用次灵敏线火焰原子吸收分光光度法测定含铜物料中高含量铜_李功顺.pdf

2008 年 10 月 October 2008 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 27，No． 5 395 ～396 收稿日期 2007- 11- 16; 修订日期 2008- 02- 19 作者简介 李功顺 1954 － ， 男， 四川郫县人， 高级工程师， 主要从事原子吸收光谱分析测试技术工作。E- mail changjiu118 sina． com。 文章编号 02545357 2008 05039502 用次灵敏线火焰原子吸收分光光度法测定含铜物料中高含量铜 李功顺 核工业二八○研究所，四川 广汉618300 摘要 利用铜的原子吸收光谱次灵敏线 249． 20 nm， 并适当偏转燃烧器角度， 原子吸收分光光度法测定含铜 物料中的高含量铜。试验了铜的原子吸收光谱次灵敏线、 试液酸度、 可能共存元素等因素对高含量铜测定的影 响。对含铜为400 μg/mL 的标准溶液进行11 次连续测定， 方法精密度 RSD 为0． 82。对铜含量不高于75的 铜精矿、 海绵铜和铜泥等样品中铜进行测定， 结果与其他方法吻合。 关键词 次灵敏线; 原子吸收分光光度法; 铜; 铜物料 中图分类号 O657． 31; O614． 121文献标识码 B Flame Atomic Absorption Spectrophotometric Determination of High- content of Copper in Copper Materials Using Sub- sensitive Spectral Line LI Gong- shun No．280 Research Institute，China National Nuclear Corporation，Guanghan618300，China AbstractA for the determination of high- content of copper in copper materials by flame atomic absorption spectrophotometry using sub- sensitive spectral line at 249． 20 nm is reported in this paper． The effects of sub- sensitive spectral line， acidity of testing solution， co- existent metallic elements on the determination of Co were studied． The precision test was implemented for standard solution with Cu concentration of 400 μg/mL with precision of better than 0． 82RSD n 11 ． The has been applied to the determination of copper in copper concentrate，copper sponge and copper sludge，in which the copper content is less than 75． The results are in good agreement with those by other s． Key words sub- sensitive spectral line; flame atomic absorption spectrophotometry; copper; copper material 铜精矿是开采出来的铜矿石， 经过化学选冶后成为含铜量 较高的矿石。铜泥和海绵铜或是铜矿经浸出、 铁屑置换沉淀工 艺法得到的含铜产品 ［ 1 ］; 或是在有色金属采选及冶炼［ 2 ］、 合成 氨、 电解、 电镀等生产过程中产生的含铜废物经酸浸出、 铁屑置 换、 沉淀过滤得到的副产品。依据沉淀物形状的不同， 俗称为 铜泥或海绵铜， 主要成分是金属铜、 硫酸铜及金属铁 ［ 3 ］。铜精 矿、 铜泥和海绵铜都是十分重要的炼铜原料。 含铜物料中高含量铜的测定， 通常采用容量法或极谱 法 ［4 ］; 但干扰较多， 流程较长。为了快速简便地测定高含量 铜， 分别有人试验了用低灵敏度比色法测定铜合金中铜 ［5 ］; 次灵敏线原子吸收光谱法测定高铜饲料添加剂及浓缩饲料 中的铜 ［6 ］; 电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铜 － 镍 － 砷高合金渣中的铜 ［7 ］; 定量络合大部分铜， 然后加入显色 剂比色测定剩余铜的减量分光光度法测定高含量铜 ［8 ］ ; 差 示分光光度法测定高含量铜 ［9 ］; 火焰原子吸收光谱法测定 铜合金中高含量铜 ［10 ］。用原子吸收分光光度法直接测定 铜精矿、 铜泥和海绵铜中高含量铜的报道不多。 本文利用铜的原子吸收光谱次灵敏线并适当偏转燃烧 器角度， 测定铜精矿、 铜泥和海绵铜等物料中的高含量铜。 试验了铜的原子吸收光谱次灵敏线、 试液酸度、 可能共存元 素等因素对高含量铜测定的影响。对铜含量不高于 w 75 质量分数， 下同 的铜精矿、 铜泥和海绵铜等样品 中的铜进行了测定， 结果与其他方法吻合。 1实验部分 1． 1仪器及工作条件 GGX －9 型原子吸收分光光度计 北京地质仪器厂 ， 其工作条件为 铜次灵敏线 249. 20 nm， 灯电流 3 mA， 狭缝 0. 2 nm， 空气 － 乙炔火焰比例 5 ∶ 1。根据仪器灵敏度适当 调整偏转燃烧器角度 约 15 。 1． 2标准溶液 铜标准溶液 ρ Cu 1.000 mg/mL 0.75 mol/L HNO3 。 1． 3实验方法 配制 Cu 含量范围为 0 ～400 μg/mL 标准溶液系列 酸度 为0.75 mol/L HNO3 。于次灵敏线249.20 nm 波长处， 用0.75 mol/L HNO3调节吸光度零点， 将标准溶液系列依次喷入火焰 中， 根据仪器灵敏度适当调整偏转燃烧器角度 约 15 ， 以不 扣背景方式测量其吸光度。 2结果与讨论 2． 1线性范围与吸收波长选择 原子吸收光谱法测量低含量的铜时， 一般应选择最灵 593 ChaoXing 敏线 324. 8 nm; 但是测量较高含量的 Cu 时， 应选择次灵敏 线， 配合适当偏转燃烧器角度， 能扩大测量浓度范围， 可减 少试样不必要的多次稀释操作， 降低测量结果的误差 ［11 ］。 从测量对象的实际出发， 本文对铜次灵敏线327. 39 nm 和 249. 20 nm 分别进行了线性浓度范围试验。从图 1 可以 看出， 使用 Cu 次灵敏线 327. 39 nm 测量， 良好的线性浓度 范围仅为 0 ～50 μg/mL， 50 ～100 μg/mL测量区间已不呈线 性， 不适宜 Cu 含量在 30 以上的样品测量; 使用 Cu 次灵 敏线 249. 20 nm 测量， Cu 浓度在 0 ～ 400 μg/mL 有良好的 线性关系。在样品质量称取、 试液稀释体积等操作容易控 制的条件下， 能够测量含铜物料中 30 以上的 Cu， 满足日 常实际生产的需要。 图 1不同吸收波长测量的铜标准曲线 Fig．1Calibration curves of Cu at different absorption wavelength 2． 2酸介质的影响 以蒸馏水调节吸光度零点， 分别试验了 HCl、 HNO3、 王水 等常用无机酸对测定 200 μg/mL Cu 的影响。从图 2 可以看 出， φ 10以内的 HCl、 HNO3、 王水等常用无机酸对测定基本 无影响。考虑到实际生产中操作的方便和酸对仪器燃烧头的 侵蚀程度， 本法选用5的 HNO3介质。 图 2酸种类和酸浓度对铜测定的影响 Fig．2The effects of different acids and concentration on Cu determinations 2． 3可能共存元素的影响 鉴于测量的含铜物料为海绵铜或铜泥， 其中一般都含较大 量的 Fe 以及 Pb、 Zn、 Co、 Ni 等， 所以本文有针对性地试验了这 些可能共存元素对 Cu 测量的干扰。结果表明， 1000 μg/mL Fe2O3、 500 μg/mL Pb、 500 μg/mL Zn、 150 μg/mL Co、 200 μg/mL Ni、 250 μg/mL Cd、 200 μg/mL Mn 分别对 100 μg/mL Cu 的测 量没有影响; 含 500 μg/mL Fe2O3、 200 μg/mL Pb、 200 μg/mL Zn 的混合液对100 μg/mL Cu 的测量没有影响。 2． 4精密度和准确度 对含Cu 为400 μg/mL 的标准溶液进行了11 次连续测量， 吸光度的平均值为 0.328， 精密度 RSD 为 0.82。用本法分 别测定铜精矿标准样、 海绵铜和铜泥样品中 Cu 的含量， 表1 结 果表明， 测定值与其他方法吻合。 表 1准确度试验 Tabel 1Accuracy test of the 样品 w Cu / 其他方法测定值①本法测定值 铜精矿 YTR －910321. 6921. 62 海绵铜 168. 36 68. 48 海绵铜 265. 25 65. 14 铜泥 174. 82 74. 53 铜泥 270. 33 70. 47 ① 其他方法测定值 铜精矿为中国有色金属工业总公司标准样结果; 海绵 铜 1为成都综合岩矿测试中心提供; 海绵铜 2、 铜泥 1、 铜泥 2为碘量 法结果。 3样品分析 视样品中 Cu 的含量称取 0. 1000 ～ 0. 250 0 g 样品于 150 mL 烧杯中， 加少许水润湿， 加 10 mL 12 mol/L HCl， 盖 上表面皿后于低温加热溶解 10 ～ 15 min， 待可能存在的硫 化物分解完全后加 3 ～5 mL 15 mol/L HNO3， 继续加热处理 至溶解完全， 蒸发至湿盐状， 加 12 mL 15 mol/L HNO3， 用约 20 mL蒸馏水冲洗烧杯内壁及表面皿， 加热煮沸， 使可溶盐 溶解。取下冷却后移入 250 mL 容量瓶中， 用蒸馏水定容， 摇匀， 待澄清或过滤后测定。以不扣背景测量方式， 用 0. 75 mol/L HNO3调节吸光度零点， 将标准溶液系列依次喷入火 焰中， 根据仪器灵敏度适当调整偏转燃烧器角度 约 15 ， 使 0 ～400 μg/mL Cu 的标准曲线呈良好的线性关系， 然后 依次喷测标准溶液系列和待测样品溶液的吸光度， 随样品 分析带过程空白， 用标准曲线法计算 Cu 的含量。 4参考文献 ［ 1］冶金常识编写组． 铜与镍 修订本 ［M］ ． 北京 冶金工业 出版社， 1972 29． ［ 2］毛银海， 徐怡珊． 铜矿酸性废水氧化钙中和处置装置的改造 ［J］ ． 化工环保， 2003， 23 5 287 －290． ［ 3］夏建华． 杂矿对闪速熔炼的影响及对策［J］ ． 矿冶， 2000， 9 2 49 －53． ［ 4］岩石矿物分析编写组． 岩石矿物分析 第一分册 ［M］． 3 版． 北京 地质出版社， 1991 117， 411 －414． ［ 5］罗观平． 铜合金中铜的快速测定［ J］ ． 岩矿测试， 1988， 7 4 334 －335． ［ 6］邓世林， 李新凤， 邓富良， 黄勇． 用次灵敏线原子吸收法测定高 铜预混合饲料和浓缩饲料中铜［ J］ ． 饲料研究， 2002 5 27． ［ 7］梁荣选， 杨桂珍， 杨建男． 电感耦合等离子体原子发射光谱法 测定铜 － 镍 － 砷高合金渣中铜镍砷［J］ ． 冶金分析， 2007， 27 9 67 －69． ［ 8］孙玉芹， 成永强， 石生勋， 王福， 孙立彪． 减量分光光度法测定 高含量铜［ J］ ． 光谱实验室， 2007， 24 3 419 －422． ［ 9］王正模． 高含量铜的差示分光光度法［J］ ． 冶金分析， 1987， 7 4 69 －70． ［ 10］邵企容， 华龙远． 火焰原子吸收法测定铜合金中高含量铜 ［J］ ． 冶金分析， 1984， 4 4 37 －39． ［ 11］魏复盛， 齐文启． 原子吸收光谱及其在环境分析中的应用 ［M］ ． 北京 中国环境科学出版社， 1988 35 －36． 693 第 5 期 岩矿测试 http ∥ykcs． i3t． com． cn/ 2008 年 ChaoXing