一种密闭微波消解原子荧光光谱法测定工业粗铅中杂质元素铋的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高纯度金属中痕量元素分析领域技术领域，具体是一种密闭微波消解 原子荧光光谱法测定工业粗铅中杂质元素铋的方法。
【背景技术】
[0002] 从铅塔下延部排出的铅、铁较高的馏余锌进入精炼炉恪析，使铅、锌、铁等杂质元 素分离。在790°C以上，锌和铅能以任何比例相互溶解为均质合金。当温度低于790°C时，液 态铅锌合金分为两层，上层是含有少量铅的锌，下层是含有少量锌的铅，而且随着温度的降 低，上层的含锌量越来越高，锌在上层不断富集;同理，下层的铅含量也逐渐增加。只要控制 适当温度，便使锌和铅分离，从而上层形成B#锌，下层为粗铅。由于铅含有杂质元素，影响铅 的性质，使铅的硬度增加，韧性降低，对某些试剂的抗蚀性能减弱，使之不适于工业应用。用 这样的粗铅去制造铅白、铅丹时，也不能得到纯净的产品，因而降低了铅的使用价值。所以， 对粗铅中杂质元素进行快速、准确的分析非常重要。
[0003] 目前对粗铅中杂质元素的测定方法，通过查阅大量的文献资料，检索到有中华人 民共和国有色金属行业标准YS/T248.9-2007《粗铅化学分析方法铋量的测定火焰原子吸收 光谱法》，《中国无机分析化学》20133(4)沈琳、孙福红、栾海光发表的文章《电感耦合等离子 体原子发射光谱法测定粗铅中〇!^ 3、513、814种元素》，白银有色集团股份有限公司发明的 专利中对工业粗铅中砷、锑的含量测定有较好的结果。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种密闭微波消解原子荧光光谱法测定工业 粗铅中杂质元素铋的方法，以解决现有技术没有针对粗铅中痕量元素铋专门的检测方法。
[0005] 本发明解决技术问题的技术方案为:提供了一种密闭微波消解原子荧光光谱法测 定工业粗铅中杂质元素铋的方法，所属方法包括如下步骤。
[0006] 溶液制备。
[0007] 硝酸（1 · 0):pi · 42g/ml:优级纯。
[0008] 盐酸（1 · 1) :pl · 19g/ml:优级纯。
[0009] 硫脲一抗坏血酸溶液（1.2):分别称取5g优级纯硫脲、5g优级纯抗坏血酸，溶于 100ml烧杯中，溶解完全后，混匀，使用时再进行配置。
[0010] 硼氢化钾溶液（1.3):称取0.5g氢氧化钾溶于100ml烧杯中，再称取2g硼氢化钾于 烧杯中，溶解完全后，稀释至刻度，混匀，使用时再进行配置。
[0011] 载流溶液（1.4):在500ml烧杯中，加入300ml水，再加入50ml盐酸（1.1 )，稀释至刻 度，混匀，冷却至室温。
[0012] 硝酸（1.5):将50ml硝酸（1.0)加入100ml烧杯中，再加入50ml水，混匀。
[0013] 硝酸（1.6):将2ml硝酸（1.0)加入100ml烧杯中，再加入50ml水，混匀。
[0014] 铋标准溶液A:准确称取1. OOOOg高纯铋，放入250ml烧杯中，加入20ml硝酸（1.5); 盖上表皿，加热烧杯，待烧杯内铋完全溶解，微沸后即可去除氮氧化物;取下烧杯，冷却至室 温，将烧杯中的溶液移入1 〇〇〇ml容量瓶中，加入硝酸(1.6 )，稀释至刻度，混匀。
[0015] 铋标准溶液B:将10ml铋标准溶液A放入100ml容量瓶中，用载流溶液（1.4)稀释至 刻度，混匀。
[0016] 铋标准溶液C:将10ml铋标准溶液B放入100ml容量瓶中，用载流溶液（1.4)稀释至 刻度，混匀。
[0017] 铋标准溶液D:将10ml铋标准溶液C放入100ml容量瓶中，用载流溶液（1.4)稀释至 刻度，混匀。
[0018] 铋标准溶液E:将10ml铋标准溶液D放入100ml容量瓶中，用载流溶液（1.4)稀释至 刻度，混匀。
[0019] 取样和制样。
[0020] 工业粗铅按照已颁布的国家标准方法进行取样，称取5.0g试样。进一步而言取样 和制样步骤中，称取试样精确至O.OOOlg。
[0021] 制备试样溶液。
[0022] a将称取的粗铅样肩放入聚四氟乙烯消解罐内，加入15ml硝酸(1.0)，拧紧罐盖。 [0023] b将消解罐内置入微波消解仪内，从一档至三档（0.5Mpa，3min ; 1. OMPa，2min ; 2.0MPa，lmin)定时梯度加压消解，消解完毕，取出消解罐，冷却后开罐。
[0024] c将消解罐中的溶液移入100ml容量瓶中，用水冲洗消解罐，将消解罐残留的液体 一同移入容量瓶中，加入l〇ml盐酸（1.1)，定容，摇匀。
[0025] d分取步骤c制备的上清溶液10ml于100ml容量瓶中，加入35ml浓度50 %的盐酸、 l〇ml硫脲一抗坏血酸溶液(1.2)，定容、混勾。
[0026] e测定步骤d之后获得溶液的荧光强度。
[0027]制备参照溶液。
[0028] a向聚四氟乙烯消解罐内，加入15ml硝酸(1.0)，拧紧罐盖。
[0029] b将消解罐内置入微波消解仪内，从一档至三档（0.5Mpa，3min ; 1. OMPa，2min ; 2.0MPa，lmin)定时梯度加压消解;消解完毕，取出消解罐，冷却后开罐。
[0030] C将消解罐中的溶液移入l〇〇ml容量瓶中，用水冲洗消解罐，将消解罐残留的液体 一同移入容量瓶中；分别加入铋标准溶液、35ml浓度50%的盐酸、10ml硫脲一抗坏血酸溶液 (1.2)，定容、混匀，静置30min。
[0031 ] d测定步骤c之后获得溶液的荧光强度。
[0032] 铋标准溶液分别为:铋标准溶液A、铋标准溶液B、铋标准溶液C、铋标准溶液D或铋 标准溶液E。
[0033] 绘制工作曲线。
[0034] 采用原子荧光光谱仪，选择铋的空心阴极灯，依次测定参照溶液中铋的荧光强度， 以铋的质量浓度为横坐标，以铋的荧光强度为纵坐标，绘制工作曲线;仪器在检测时通入硼 氢化钾(1.3)。
[0035] 测定试样溶液中元素铋的质量浓度。
[0036] 采用原子荧光光谱仪，选择铋的空心阴极灯，测定试样溶液中铋的荧光强度，用试 样溶液中元素铋的荧光强度在相应的工作曲线上查出相应元素铋的质量浓度;仪器在检测 时通入硼氢化钾（1.3)。
[0037] 计算测量结果，得到试样中元素铋的含量。
[0038] 按下式计算试样中元素铋的质量百分数w，数值以％表示： 胃=.、心晏、|二励 [_ 10 m X- 100
[0040]式中：P:测定试样溶液中元素铋的质量浓度，单位为每毫升微克;v:测定试样溶液 体积，单位毫升;m:试样质量，单位克。
[0041]测定元素铋的原子荧光光谱仪的工作条件如下:光电倍增管负高压300V;原子化 器温度200°C ;原子化器高度8.0mm;载气流量400ml/min;屏蔽气流量800ml/min;灯电流 60mA;读数时间15s;延迟时间1 s;测量方式标准曲线法;读取方式峰面积;重复2次。
[0042]本发明包括如下有益效果。
[0043] 1制备试样溶液步骤d中选用35ml浓度为50%的盐酸可以有效保证待测元素发生 氢化反应，同时还能降低空白值低。
[0044] 直接影响待测元素被还原程度的因素是酸介质及酸度。当待测元素处于一定的价 态，才易于氢化反应的发生。待测元素处于高价态时，不易形成氢化物气体。因此待测元素 被还原程度影响方法的灵敏度及准确度。为找到最佳硫酸取用体积，移取铋标准溶液各0.1 yg于100mL容量瓶，分别加入0、15、20、25、30、35、40、451111浓度为50%的盐酸定容、混匀，测 定荧光强度，可得到表1所示结果。
[0045] 表 1 LUU4/J 田衣1 口」知，艿敢住但。
[0048] 2在兼顾效率与效果的基础上，还原时间选择30min，可取得较为稳定的荧光强度。
[0049] 移取铋标准溶液各O.lyg于100mL容量瓶，加入35ml浓度为50%的盐酸，定容、混 匀，分别在放置5、15、25、30、40、60、120min时，测定荧光强度。由表2结果可知，还原时间太 短，待测元素不能完全被还原，荧光强度较低，甚至不稳定。放置30min以上铋的荧光强度基 本稳定，本发明在室温条件下，选择30min为最佳条件预还原时间（室温较低时，适当延长预 还原时间）。
[0050]表 2
L，z」 J測WKi评L··疋双术取灯〇
[0053]硼氢化钾作为还原剂和氢火焰的氢来源，其浓度影响氢化物生成过程和氩氢焰。 当硼氢化钾浓度过低时，待测元素还原不完全，使荧光强度降低;硼氢化钾浓度过高时，过 量的硼氢化钾与盐酸反应产生的氢气稀释了氢化物的浓度，导致荧光猝灭，火焰不稳定，重 现性变差。
[0054] 移取铋标准溶液各O.lyg于100mL容量瓶，加入35ml浓度为50%的盐酸，定容、混 匀，测定荧光强度。由表3可知硼氢化钾浓度为20g/L为最佳条件。
[0055] 表 3
LUU5/」4腧脲一杌孙皿酸（1.2) A以泪除钳.体对铋的影啊。
[0058] 按照本发明方法，移取铋标准溶液各0. lyg于100mL容量瓶，加入不同量的铅基体 进行干扰试验，如表4所示当铅基体的含量高于500ug/L时，对铋的测定有影响。
[0059] 表 4
LUU&I」 便用恤脲一沉孙皿酸（卩衣b所不，钳盎1本十杌盎不排除。
[0062]表 5 「nnWI
[0064] 为了保证还原完全及掩蔽金属离子的需要，本发明选择10mL硫脲一抗坏血酸溶液 (50g/L~50g/L)为掩蔽铅基体最佳条件。
[0065] 5硫脲一抗坏血酸（1.2)可以消共存元素对铋的影响。
[0066]按照本发明的方法，对工业粗铅中主要共存元素(所有元素均配制成20μg/ml的盐 酸溶液，银配制成硝酸盐溶液)进行干扰测定，测定结果见表6。
[0067]表 6
[0069] 工业粗铅中共存元素48、511、〇1小6^8对铋的测定有干扰，可通过加入硫脲--抗坏 血酸（1.2)可消除干扰。
【具体实施方式】
[0070] 以下结合具体实验对本发明做进一步说明。
[0071] 本发明涉及精确检测，共选取4种代表样品，分别标记为1#、2#、3#、4#，对4种样品 分别按照下述方法检测，检测结果见表7。
[0072] 溶液制备。
[0073]硝酸（1 · 0):Pi · 42g/ml:优级纯。
[0074]盐酸（1 · 1) :P1 · 19g/ml:优级纯。
[0075] 硫脲一抗坏血酸溶液（1.2):分别称取5g优级纯硫脲、