稀有金属 2006,(S2),42-45 DOI:10.13373/j.cnki.cjrm.2006.s2.011

冷原子吸收光谱法测定金中汞的含量

大冶有色金属有限公司设计研究院 湖北黄石435005

摘 要：

根据汞蒸气对波长为253.7mm的紫外光有选择性吸收, 并在一定的浓度范围内, 吸光度与汞浓度成正比的基本原理, 探讨了一种用酸分解试样, 通过分离少量银和用KSCN来掩蔽金, 在强碱性介质中以二氯化锡还原化合态汞为原子汞, 进行紫外吸收测定汞含量的方法。结果表明:该方法精密度和准确度均能满足分析要求, 并且操作简便, 易于推广, 完全能够满足金中汞含量测定的需要。其测定范围为Hg0.005%⁰.05%, 实验回收率为97.6%¹02.2%, 方法精密度为0.67%².42%。

关键词：

金;汞;冷原子吸收;

中图分类号： TG115

收稿日期：2006-09-01

Cold-Atom Absorption Spectrometry for Determining Hg Content in Au

Abstract：

The paper inquires into the method that decomposes the test sample in acid solution in accordance with Hg vapour alternatively absorbing ultraviolet whose wavelength is 253.7 mm and the principle that absorbance is directly proportional to Hg concentration within a concentration range.It also discusses the method to reduce compound mercury to be mercury atoms with SnCl2 in a strong basic medium, thus to determine the Hg content by ultraviolet absorbing.The test demonstrates that both the fineness and preciseness of the method satisfy the requirement.Moreover, it is simple and conveinient to handle and very easy to popularize, which completely meet, the requirement of Hg content determination in Au.The determination range of Hg content is 0.005%～0.05%, the test recovery rate is 97.6%～102.2%, and the fineness is 0.67%～2.42%.

Keyword：

Au;Hg;cold-atom absorbing;

Received： 2006-09-01

黄金是金属交易市场的重要产品, 也是本公司生产的重要产品之一。 鉴于国际金属交易所对上市交易的金产品的杂质含量的检测报告提出了新的要求, 也从产品环保的角度出发, 需测定金中汞的含量。 本文根据汞蒸气对波长为253.7 mm的紫外光有选择性吸收 ^[1] , 并在一定的浓度范围内, 吸光度与汞浓度成正比的基本原理, 探讨了一种用酸分解试样, 通过分离少量银和掩蔽金的办法, 在强碱性介质中以二氯化锡还原化合态汞为原子汞, 进行紫外吸收测定的方法。 实验证明该方法灵敏度高, 精密度和准确度均能满足分析要求。 并且操作简单, 易于推广, 完全能够满足金中汞含量在0.005%～0.05%的汞的分析测定。

1 实 验

1.1 主要试剂与仪器

盐酸、 硝酸 (优级纯) ; 重铬酸钾溶液 (10 g·L^-1) ; 硫氰酸钾溶液 (100 g·L^-1) ; 二氯化锡溶液[100 g·L^-1, 10% (v/v) 盐酸介质]; 氢氧化钠溶液 (100 g·L^-1) ; 余汞吸收液 (10 g·L^-1 KMnO₄-1.8 mol·L^-1 H₂SO₄) ^[2]。 汞标准贮存溶液: 称取0.1354 g二氯化汞溶于少量水中, 加入50 ml硝酸、 10 ml重铬酸钾溶液, 用水稀释至1000 ml。 此溶液含汞100 μg·ml^-1。

汞标准溶液: 移取10.00 ml汞标准贮存溶液于100 ml容量瓶中, 加入5 ml硝酸、 1 ml重铬酸钾溶液, 用水定容。 此溶液含汞10 μg·ml^-1 (溶液在两个月内使用) ; 移取1.00 ml汞标准溶液于100 ml容量瓶中, 加入1 ml重铬酸钾溶液, 用水定容。 此溶液含汞0.1 μg·ml^-1 (溶液当日配制) 。

汞还原器: 规格为30, 60 ml具磨口还原瓶, 内装有自动封闭浮子; FT32-V智能型测汞仪。

1.2 实验方法

在一组30 ml还原瓶中分别移取适量汞标准溶液, 加入4 mg量的金标液、 8 ml 100 g·L^-1的硫氰酸钾溶液 (摇匀) 、 1.0 ml 100 g·L^-1的二氯化锡溶液 (摇匀) 、 沿瓶壁缓缓加入2.5 ml 100 g·L^-1的氢氧化钠溶液 (勿摇) , 迅速盖上还原瓶磨口塞, 接通测汞仪测量浓度值, 余汞吸收于余汞吸收液中。

1.3 样品溶解方法

按表1称取粉末状金试料, 精确至0.0001 g。

将称好的试料置于100 ml烧杯中, 加入10 ml水、 3 ml硝酸, 微沸溶解5 min, 加入10 ml 盐酸溶解并在低温处蒸至近干, 加入5 ml盐酸再次蒸至近干。 加入约20 ml水, 煮沸1～2 min, 溶液冷却至室温, 用中速滤纸滤入容量瓶中, 用水洗涤滤纸及沉淀5～7次, 洗液并入滤液。 溶液作稀释测定用。 空白试验: 随同试料做空白试验, 并取3份空白试验之平均值。

表1 样品参数

Table 1 Quantity of measuring samples and dilution multiple

含汞量/%	试料量/g	初次定容体积/ml	稀释倍数
0.0005～0.0010	0.2000	50	1
>0.0010～0.010	0.2000	100	1
>0.010～0.050	0.2000	100	10

2 结果与讨论

2.1 测定介质的选择

介质的选择对本方法的测定有影响。 改变测定介质进行试验, 结果列于表2。 大量试验表明, 酸性介质在还原瓶进行还原吸收时, 容易挥发出酸雾或酸性气体, 容易污染吸收池和管道, 给操作带来不便, 更使测定结果极不稳定且测定灵敏度降低。 所以本方法选择氢氧化钠作为测定介质。

2.2 氢氧化钠的用量

我们通过改变加入氢氧化钠溶液的用量进行试验。 由试验结果可知, 氢氧化钠溶液用量在2.0～3.5 ml之间时, 测得吸光度较稳定且为最佳值, 本方法选择加入2.5 ml 100 g·L^-1的氢氧化钠作为测定介质。

2.3 共存元素的影响及干扰的消除

按照实验方法, 在汞标准溶液中分别加入不同含量的不同杂质元素, 进行试验。 其中, 混合杂质包括: 30 μg Cu, 6 μg Fe, 6 μg Pb, 4 μg Sb, 4 μg Bi, 10 μg Si, 40 μg Pd, 6 μg Mg, 6 μg As, 2 μg Sn, 0.6 μg Ni, 0.6 μg Cr, 0.6 μg Mn, 8 ml KSCN溶液。 试验结果表明: 溶液中一定含量的金和银对汞的测定有一定的影响, 其他可能存在的杂质元素对汞的测定均无影响。

对银离子对汞的测定的干扰问题, 我们通过溶样过程中加入盐酸进行沉淀、 过滤来消除金中可能存在的少量银对汞测定的影响。 对金的干扰我们用一定量的硫氰酸钾进行掩蔽。

2.4 硫氰酸钾的用量

改变硫氰酸钾的加入量进行试验, 结果列于表3。 实验证明: 加入8 ml以上100 g·L^-1的硫氰酸钾溶液就能满足掩蔽高浓度金的需要, 使测定结果更加稳定。 本文选择加入8 ml硫氰酸钾溶液。

2.5 二氯化锡的用量及加入时机

二氯化锡在测定过程中起到还原汞的重要作用, 所以它的用量及加入时机对本实验意义重大。 我们分别改变100 g·L^-1二氯化锡的加入量和加入时机进行试验。 大量试验表明, 二氯化锡的用量在1～2.5 ml之间都能起到稳定还原的效果。 我们选择加入1.0 ml的二氯化锡来还原溶液中的汞。 而且, 在测定前才加入二氯化锡为最佳时机。

2.6 放置时间

我们把配制好的待测含汞溶液间隔不同的时间进行测定。 由实验结果可知, 待测汞溶液在24 h内稳定, 我们选择当日测定。

2.7 工作曲线

按照实验方法, 分别移取0, 0.20, 0.40, 0.80, 1.60, 3.20 ml 0.1 μg·ml^-1的汞标准溶液于一组30 ml还原瓶中, 进行试验。 吸光度测定结果见表4, 工作曲线见图1。

由表4中数值扣除空白后作工作曲线, 见图1。

2.8 结果计算

按下式计算汞的含量:

Ηg(%)=m1?V?A×10-6m×100

式中: m₁为测得的汞量, μg; V为初次定容的体积, ml; A为稀释倍数; m为试料称量重, g。

表2 酸性介质

Table 2 Analytical results for Hg at different quality lying (n=5)

移取汞标/ml	盐酸	硝酸	硫酸	王水	氢氧化钠溶液
0.50	0.007, 0.015, 0.023 0.011, 0.009	0.009, 0.030, 0.012 0.010, 0.025	0.032, 0.034, 0.037 0.029, 0.028	0.017, 0.009, 0.019 0.022, 0.015	0.045, 0.043, 0.046 0.047, 0.046
1.50	0.055, 0.066, 0.077 0.088, 0.090	0.095, 0.072, 0.068 0.090, 0.075	0.093, 0.094, 0.089 0.090, 0.082	0.087, 0.075, 0.070 0.089, 0.092	0.134, 0.135, 0.134 0.132, 0.136
3.00	0.200, 0.212, 0.220 0.209, 0.201	0.190, 0.178, 0.182 0.177, 0.186	0.225, 0.220, 0.215 0.230, 0.212	0.195, 0.190, 0.180 0.175, 0.179	0.272, 0.274, 0.270 0.273, 0.273

表3 硫氰酸钾含量的影响

Table 3 Analytical results for Hg at different amounts of KSCN (n=5)

移取汞标/ml	0	4	8	10	12	16	20
1.00	0.052	0.068	0.092	0.090	0.091	0.089	0.087
2.00	0.080	0.130	0.181	0.180	0.184	0.180	0.172
3.00	0.190	0.244	0.273	0.270	0.169	0.165	0.159

表4 吸光度测定结果

Table 4 Data of the Hg working curve (A)

序号	0.00	0.20	0.40	0.80	1.60	3.20
1	0.001	0.020	0.036	0.075	0.143	0.287
2	0.002	0.022	0.037	0.076	0.146	0.289
3	0.001	0.019	0.035	0.072	0.145	0.283
平均值	0.001	0.020	0.036	0.074	0.145	0.286

图1 吸光度工作曲线

Fig.1 Calibration curve of Hg

2.9 精密度及准确度

对4个金样按照本方法分别测定11次, 结果列于表5。

表5 精密度及准确度

Table 5 Results of precision test (n=11)

样号	单次测定结果 (Hg%)	平均值/%	SD/%	RSD/%
1#	0.00054, 0.00053, 0.00052, 0.00053, 0.00052, 0.00051 0.00054, 0.00054, 0.00053, 0.00051, 0.00053	0.0053	0.000011	2.09
2#	0.0054, 0.0056, 0.0055, 0.0053, 0.0054, 0.0055 0.0053, 0.0054, 0.0055, 0.0057, 0.0056	0.0055	0.00013	2.38
3#	0.0210, 0.0225, 0.0217, 0.0218, 0.0221, 0.0209 0.0211, 0.0215, 0.0219, 0.0221, 0.0222	0.0217	0.00053	2.43
4#	0.0509, 0.0507, 0.0501, 0.0501, 0.0502, 0.0500 0.0498, 0.0502, 0.0506, 0.0502	0.0503	0.00034	0.67

对样1^#, 2^#, 4^#按本方法, 称取一定量的试样于3组烧杯中, 分别加入0, 5, 10, 15 μg汞标, 进行测定, 结果列于表6。

表6 回收实验结果

Table 6 Results of recovery tests (n=5)

样号	汞加入量/μg	测得汞量/μg	回收汞量/μg	回收率/%
1#	0.00 5.00 10.00 15.00	1.06 5.94 11.28 15.81	4.88 10.22 14.75	97.60 102.20 98.33
2#	0.00 5.00 10.00 15.00	11.00 15.92 21.15 26.18	4.92 10.15 15.18	98.40 101.50 101.20
4#	0.00 5.00 10.00 15.00	100.60 105.56 110.68 115.73	4.96 10.08 15.13	99.20 100.80 100.87

3 结 论

通过试验, 本文探讨了一种用酸分解试样, 通过分离少量银和掩蔽金, 在强碱性介质中还原汞为原子汞, 并进行冷原子吸收测定的方法。 实验证明, 该方法精密度和准确度均能满足分析要求, 并且操作简便, 易于推广, 完全能够满足金中汞含量测定的需要。

参考文献

[1] 《铜冶炼企业质量技术监督手册》.全国有色金属标准化技术委员会[2]分析规程.铜陵有色金属公司设计研究院