万丽云，付志军
( 新余钢铁集团有限公司，江西 新余 338001)
摘要:建立了电感耦合等离子体发射光谱法( ICP － OES 法) 测定烧结除尘灰银含量的方法。试样经盐酸、硝酸、氢氟酸溶解，高氯酸冒烟后，采用 ICP － OES 法测定其中的银含量，以银标准溶液绘制标准曲线，在标准溶液质量浓度为 0～1. 0 mg/L 时与发射强度呈良好的线性，线性相关系数 r =0. 999 9，测定结果的相对标准偏差小于 0. 6% ( n =6) ，加标回收率在 98. 0% ～102%。该方法操作简单、快速，可用于烧结除尘灰中银的定量分析。
关键词:ICP － OES 法; 烧结; 除尘灰; 银
0 前言
钢厂除尘灰主要有原料除尘灰和高炉除尘灰两种。原料除尘灰是铁精矿粉、萤石、石灰石、白云石、焦粉按一定比例配合后入烧结炉烧结，在出炉过程中通过电除尘器所收集的粉尘。高炉除尘灰是高炉在炼铁过程中由布袋除尘器所收集的粉尘。除尘灰中化学成分复杂，除铁元素之外，还有钾、铜、锌、铅等有害元素及银等贵金属元素 ［1］。大量的除尘灰不仅会对环境造成严重污染，还是对资源的一种浪费，因此对除尘灰的回收利用目前已成研究的热点。近期，新钢对贵金属银的回收工艺非常重视，因此准确测定烧结除尘灰中银的含量至关重要。目前测定银含量的方法主要是火焰原子吸收法［2 －3］，但该法需要经过吸附、萃取等分离过程，操作步骤繁琐、耗时长，不适应批量分析，而除尘灰中银含量测定还没有相应的国家标准，其他测定方法也鲜有报道。我们尝试采用电感耦合等离子体发射光谱法测定除尘灰中的银含量，本方法以盐酸—硝酸—氢氟酸—高氯酸体系溶解样品，以硝酸为测定介质，建立了 ICP －OES 法测定除尘灰中银含量的方法，鉴于 ICP － OES法可同步检测除银以外的其他元素，因此在实际检测工作中，应用效果更佳，结果准确。
1 实验部分
1. 1 主要仪器与试剂
等离子体发射光谱仪: ICP—6 300 型。
盐酸: ρ =1. 19 g/mL; 硝酸: ρ =1. 39 g/mL; 氢氟酸: ρ = 1. 13 g/mL; 高氯酸: ρ = 1. 768 g/mL; 所用试剂均为分析纯。
银标准储备溶液: 0. 1 mg/mL; 称取0. 1575 g 基准硝酸银( 在 105 ～110 ℃下干燥 2 h) 于烧杯中，用50 ml 水溶解，移入 1 000 mL 棕色容量瓶中，加入20 mL浓硝酸并用水稀释至刻度，摇匀。
银标准溶液: 10 μg/mL; 移取10 mL 银标准储备溶液于 100 mL 棕色容量瓶中，加入 2 mL 浓硝酸并用水稀释至刻度，摇匀。
试验用水: 去离子水( 一级)
1. 2 仪器工作条件
RF 功率:1 150 W; 雾化器:0.2 MPa; 冷却器流量:16 L/min; 辅助器流量:0.5 L/min; 观测高度:12 mm; 泵转速:50 r/min; 高纯液氩( 纯度大于99.995%)
1. 3 实验方法
准确称取 0. 1000 g 试样( 精确至 ±0. 0001 g) 至100 mL 聚四氟乙烯烧杯中，润湿，缓慢加入 9 mL 浓盐酸，3 mL 浓硝酸，边摇边滴加 1 mL 氢氟酸，待剧烈反应后于电热板加热溶解，再加入 5 mL 高氯酸，继续加热蒸发冒白烟至近干，取下冷却，加少量的水冲洗烧杯壁，补加 2 mL 浓硝酸低温加热溶解盐类，取下冷却，使用中速滤纸过滤于 100 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度摇匀，采用等离子体原子发射光谱法测定( 随同做试剂空白) 。
2 结果与讨论
2. 1 仪器工作参数优化
影响 ICP － OES 法分析性能的主要参数包括辅助气流量、RF 发射功率、观测方式、观测高度等 ［4］。美国热电 6 300 型 ICP 的观测方式为垂直观测，其 本 身 具 备 背 景 干 扰 小 的 优 点。采 用328. 068 nm 谱线，对 1. 0 mg/L 的银标准溶液进行正交试验，通过调节辅助气流量、RF 射频功率及观测高度，观察信号强度和信噪比，具体结果见表 1。试验结果表明，辅助气流量为0. 5 L/min，RF 射频功率为1 150 W、观测高度为 12 mm 时信号强度最大，谱线信噪比最高。
2. 2 分析线的选择
选择2 ～3 条灵敏度比较高的谱线，比较被测元素谱线的灵敏度及光谱干扰情况，确定灵敏度较高、光谱干扰较小、背景较低、信噪比较高的谱线作为分析谱线，选定的银的分析谱线波长为 328. 068 nm，利用所选的分析线测定银无谱线干扰［5 －6］。具体银曝光谱线周边其他元素的谱线干扰情况见图1、图2。
2. 3 铁、铅、锌、钾元素对银元素测定的影响
基体效应是影响微量元素测定准确度的关键因素。保持试样溶液和标准溶液具有大致相同的基体是消除基体效应的有效方法之一。由于除尘灰中铁的质量分数为 15% ～ 40% ，铅、锌的质量分数为 5% ～ 15% ，而烧结除尘灰中钾的质量分数为 5% ～ 20% ，大量铁、铅、锌、钾基体的存在可能会对待测元素的发射强度有一定的影响，这直接影响测定结果的准确性。为了研究基体元素的存在对银元素测定结果的影响，在银量为300 μg/L 的标准溶液中加入不同量的铁、钾、铅、锌进行试验，其结果见表 2。由表 2 可知，银的测定结果均为 300 μg/L 左右，这说明在铁的质量分数小于 40% 、钾的质量分数小于 20% 、铅和锌的质量分数均小于 15% 的情况下，除尘灰中铁、钾、铅、锌元素的存在对银元素的影响较小，可以忽略不计。
2. 4 共存离子的影响
除尘灰组成复杂，除了大量铁以外，还含有铅、锌、钾、钠、铜、钙、镁等金属元素，为了考察它们对测定的影响，配制了一种试验用溶液，该溶液除含0. 3 mg/mL的铁、0. 2 mg/mL 钾和 0. 3 μg /mL 的银外，还含有 50 μg/mL 的锌、钠和钙，10 μg/mL 的铅和镁及 0. 1 μg/mL 的铜。对该溶液中银进行测定，结果表明，上述共存离子的存在对测定结果几乎没有影响。
2. 5 标准工作曲线与线性范围、检出限
由于除尘灰没有标准物质及标准样品，实验采用基准硝酸银配置标准溶液，分别移取 0，1. 0，2. 0，3. 0，5. 0，10. 0 mL 银标准溶液于100 mL 的棕色容量瓶中，加入2 mL 浓硝酸，用水稀释至刻度摇匀，这些溶液中银分别为0，0. 1，0. 2，0. 3，0. 5，1. 0 μg/mL。按 ICP 仪器条件测定系列标准溶液的信号强度 I ，以信号强度为纵坐标，银标液浓度为横坐标进行线性回归，得线性方程 I =502. 51 c +3. 24，相关系数为 r =0. 999 9，线性范围为 0 ～1. 0 mg/L( 见图3) 。对空白溶液连续测试11 次，以测定值标准偏差的 3 倍计算银的检出限为0. 002 1 μg/mL。
2. 6 样品处理
除尘灰中含有少量二氧化硅 ，直接使用王水溶解，样品溶解不完全，因此采用氢氟酸挥硅、高氯酸冒烟的方法溶解样品。碳会对待测元素产生吸附作用［7］，造成测定结果偏低，残存的碳还会在仪器测定时造成影响，比如雾化器阻塞、仪器意外熄火等，由于高炉除尘灰中碳的质量分数高达 30%，因此对高炉除尘灰而言，去除碳对待测元素的准确测定非常重要。本文采取将称量好的样品平铺于灰皿中，将灰皿放入马弗炉里，马弗炉由室温升至 550 ℃后，灼烧1 h以上，保证除尘灰样品中的碳完全除去 ［8］，取出冷却后，再按 1. 3 方法进行测定。
2. 7 精密度试验
选取两个除尘灰生产试样，进行精密度试验，结果见表 4。由表 4 可知，该法精密度良好。
2. 8 加标回收试验
取一定量的银标准溶液加入生产试样中进行分析，结果见表 5。由表 5 可知，回收率在 98. 0% ～102%，说明该法具有较高的准确度。
3 结语
采用本方法对除尘灰中银元素进行分析，简便、快速，准确度高，精密度好，能够满足生产实际需要。特别是可以实现一次溶样，一次检测，可以分析出包含银在内的多个除尘灰中的元素。
［ 参 考 文 献］
［1］ 吴 滨. 烧结机头电除尘灰中银、铜、锌等有价元素的回收［D］. 湘潭大学，2014.
［2］ 张崇淼，张锦柱，温彬宇，等 . 微量银分析与测定［J］.云南冶金，2003，32( 4) : 42 －44.
［3］ GB/T 14353. 11—2010，铜矿石、铅矿石和锌矿石化学分析方法第 11 部分: 银量测定［S］.
［4］ 辛仁轩 . 等离子体发射光谱分析［M］. 北京: 化学工业出版社，2005.
［5］ 刘益锋，马俊汉 . 电感耦合等离子体发射光谱法同时测定粗铜中金和银［J］. 冶金分析，2012，32( 7) : 52－54.
［6］ 谢慧媛 . 混合铅锌精矿中微量银的测定［J］. 广州化工，2014，42( 2) : 100 －101.
［7］ 王爱平 . 活性炭对溶液中重金属的吸附研究［D］. 昆明理工大学，2003.
［8］ 夏 辉，王小强，何沙白，等 . 电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高碳除尘灰中 11 种元素［J］. 冶金分析，2016，36( 3) : 44 －48.