作者：鄭曉敏

    銅渣精礦是銅冶煉過程中熔煉和吹煉所產生的爐渣，經浮選得到供冶煉銅用的銅渣精礦產品，主要含銅、硫、金、銀、硅、鐵、鈣、鎂、鉛、鋅、砷、銻、鉍、鋁等元素。冶煉前需要測定銅渣精礦中各元素含量，其中鋁含量的測定方法報道較少。與銅渣精礦較為接近的銅精礦中三氧化二鋁的測定方法有氟鹽置換-Na2 EDTA滴定法；而其他材料中三氧化二鋁的分析方法有鉻天青S膠束增溶光度法、氟鹽置換-Na2 EDTA滴定法以及原子吸收光譜法。其中化學分析方法流程較長，所用試劑較多。電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP-AES)也可用于三氧化二鋁的分析。樣品酸溶后進行測定，方法僅限于測定酸溶鋁。銅渣精礦中鋁的存在形式比較復雜，除含有鋁的氧化物外，還含有自然銅鋁等合金，堿熔后用鹽酸酸化，溶解不完全。本實驗建立了高溫堿熔銅渣精礦，試液經鹽酸硝酸酸化，溶解完全后，以ICP-AES測定銅渣精礦中鋁的分析方法，方法的精密度和正確度均能滿足要求。

1  實驗部分

1.1  儀器及工作條件

Optima 8000電感耦合等離子發射光譜儀（美國珀金埃爾默儀器公司）。儀器最佳工作條件見表1。

1.2  主要試劑

    氫氧化鈉：分析純；過氧化鈉：分析純；硝酸(．0約1.4 g／mL)：分析純；鹽酸（p約1.19 g／mL）：分析純。

    鋁標準儲備溶液：1 mg／mL，稱取0.100 0 g金屬鋁(訓( AI)≥99. 99%)，置于200 mL燒杯中，加入10 mL硝酸，加熱溶解后，煮沸，取下冷卻，移入100mL容量瓶中，定容，搖勻；鋁標準工作溶液：100ug／mL，移取10.00 mL 1mg/mL鋁標準儲備溶液于100 mL容量瓶中，加入10 mL鹽酸，定容，搖勻。

實驗用水為二次去離子水。

1.3  實驗方法

1.3.1  樣品處理

    稱取0.2 g（精確至0. 000 1 g）樣品置于預先加入1 g氫氧化鈉的30 mL鎳坩堝中，再加入2g氫氧化鈉和0.3 g過氧化鈉，于低溫電爐上加熱蒸發水分至流體狀并搖勻。將盛有樣品的鎳坩堝移入700℃馬弗爐中熔融15 min后，取出，稍冷。將坩堝底部洗凈，置于400 mL燒杯中，加50 mL水浸取，煮沸，待完全浸出后取出坩堝，用鹽酸(5+95)洗凈鎳坩堝，用水將坩堝沖洗干凈，取出。再加入15～20 mL鹽酸酸化溶液，加熱至沸，加20 mL硝酸，繼續加熱煮至無黑渣，取下，冷卻至室溫。將試液移人100 mL容量瓶中，定容，搖勻，記為備用試液。移取10. 00 mL備用試液于100 mL容量瓶中，加入10mL鹽酸，定容、搖勻、待測。隨同試樣做空白試驗。

1.3.2  標準系列溶液的配制

    分別移取O、1. 00、5.00、10. 00 mL100 ug／ml.鋁標準工作溶液于100 mL容量瓶中，加入10 mL空白溶液，加10 mL鹽酸，定容、搖勻。標準系列溶液中鋁的質量濃度分別為O、1.00、5.00、10. 00ug／mL。

2  結果與討論

2.1  共存元素、基體干擾試驗及分析譜線的選擇

    根據文獻[10]初步選取靈敏度較高的Al396. 156、Al 308. 215、Al 394. 401 nm共3條譜線。根據銅渣精礦中存在的元素及含量情況，考察20ug／mL Zn、100 ug/mL Pb、80 ug／mL Mg、80ug/mL Ca、10 ug/mL As、10 t/g/mL Sb、10 ug／mLBi、100 ug／mL Fe、100 ug／mL Cu、5ug／mL Au、5ug/mL Ag、10 ug／mL Ni等共存元素對l ug／mLAl測定的影響。結果表明，以上質量濃度的共存元素對Al的測定結果沒有影響。

    3條譜線的靈敏度按Al 396. 156、Al 308. 215、Al 394. 401 nm順序依次降低，其中Al 396.156nm的靈敏度是Al 308. 215 nm靈敏度的10倍，實驗選取Al 396.156 nm為分析譜線。

2.2溶樣方法的選擇

分別采用下列方法進行溶樣后，對測定結果進行比對，見表2。

    方法1：稱取0.2 g（精確至0. 000 1g）樣品于聚四氟乙烯燒杯，加入5mL硝酸、10 mL氫氟酸、4mL高氯酸，加熱分解，并蒸發至冒煙完全，取下冷卻。用水吹洗燒杯，最后加入25 mL鹽酸，用水吹洗皿壁，加熱至樣品完全溶解，取下冷卻。將上述試液移入250 ml_容量瓶中，以水定容、搖勻、待測。

    方法2：稱取0.2 g（精確至0.000 1 g）樣品置于預先加入lg氫氧化鈉的30 ml_鎳坩堝中，再加入2g氫氧化鈉和0.3 g過氧化鈉，于低溫電爐上加熱蒸發水分至流體狀并搖勻。將盛有試樣的鎳坩堝移入700℃馬弗爐中熔融15 min后，取出，稍冷。將坩堝底部洗凈，并置于400 mL燒杯中，加50 mL水浸取，煮沸，待完全浸出后取出坩堝，用鹽酸(5+95)洗凈鎳坩堝，用水將坩堝沖洗干凈，取出。再加入15～20 mL鹽酸將試液酸化至酸性，加熱至沸，取下。用中速濾紙過濾殘渣，用5%鹽酸(V/V)分別洗燒杯及殘渣各3次，濾液按實驗方法測定。

    方法3：稱取0.2 g（精確至0.000 1 g）樣品置于預先加入1 g氫氧化鈉的30 mL鎳坩堝中，再加入2g氫氧化鈉和0.3 g過氧化鈉，于低溫電爐上加熱蒸發水分至流體狀并搖勻。將盛有試樣的鎳坩堝移入700℃馬弗爐中熔融15 min后，取出，稍冷。將坩堝底部洗凈，并置于400 mL燒杯中，加50 mL水浸取，煮沸，待完全浸出后取出坩堝，用鹽酸(5-1-95)洗凈鎳坩堝，用水將坩堝沖洗干凈，取出。再加入15—20 mL鹽酸酸化溶液，加熱至沸，加20 mL硝酸，繼續加熱煮至無黑渣，取下，冷卻至室溫。溶液按實驗方法測定。

    3種不同溶樣方法的鋁測定結果見表2。由表2可以看出：單純用酸溶解或者高溫堿熔后鹽酸酸化，測定值低于參考值，樣品溶解都不完全。實驗采用高溫堿熔后鹽酸一硝酸酸化的方法，樣品才能完全溶解，測定值與參考值一致。

2.3鈉離子對測定的干擾及消除

    在1.00、5.00、10. 00 ug／mL鋁溶液中分別加入0、0. 50、1.00、2.00 mg／mL Na+標準溶液，測定混合溶液中鋁。研究發現，隨著Na+質量濃度的增加，對鋁測定結果的干擾逐漸增加；且鋁標準溶液的質量濃度越大，受Na+干擾的影響程度越大，而且穩定性也越差。

    為了消除Na+的干擾，對試樣溶液進行稀釋后測定，并在標準系列溶液中加入相應的空白溶液。

2.4線性方程、相關系數和檢出限

按照儀器設定的工作條件對標準系列溶液進行測定，以鋁的質量濃度為橫坐標，發射強度為縱坐標，繪制校準曲線。校準曲線線性方程及相關系數見表3。在選定的實驗條件下對空白溶液連續測定10次，以3倍標準偏差計算方法的檢出限，以5倍檢出限計算測定下限，見表3。

3  樣品分析

按照實驗方法測定銅渣精礦實際樣品中鋁，同時采用氟鹽置換-Na，EDTA滴定法對樣品1和樣品4進行比對分析，結果見表4。由表4可見：本法測定結果和對照方法基本一致。

4摘要：

樣品采用氫氧化鈉過氧化鈉高溫熔融，試液經鹽酸一硝酸酸化，溶解完全后，選取Al396.156 nm作為分析譜線，以電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP-AES)測定銅渣精礦中鋁。為消除鈉離子對測定的干擾，對溶液進行稀釋并用基體匹配法配制標準系列溶液曲線，校準曲線線性相關系數為0. 999 99;其他共存元素不干擾測定。方法中鋁的檢出限為0.007 8ug／mL，測定下限為0.039ug/mL。按照實驗方法測定銅渣精礦實際樣品，結果的相對標準偏差（RSD，n=7）為1.4%～2.0%，測定值與滴定法的測定結果基本吻合。