氢化物发生-原子荧光光谱法测定岩芯中锡的含量

2019-12-27陈殿耿蒯丽君

中国无机分析化学 2019年6期

陈殿耿刘冰方迪蒯丽君

(1北矿检测技术有限公司，北京102628；2中恒诺贵金属检测有限公司，山东烟台265400)

前言

中国是世界上锡矿资源最丰富的国家，储量和产量均居世界首位[1]，由于多年来对资源的不合理开发利用等问题，我国锡矿资源储量呈下降状态，已从出口国转变为净进口国。这就要求中国加大锡矿资源地质勘查力度。在锡矿勘察中，要确定矿石品位、圈定矿体界线和计算矿山储量，需要对钻探得到的岩芯样品中锡含量进行化学分析。

锡的测定方法主要有滴定法[2]、分光光度法[3]、极谱法[4]、氢化物发生-原子荧光光谱法[5]、电感耦合等离子体发射光谱法[6]、电感耦合等离子体质谱法[7]等。其中氢化物发生-原子荧光光谱法具有灵敏度高、干扰少、线性范围宽和操作简单快捷等优点[8-9]。在大量实验的基础上，研究了以氢化物发生-原子荧光光谱法测定岩芯样品中锡，方法简便、快速，能够满足测定要求。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

AFS-9750全自动双道氢化物发生-原子荧光光谱仪(北京海光仪器公司)，锡空心阴极灯。

锡标准储备溶液(500 μg/mL，国家钢铁材料测试中心)。

锡标准溶液(2.00 μg/mL)：由锡标准储备溶液逐级稀释得到。

硼氢化钾溶液(25 g/L)：称取25.00 g硼氢化钾，加入到预先溶有5 g氢氧化钾的1 L水溶液中，混匀，现用现配。

硫脲-抗坏血酸溶液(50 g/L)。

1.2 实验方法

称取0.2～0.5 g(精确至0.000 1 g)样品于25 mL高铝坩埚中，加入3 g过氧化钠，搅拌均匀。置于马弗炉内，在 700 ℃ 熔融 10 min，取出冷却。将坩埚置于250 mL烧杯中，加沸水浸取熔块，加10 mLHC1 提取，转移至50 mL容量瓶中，冷却后定容、摇匀。根据样品中锡含量分取适量溶液于50 mL容量瓶中，加入5 mL硫脲-抗坏血酸溶液和2.5 mL盐酸，以水定容，摇匀。随同样品做空白实验。

2 结果与讨论

2.1 仪器工作条件的选择

通过实验确定了的仪器最佳工作条件：负高压300 V、灯电流80 mA、载气流量400 mL/min、屏蔽气流量1 000 mL/min、原子化器温度200 ℃、原子化器高度10 mm、读数时间16 s、延迟时间4 s。

2.2 硼氢化钾浓度的选择

研究了以不同浓度的硼氢化钾为还原剂对100.00 ng/mL锡荧光强度的影响(见图1)。结果表明，锡的荧光强度会随着硼氢化钾浓度的增加而增加，当硼氢化钾浓度低于15 g/L时，锡的荧光强度很低，不能满足测定要求；硼氢化钾浓度在20～30 g/L时，锡的荧光强度大且稳定；而当硼氢化钾浓度超过30 g/L时，由于产生的氢气量越来越大，降低了测定结果的重现性。实验选择25 g/L硼氢化钾溶液作为还原剂。

图1 硼氢化钾浓度对锡的荧光强度的影响Figure 1 Effect of potassium borohydride on fluorescence intensity of tin.

2.3 溶液酸度的选择

锡形成氢化物的酸度范围很窄[10]，研究不同浓度的盐酸对100 ng/mL锡荧光强度值的影响(见图2)。实验表明,盐酸的浓度在0%～20%之间变化，锡的荧光强度先增强后减弱,其中盐酸浓度在5%时，锡的荧光强度最大。实验选择5%盐酸作为测定溶液酸度。

图2 盐酸浓度对锡的荧光强度的影响Figure 2 Effect of acidity on fluorescence intensity of tin.

2.4 载流酸度的选择

载流酸度也能影响锡形成氢化物的酸度，实验中选择载流与待测溶液酸度保持一致，选择5%盐酸作为载流。

2.5 共存元素的影响

对于锡的原子荧光光谱法测定,加入硫脲-抗坏血酸能够消除大部分元素的干扰。实验表明,铜、铅、锌、镉、铁、钴、镍、铝、锰、硅、砷、铋200倍以下无干扰，硒、锑、汞20倍以下无干扰，大量的钾、钠对锡测定无影响。

2.6 工作曲线绘制

分别移取0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL锡标准溶液(2.00 μg/mL)于50 mL容量瓶中，加入5 mL硫脲-抗坏血酸溶液和2.5 mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀。在原子荧光光谱仪上测定锡的荧光强度，绘制工作曲线。实验结果表明 :锡在0～100 ng/mL之间线性关系良好，线性相关系数为0.999 6。