热解齐化-原子吸收光谱法测定红土镍矿中汞含量

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第 3卷第 3期2013年 9月国无机分析化学of Inorganic Analytical ChemistryVo1．3，NO．317～ 2Odoi：10．3969／J．issn．2095—1035．2013．03．004热解齐化一原子吸收光谱法测定红土镍矿中汞含量王艳君 蒋晓光 赵旭 东 陈 宇 李卫刚(1鲅鱼圈出入境检验检疫局，辽宁 营口 115007；2辽宁东正煤炭化矿检验有限公司，辽宁 营 口 115007)摘 要 经过条件试验，建立了热解齐化一原子吸收光谱法直接测定红土镍矿中汞含量的方法。样品中汞含量在 57～ 1 752 g／kg，重 复测 定 的相 对 标 准偏 差 (RSD)在 1．6 ～ 5．3 ( 一 11)，回收 率 在92．79 ～94．77 ，与冷原子吸收光谱法的方法间相对偏差为 5．18 ～11．93 。方法准确、快速、样品用量少、无试剂污染，适合于批量样品的测试，有应用和推广价值。

关键词 红土镍矿；热解齐化 ；原子吸收光谱法 ；汞；测定中图分类号 ：0657．31；TH744．12 5 文献标 志码 ：A 文章编号 ：2095 1035(2013)03—0017—04Determination of M ercury in Laterite Nickel Ores by PyrolysisAtomic Absorption Spectrometry with Gold AmalgamationWANG Yanjun ，JIANG Xiaoguang ，ZHAO Xudong ，CHEN Yu ，LI Weigang(1．BayuquanEntry—exit Inspection and Quarantine Bureau，Yingkou，Liaoning 115007，China；2．Liaoni g Dongzheng Coal M ine Inspection Co．，Ltd，Yingkou，Liaoning 115007，China)Abstract A method was established for direct determination of mercury in laterite nickel ores by pyrolysisatomic absorption spectrometry with gold amalgamation． The experimental results indicated that theconcentrations of mercurv in the samples were in a range of 57～ 1 752／,g／kg with the relative standarddeviation(RSD)in a range of 1．6％～5．3 ( 一11)．The recovery of mercury was in the range of 92．79～ 94．77 ． The deviation between this method and the cold vapor generation—atomic absorptionsDectrometrv method was 5．18 ～ 11．93 ． The results suggested that this method was accurate andraDids and has the advantage of small sample consumption and no reagent contamination． Thus，thismethod is suitable for batch analysis and worth for widespread application.

Keywords0 前 日laterite nickel ores；thermal decomposition amalgamation；atomic absorption spectrophotometry；mercury；determination汞是在常温下 唯一呈液态的金属 ，能与许多金属形成合金 ，广泛用于化学、电气 、仪表及军事工业等 。汞对生物体有很高的毒性，汞的污染对其周围的动植物及人类造成了很大的危害 ，已引起人类的高度重视。红土镍矿是近年开发使用的矿物，其在开采、冶炼等过程 中的汞污染 已受到关注 ，并建立了系列分析方法 。热解齐化一原子吸收光谱法无需对样品进行前处理，能对固体样品中的汞直接收稿 日期 ：2013-03—05 修回 日期 ：2013—04 02基金 项 目：国家质检总局科研项 目(2009IK072)资助作者 简介 ：王艳君，女，高级工程师，主要从事光谱分析研究。E mail：wangyanjunciq###sina．eom通信作者 ：蒋晓光，男，研究员，主要从事矿物分析研究。E—mail：jxg6151117###sohu．corn中rUoTJ e Senh C18 中国无机分析化学 2013年进行测定 ，已在矿物 、土壤 、食品 。 和涂料分析中得到应用。

l 方法原理样品首先在燃烧炉中进行十燥 、热分解 ，热分解后的产物经过催化管催化还原，然后进入齐化管进行催化 、齐化反应 ，汞被还原成汞原子 ，汞蒸汽在齐化管中进行完全金汞齐反应 ，高温解析出汞蒸气 ，于原子吸收光谱仪的 253．7 nm波长处 ，测量 汞的吸光度，计算汞含量 。

2 实验部分2．1 仪器与试剂DMA一80全 自动直接测汞仪(意大利 Milestone公一J)。

氧气(纯度 99．9 )。

汞标准溶液 (1 000 mg／L，国家标准物 质研 究巾心)；其它试剂为分析纯。

2．2 仪器分析条件优化出的分析条件 见表 1。

2．3 实验方法2．3．1 标准系列溶液配制吸取一定 量的汞标 准溶液于 100 mL容 量瓶中，介质为硝酸(5％)溶液，配制以下两个标准系列 ：低浓度系列：0．00，5．0，10．O，2O．O，30．O，40．0 fig／I 。

高浓度系列 ：0．00，100．0，200．0，300．0，400．0，600．0 fg／I 。

依 次 分别 吸取 上 述两 个标 准 工 作 系 列溶 液100肚L于测量 舟 中，在仪器 的T作 条件 下进行 测定 ，以吸光度值(A)对汞量 C(ng)绘制两条校准 曲线 ，曲线 1的范 围：0～40 ng；曲线 2的范 围：40～600 ng。

测试时使用镍舟，使用完毕后放入 800℃高温炉中烘烤 5 rain左右 以备下次使用 。

2．3．2 样 品测定在每次样品测定前，先用 l肚I 水或卒舟进行分析 ，以便消除可能存在的污染 ，直到其吸光度小于0．003 0为止 。然后称取 0．10～O．1 5 g的干燥样品(粒度在 100肚m以下)直接依次放入测汞仪 自动进样器中测定 ，结果见表 2。

表 2 红土镍矿 中汞的测定结果Table 2 M ercury content in the laterite nickel ores测定次数 样品编号平均值3 结果与讨论3．1 称样量的确定称样量依样品中的汞含量来确定，待测样品中的汞含量绝对值不能超过 600 ng。对 于未知含量的样品，首先应减少称样量进行实验 ，测出大概的含量后再确定称样量。

3．2 仪器分析条件的确定干燥时间：固体样品的干燥时间与质量数有关，由于实验中的样 品均为干燥试样 ，所 以干燥 时间设为 30 S完全可以达到要求。

分解温度：完成样品灰化的温度，依样品的基体而定 ，仪器通用 的分解 温度 为 850℃，如果温度太低 ，基体不能被解体 ，汞会留在样 品中，使样 品测试结果偏低 。实验中以 3 样品为实验对象 ，其它测试条件不变 ，仅改变分解温度 ，分别在 850，900，950，1 000，1 050℃进行实验 ，当温度从 850℃ 提高到1 000℃时，测试 结果增大；而从 1 000℃继续升到1 050℃时 ，测试结果几乎没有变化。所 以最后确定分解温度为 1 000℃(详见表 3)。

表 3 不 同分解温 度的测试 结果Table 3 Determination results under differentpyrolysis temperatures ／(fig。kg )第 3期 王艳君等 ：热解齐化一原子吸收光谱法测定红土镍矿 中汞含量 19分解时间：不 同样 品基体需要不同的分解时间，最少时间为 180 S。分解时间设定是否合适 ，可 以通过 RSD值 来判定 。如果 RSD值较大 ，说 明分解 时间设置得还短 ，需适当延长 ，当 RSD值满足实验 时的最小时间即是合适 的分解 时间。实验 中仍 以 3样 品为例 ，在其它条件不变 的情况下 ，仅改变分解 时间，分别为 180，200，220，240，260 S连续重复测量 8次，其 RSD值(见表 4)，最后确定分解时间为 240 S。

表 4 不 同分解 时间的测试结果Table 4 Determination results for differentpyrolysis times ／( g·kg )次数等待时间：在测量汞前 ，流动的氧气从系统中冲出高温分解 的样品所需要的时间，标准为 60 S。本实验的等待时间设置为 60 S。

齐化时间：需要给齐化器快速加热的时间，标准为 12 S。本实验的齐化时间设置为 12 S。

记录时间：相当于汞从吸收池通过，测量信号的时间，本实验的记录时间设置为 30 S。

3．3 汞蒸汽的吸附及释放汞蒸汽被氧气流带到齐化管内，在低温(100～150℃)时齐化管内的金吸附汞蒸汽 ，其它气体则排出。随后齐化管外的电炉丝迅速升温，被吸附的汞在高温(850～950℃)时释放出来。

3．4 测量范围DMA8O型测 汞仪 的测量 范围 为 0～ 600 ng。

仪器有两个吸收池，每一个吸收池有不同的灵敏度(不同的长度)。图 1表示 了分析过程中典型峰值 ，根据峰的高度选择标准曲线 。当第一峰的吸收高于一 定值(汞的绝对质量为 40 ng)时，仪器 自动打到第二峰(汞的绝对质量为 600 ng)计算 。

图 1 热解齐化-原子 吸收光谱分析 示意图Figure 1 Schematic of pyrolysis atomic absorption spectrometry with gold amalgamation.

3．5 氧气的作用在本方法中氧气作为运载气体 ，同时还起到恢复催化剂功效的作用 。分析的是易燃物品时 ，氧气还可使样品中的有机成分燃烧 ，产生二氧化碳和水 。

3．6 精密度实验在给定的仪器条件下，对 1 ～5 样品连续进行 11次测试 ，其重复性结果见表 5。

3．7 加标回收实验往 2 样品中分别加入 50，100，150 ng的汞进行加标回收实验，计算回收率，结果见表 6。

4 O 3 1 2 2 5 1 ∞ 蛆 们 蛆 ∞7 1 6 7 6 4 3 5 9 8 6 8 6 5 2 2 即 蚰 ¨ ∞4 3 6 9 5 8 2 9 2 4 3 6 2 5 3 5 【鲁 ∞ ∞ 船 ∞ ∞ 乱6 l 00 8 6 1 2 4 6 2 7 9 5 3 1 4 5 _。 ∞ 瞄 " ∞
2 2 2 2 2 2 2 2 6 5 3 4 1 2 9 8 3 2 6 3 2 4 6 5 O ¨
2 2 2 2 2 2 2 2 ／ 1 2 3 4 5 6 7 8 DS R20 中国无机分析化学表 5 重复性 实验 结果Table 5 Results of reproducibility test ／(／lg·kg )表 6 加标 回收 实验结果Table 6 Results of recovery experiments(n=6)3．8 准确度实验采用 AAS法 和 YS／T82O．18—2o12对 1 ～5 样品进行方法比对实验 ，实验结果见表 7和表 8。

表 7 不 同方法的测定结果Table 7 Analysis results using different methods／(／lg·kg )表 8 不同测试 方法优 势比较Table 8 Comparison of different methods usedfor mercury determination3．9 方法检出限连续测定标准空白溶液 11次，计算其标准偏差 ，以 3倍标准标准偏差计算其检出限 ，得方法的检出限为 1．35~g／kg。

4 结论热解齐化一原子吸收光谱法 可直接测定红 土镍矿 中汞含量 ，无需对样 品进行前处理，样品用量 少，无试剂污染 ，测试一个样品约需 6 rain，适合批量样品检测 。

方法准确 ，精密度 高。样 品 中汞含量 在 57～l 100／~g／kg，重复 测定 的相对 标准 偏差 (RSD)在1．6 ～5．3 ，加标 回收率在 92．79 ～94．77 ，与冷原子吸收光谱法 的方 法间相对偏差为 5．18～ 11．93参考文献[1]朱训．金属矿产[M]／／朱训．中国矿情：第二卷．j匕京：科学 出版社 ，1 999.

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