鎢精礦中的鈣的測定——火焰原子吸收光譜法

       鈣含量的高低對APT生產工藝影響較大，因此需要準確測量鎢精礦中鈣的含量。鈣的檢測方法主要有EDTA容量法、AAS、ICP-AES，EDTA容量法主要用于大于4%含量鈣的測定，該法流程較長；ICP-AES法線性范圍寬，快速，準確，但儀器昂貴，運行成本也較高；AAS對含量小于4%的鈣的測定具有準確、快速、成本低等優點，因此廣泛應用于鎢精礦中鈣的測定。本任務旨通過實際操作訓練，學會原子吸收光譜法測定鎢精礦中的鈣含量。能真實、規范記錄原始記錄并按有效數字修約進行結果計算。

任務實施

一、儀器和試劑準備

1.鹽酸AR（ρ1.19g/cm³）。

2.硝酸GR（ρ1.42 g/cm³）。

3.高氯酸GR（ρ1.67 g/cm³）。

4.氯化鍶溶液（15%）：稱取75g氯化鍶（SrCl₂.6H₂O）溶于水中并稀釋至500mL，搖勻。

5.氧化鑭溶液（5%）:稱取25g純氧化鑭（99.99%以上），置于250mL燒杯中，加入100mL鹽酸（1+1），加熱溶解完全，冷卻，移入500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

6.二氧化錳（1.6%）：稱取1.6g純二氧化錳（99.99%以上），置于250mL燒杯中，加入10mL鹽酸，加熱溶解完全，蒸發至體積約為5mL，冷卻，移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

7．鐵溶液（1%）：稱取1.0g純鐵（99.99%以上），置于250mL燒杯中，加入10mL鹽酸，加熱溶解完全，稍冷，加入3mL高氯酸，繼續加熱至冒濃白煙，冷卻，移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

8.鈣標準溶液：稱取0.2497g純碳酸鈣（99.99%以上），置于250mL燒杯中，蓋上表面皿，加入15mL鹽酸（1+3），微熱溶解完全，冷卻，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含100μg鈣，貯存于塑料瓶中。

移取0.00、1.50、3.00、6.00、9.00、12.00mL鈣標準溶液，分別置于一組100mL容量瓶中，各加入2.0mL高氯酸，8.0mL氯化鍶溶液，4.0mL氧化鑭溶液，4.0mL二氧化錳溶液，4.0mL鐵溶液，用水稀釋至刻度，混勻，此標準工作溶液每毫升含鈣分別為0、1.5、3.0、6.0、9.0、12.0μg。

二、分析步驟

稱取0.1000～0.2000g樣品于300mL燒杯中，加入50mL鹽酸（ρ1.19）置于沸水浴上加熱分解50min，取下，稍冷，加入15mL硝酸（ρ1.42），4mL高氯酸，加熱直至冒濃厚白煙，溶液體積約為2mL（但勿蒸干）,取下冷卻，用水吹洗表面皿和燒杯壁，加入水至溶液體積約為30mL，煮沸使可溶性鹽類溶解，加入8mL氯化鍶溶液、4mL氧化鑭溶液，冷卻后，移入100mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻。澄清后，在空氣-乙炔火焰原子吸收分光光度計波長422.7nm處，與標準系列同時，以二次水調零測量溶液吸光度。隨同試樣做空白實驗。

三、分析結果的計算

按下式計算鈣的百分含量：

式中：C——自工作曲線上查得的Ca濃度ug/mL；

          V——試樣溶液的體積，mL；

          m——試樣質量，g。

四、質量表格的填寫

任務分析

一、方法優點

原子吸收光譜法測定鎢精礦中的鈣具有快速、準確、成本低等優點，非常適合工礦企業的日常分析。

二、主要干擾及其消除

1．鎢基體干擾

鎢基體對鈣的測定信號有抑制作用，導致結果偏低。本方法采用鎢酸沉淀將鎢過濾除去。

2．磷酸根的干擾

磷酸根和鈣可以形成非常穩定的化合物，空氣-乙炔火焰的溫度不足以使它原子化。消除辦法：加入含鑭離子的溶液，鑭離子可以和磷酸根形成更穩定的化合物，從而將鈣釋放出來。

3．鋁等陽離子的干擾

鋁和鈣可以形成化合物CaAl₂O₄，該化合物熔點高，難以原子化。消除辦法：加入含鍶的溶液后，鍶可以與鋁形成更穩定的化合物，從而將鈣釋放出來。

三、影響原子吸收測量結果準確度的因素

原子吸收光譜分析是一種相對測量技術，影響其測量結果的準確度有許多因素，我們可以把這些因素概括成四大方面：標準溶液的準確性與校準方程的合理性、儀器的穩定性、樣品與標準的匹配程度以及背景校正誤差帶來的影響（如果有背景的話）。表3-9對這些因素進行了匯總。

表3-9 影響原子吸收測量結果準確度的因素

四、改善原子吸收光譜分析測定準確度的途徑

1.確保工作標準的準確、可靠

工作標準的準確首先是儲備液的準確。如果儲備液是從標準制備單位買來的，一般可靠性通常是有保證的。如果儲備液是由自己實驗室用固體物質臨時配制而成，則應該用尚未開瓶使用過的，確認準確可靠的同樣濃度的儲備液進行靈敏度對比測定。

工作標準的存放時間應按相應規定進行。對于一些特別容易受污染的元素如Na、K、Pb、Al、Ca、Mg、Si、Sn等必須保證容器、無機酸和水以及操作環境的干凈。儲備標準溶液的可靠性在于正確的方法儲存和使用。另外要注意的是最好避免直接將移液管插入儲備液中。儲備標準溶液初始的準確性應通過與將要用完的已知可靠的同濃度的標準溶液或更高級別的標準物質的比較來確認。

2.最大限度減小校準誤差

要得到準確度較高的測量結果，最好選擇線性校準方式。對于一個具體的分析任務，為了保證分析準確度應考慮以下幾點：

（1）最好在吸光度信號與濃度關系的線性范圍內，避免在靈敏度很小的區間進行測定；

（2）盡可能保證每一個樣品吸光度信號在兩點標準之間；

（3）如果有可能總是讓樣品溶液有較大的吸光度讀數，這樣可以減小測量數據的分辨率誤差，傳統上認為對于火焰法原子吸收來說，0.2-0.8Abs是一個好的測定區間；

（4）盡量控制樣品濃度在標準曲線的中間濃度位置。

3.使儀器工作在最佳狀態

要消除或減小由于儀器穩定性造成的測定數據的誤差就必須確保以下幾點：

(1)實驗室的條件完全充分地滿足儀器的使用要求，包括環境溫度、濕度、磁場、電源功率、氣體純度、壓力、排風等，特別注意實驗室在儀器使用時溫度變化不大于3℃/h；

(2)儀器的重要部件如霧化原子化系統工作在最佳狀況；

(3)儀器測定參數設定在最佳數值，如積分時間、乙炔流量、空氣流量、燃燒頭高度、試液提升量、燈電流等。

4.消除或降低樣品的基體干擾

基體干擾是原子吸收光譜法的一種重要干擾，必須設法給予消除或減少。常用的方法有以下幾種：

(1)合理稀釋樣品溶液：這是減少樣品基體干擾的一個簡單易行的方法，當基體被稀釋到一定濃度以后，基體效應可減小到可以忽略的程度。但該法的缺點是會損失待測元素的靈敏度。

(2)基體匹配法：基體匹配法是在配制標準溶液系列時，加入與分析樣溶液相同量的基體，使標準溶液系列主要成分與分析樣相同或相近。但該法對基體的純度要求較高，而且有時候基體的獲得是非常困難的，特別是復雜基體樣品。

(3)標準加入法：分析較高純度樣品時，基體匹配法需要有高純基體，一般要比分析樣純度高1-2個數量級，有時難以得到高純基體，這時可用標準加入法。

(4)化學分離法：若以上方法都不能很好地解決基體干擾問題，則可采用化學分離基體法。特別是分析高純產品時，分離基體的同時可以富集雜質元素。