取0.00 mL、1 .00 mL、3.00 mL、5.00 mL、10.00 mL銀(1.2.16.1)和銅、鐵、鉛、銻、鉍混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(1.2.16.2)于1組洗凈的100 mL容量瓶中,用鹽酸(1.2.6)稀釋至刻度,搖勻。此溶液1 mL分別含0 μg/mL、1 μg/mL、5 μg/mL、10 μg/ mL、銀、銅、鐵、鉛、鉍、銻。
⑵在與試料測定相同條件下,測量標(biāo)準(zhǔn)溶液中各種元素的強(qiáng)度。以各被測元素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),譜線強(qiáng)度為縱坐標(biāo)繪制工作曲線。
按下式計算各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω(X):
式中:X為被測元素;ρ為試液中雜質(zhì)元素的質(zhì)量濃度,μg/ mL;V為試液的總體積,mL;M為試料的質(zhì)量,g。
表1
表2
3.1萃取溶劑
純金雜質(zhì)元素分析中,金基體的分離采用液-液分配方式,溶劑為有機(jī)試劑,從萃取劑的成本、毒副作用以及選擇性等多方面考慮,本實驗室選擇了乙酸乙酯作為萃取溶劑來分離金基體。實驗證明,乙酸乙酯對金具有良好的選擇性,而對于其它金屬元素卻基本不溶解,這正是我們所希望的結(jié)果。
3.2萃取酸度
萃取酸度是指萃取時水相的介質(zhì)酸度。本實驗中,萃取所用的酸為鹽酸。對于部分雜質(zhì)元素,當(dāng)萃取酸度發(fā)生改變時,它們在兩相中的分配比例將隨之發(fā)生改變,只有在合適的酸度下,它們在有機(jī)相的溶解度才可以忽略不計。本實驗考察了1 mol/L; 2 mol/和3 mol/L不同酸度下雜質(zhì)元素在兩相中的分配情況,結(jié)果以加入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)回收率為衡量指標(biāo)。經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn),大部分雜質(zhì)元素的加入標(biāo)準(zhǔn)
表3 不同鹽酸濃度下的萃取結(jié)果
在乙酸乙酯分離金基體后,利用ICP能夠進(jìn)行成品金錠中雜質(zhì)含量的分析測試相比較原子吸收而言:結(jié)果更加精確,提高了實驗室分析水平,縮短了工作時間、減小勞動強(qiáng)度、減少污染。
兩種儀器的工作時間、最低檢測值的比較見表4。
表4 兩種儀器的工作時間、最低檢測值的比較
參考文獻(xiàn)
[1]陳永紅,陳菲菲,黃蕊,等.乙酸乙酯萃取-ICP-AES測定高純金中的痕量雜質(zhì)[J].黃金,2009,30(7):54-57.
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[3]長春國家金銀質(zhì)檢中心GB/T11066.8-2009金化學(xué)分析方法.
[4]沈陽國家金銀質(zhì)檢中心GB/T11066.8-2009金化學(xué)分析方法.
收稿:2015-01-26
DOI:10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.02.027