泡沫塑料富集- 原子吸收光谱法测定碲化铜中金含量

2022-08-03史静，陈成

山西冶金 2022年3期

史静，陈成

（铜陵有色金属集团控股有限公司技术中心，安徽铜陵 244101）

碲化铜是铜冶炼工艺下游处理铜阳极泥生产金银等贵金属工艺中，用铜粉置换湿法浸出处理时的副产品。碲化铜是黑色的晶体粉末，常温下在空气中比较稳定。碲化铜不仅是重要的无机材料，还是储存碲和铜资源的极好形式，同时也是下游企业精炼生产精碲的重要原料。作为以生产金银为主产品的企业，副产品中金银的含量高低是生产控制以及金属平衡中必须要把控的，所以碲化铜中金含量对于贸易结算和生产控制具有重要的意义。

目前，金含量的测定方法有火试金法[1-2]、分光光度法[3]、原子吸收光谱法[4-5]、重量法[6]等，众多检测机构多采用火试金重量法，而碲化铜样品无国家或行业标准分析方法。碲化铜中的铜、硒、碲等杂质元素含量较高，采用火试金过程中，会影响合粒从而给结果造成较大误差。而作为厂矿企业，金含量对生产控制的重要不言而喻，那么及时性更是必须的，所以从缩短检测周期、规范检测方法等多角度考虑，本次实验考虑以泡沫塑料吸附- 原子吸收光谱法检测金含量，可与火试金方法形成互补，用于日常快速检测。本文将试样经王水分解，在王水介质中以泡沫塑料吸附金的络合物[AuCl]4-后与其他高含量干扰元素分离，进而经硫脲洗脱，使用原子吸收光谱法测定金含量，结果满意。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

AA800 型原子吸收光谱仪（美国PE）：WinLab32 for AA 操作软件。

王水（现配现用）：在通风橱中，量取1 份体积的硝酸慢慢的倒入3 份体积的盐酸中，不断的用玻璃棒搅拌，待溶液温度降至常温，移入棕色试剂瓶，盖好盖子，贴好标签，备用。

盐酸（GR），硝酸（GR），硫脲（AR），三氯化铁（AR），三氯化铁溶液100 g/L，硫脲溶液2%。

金标准贮存溶液（Au 0.1 g/L）：称取0.100 0 g 金w（Au）≥99.99%于100 mL 烧杯中，加入20 mL 王水加热溶解后，移入装有50 mL盐酸、50 mL硝酸的1 000 mL 容量瓶中，以一级水稀释至刻度，混匀。

金标准溶液（Au10 μg/mL）：移取10.00 mL 金标准溶液贮存于100 mL 容量瓶中，加入10 mL 王水，以水稀释至刻度，混匀。

高纯氩气纯度>99.9%，实验用水均为超纯水。

1.2 仪器工作条件

乙炔气流量为1.5 L/min；空气流量为19 L/min；灯类型为空心阴极灯；灯电流为10 A；狭缝为0.7H；Au 分析谱线为Au242.8nm。

1.3 实验方法

1.3.1 样品前处理

称取10 g（精确到0.1 mg）样品置于250 mL烧杯中，加入60 mL 王水（1+2），在电热板上加热溶解，至体积50 mL 左右，取下冷却。将烧杯中试液转移至250 mL 聚乙烯塑料瓶，用纯水少量多次洗至150 mL刻度左右。

放入一块用1.0 mol/L 盐酸浸泡30 min，用水洗挤干的泡沫塑料，盖上盖子，设置振荡速度180 次/min，在振荡机上振荡90 min。取出泡沫塑料，用水洗净，挤干，放进25 mL比色管中，加入25 mL 硫脲溶液（2.0%），赶走气泡，在沸水浴中煮沸60 min，趁热用镊子反复挤压泡沫塑料、冷却、定容、待测。随同试样做空白试验。

1.3.2 标准溶液系列的配制

分别移取0、2.00、5.00、10.00、25.00 mL 金标准溶液于一组100 mL 容量瓶中，加入5 mL 盐酸、5 mL硝酸，用水稀释至刻度，摇匀。此标准溶液系列中金质量浓度分别为0、0.20、0.50、1.00、2.50 μg/mL。

1.3.3 结果计算

选用1.2 仪器工作条件，将金标准溶液系列和上述试液使用原子吸收测定，扣除空白强度，测定3 次，取平均值，从校准曲线上得到金的测定值，进而计算出碲化铜中金的含量。

金的含量以金的质量分数wBa计，数值以g/t 表示，按式（1）计算。

式中：ρ1为从校准曲线上查得的金质量浓度，μg/mL；ρ0为从校准曲线上查得的空白质量浓度，μg/mL；V 为溶液的总体积，mL；m 为称取试样的质量，g。

每个试样至少重复测定两次，取两次测定值的平均值作为测定结果。计算结果表示至小数点后两位。

2 试验结果

碲化铜样品经王水、（1+1）王水、（1+2）王水、（1+1）盐酸+浓硝酸溶解等多种混合试剂处理。发现采用（1+2）王水溶解的样品无明显颗粒物存在，且样品溶解的金含量达到最高值。后续就（1+2）王水溶解样品后的一系列影响因素进行了如下试验。

2.1 泡沫吸附震荡时间试验

采用1.3 实验方法，加入泡沫塑料吸附金时，需要震荡来提高吸附效率，震荡时间的长短对金的吸附有较大影响，分别选择30 min、60 min、90 min、120 min震荡时间进行试验，同时做空白试验。结果表明，当振荡时间为60 min 以下时，金含量偏低，说明在振荡时，没有吸附完全，当振荡时间为90 min 以上时，解析效率趋于稳定，数据重现性也很好。因此，震荡时间短吸附不完全，震荡时间长不利于节约时间成本。故我们选择的震荡时间为90 min。

2.2 最佳硫脲用量试验

硫脲对金具有很强的络合能力，因此我们通常选择硫脲作为含金泡塑的最好解脱剂。采用1.3 实验方法，在硫脲浸金时分别选择硫脲浓度为1.0%、2.0%、3.0%、4.0%进行解析试验，同时做空白试验。结果表明，用1%硫脲浓度解脱含金泡塑时，金含量最低。硫脲浓度在2%～4%范围内均能将金解脱完全，解析效率在99%以上。在既能保证金被完全解脱又考虑成本不致造成大量浪费的情况下，我们选择2%硫脲浓度作为解脱剂。

2.3 硫脲解析时间的试验

采用1.3 实验方法，在硫脲浸金时，分别选择硫脲解析时间为30 min、40 min、60 min、80 min 四个条件进行试验，同时做空白试验。结果表明，当解析时间30 min、40 min 时测定结果较低，说明在解析时，由于时间不够，没有解析完全，当解析时间60 min 时，解析效率最高，解析时间80 min 时解析效率偏低，可能解析时间长有挥发损失。因此，确定最佳的解析时间为60 min。

2.4 硫脲解析液酸度试验

硫脲对于金的检测会造成一定的影响，通常应当在酸性环境下进行，因为碱性环境硫脲呈现不稳定性状态。采用1.3 实验方法，在选择硫脲浸金时，分别加入0.0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%盐酸溶液，同时做空白试验。结果表明，盐酸介质浓度（质量分数）在0.5%～1.5%时，硫脲解析液均能定量解析金，盐酸介质浓度过大，解析液的解析效率有所下降，在不加盐酸介质的硫脲解析液也能定量解析金，且解析效率最好。因此我们选择不加盐酸介质的硫脲解析液。

2.5 仪器条件试验

仪器同样会对金的检查结果造成一定的影响，这就应当对仪器进行适当的调节，如助燃气比和灯电流等条件进行科学的调节，提高检测结果的准确性。由于仪器测定前会自动进行燃烧头高度、灵敏度等自校优化程序，故主要进行了乙炔/空气流量（L/min）、灯电流（A）参数实验。

在试验中，设定乙炔流量1.5 L/min、灯电流10 A，分别在空气流量21 L/min、20 L/min、19 L/min、18 L/min、17 L/min 下对0.5 μg/ml、1.0 μg/ml、2.5 μg/ml标准溶液进行测定，结果表明，空气流量值设定越小，火焰逐渐变红，测定中吸光度值不稳定，重现性差。所以选定空气流量为19 L/min。设定灯电流10 A、空气流量19 L/min，分别设乙炔流量1.2 L/min、1.5 L/min、2.0 L/min、2.5 L/min 进行实验测定，结果表明，乙炔流量设置越大，火焰越高，火焰抖动越厉害，从而导致吸光度值很不稳定，所以选定乙炔流量1.5 L/min。

3 试验结果讨论

3.1 共存元素对钡测定的影响

通过对大量试验数据的总结发现，碲化铜中共存元素的含量（质量分数）范围如下：铜，35%～40%；碲，30%～40%；硒，0.050%～0.10%；钯，0.07%～0.10%；砷，0.40%～0.50%；锑，0.0010%～0.10%；铁，0.050%～0.10%；铅，0.010%～0.10%。故碲化铜中主要干扰元素为铜、碲、铁、砷、铅、硒。按照实验方法经泡沫塑料吸附后，干扰元素除铜含量为0.001 2%以外，其余均<0.001%，基本对待测液中金无影响。

3.2 方法线性范围、检出限

工作曲线的绘制步骤与标准曲线相同，通过实验，发现在0～100 mg/L 范围内，工作曲线呈线性，其相关系数R 为0.999 9，所以方法的线性范围为0～100 mg/L。把仪器调试到正常的工作状态并保持稳定30 min，按样品前处理方式平行测定11 个空白试验，通过计算空白测定结果的3 倍标准偏差（3σ），得到该方法的检出限，结果为0.022 μg/mL。通过计算空白测定结果的6 倍标准偏差（6σ），得到该方法的测定下限，结果为0.043 μg/mL。