鎢精礦中的鈣的測(cè)定 ——火焰原子吸收光譜法
? ? ? ?鈣含量的高低對(duì)APT生產(chǎn)工藝影響較大，因此需要準(zhǔn)確測(cè)量鎢精礦中鈣的含量。鈣的檢測(cè)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(cè)定，該法流程較長(zhǎng)；ICP-AES法線性范圍寬，快速，準(zhǔn)確，但儀器昂貴，運(yùn)行成本也較高；AAS對(duì)含量小于4%的鈣的測(cè)定具有準(zhǔn)確、快速、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于鎢精礦中鈣的測(cè)定。本任務(wù)旨通過實(shí)際操作訓(xùn)練，學(xué)會(huì)原子吸收光譜法測(cè)定鎢精礦中的鈣含量。能真實(shí)、規(guī)范記錄原始記錄并按有效數(shù)字修約進(jìn)行結(jié)果計(jì)算。
任務(wù)實(shí)施
一、儀器和試劑準(zhǔn)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(fā)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(xù)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)波長(zhǎng)422.7nm處，與標(biāo)準(zhǔn)系列同時(shí)，以二次水調(diào)零測(cè)量溶液吸光度。隨同試樣做空白實(shí)驗(yàn)。
三、分析結(jié)果的計(jì)算
按下式計(jì)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(zhì)量，g。
四、質(zhì)量表格的填寫
任務(wù)分析
一、方法優(yōu)點(diǎn)
原子吸收光譜法測(cè)定鎢精礦中的鈣具有快速、準(zhǔn)確、成本低等優(yōu)點(diǎn)，非常適合工礦企業(yè)的日常分析。
二、主要干擾及其消除
1．鎢基體干擾
鎢基體對(duì)鈣的測(cè)定信號(hào)有抑制作用，導(dǎo)致結(jié)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(wěn)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(wěn)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(diǎn)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(wěn)定的化合物，從而將鈣釋放出來。
三、影響原子吸收測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度的因素
原子吸收光譜分析是一種相對(duì)測(cè)量技術(shù)，影響其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度有許多因素，我們可以把這些因素概括成四大方面：標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確性與校準(zhǔn)方程的合理性、儀器的穩(wěn)定性、樣品與標(biāo)準(zhǔn)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(duì)這些因素進(jìn)行了匯總。
表3-9?影響原子吸收測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度的因素
四、改善原子吸收光譜分析測(cè)定準(zhǔn)確度的途徑
1.確保工作標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確、可靠
工作標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確首先是儲(chǔ)備液的準(zhǔn)確。如果儲(chǔ)備液是從標(biāo)準(zhǔn)制備單位買來的，一般可靠性通常是有保證的。如果儲(chǔ)備液是由自己實(shí)驗(yàn)室用固體物質(zhì)臨時(shí)配制而成，則應(yīng)該用尚未開瓶使用過的，確認(rèn)準(zhǔn)確可靠的同樣濃度的儲(chǔ)備液進(jìn)行靈敏度對(duì)比測(cè)定。
工作標(biāo)準(zhǔn)的存放時(shí)間應(yīng)按相應(yīng)規(guī)定進(jìn)行。對(duì)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(jī)酸和水以及操作環(huán)境的干凈。儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn)溶液的可靠性在于正確的方法儲(chǔ)存和使用。另外要注意的是最好避免直接將移液管插入儲(chǔ)備液中。儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn)溶液初始的準(zhǔn)確性應(yīng)通過與將要用完的已知可靠的同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液或更高級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的比較來確認(rèn)。
2.最大限度減小校準(zhǔn)誤差
要得到準(zhǔn)確度較高的測(cè)量結(jié)果，最好選擇線性校準(zhǔn)方式。對(duì)于一個(gè)具體的分析任務(wù)，為了保證分析準(zhǔn)確度應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：
（1）最好在吸光度信號(hào)與濃度關(guān)系的線性范圍內(nèi)，避免在靈敏度很小的區(qū)間進(jìn)行測(cè)定；
（2）盡可能保證每一個(gè)樣品吸光度信號(hào)在兩點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)之間；
（3）如果有可能總是讓樣品溶液有較大的吸光度讀數(shù)，這樣可以減小測(cè)量數(shù)據(jù)的分辨率誤差，傳統(tǒng)上認(rèn)為對(duì)于火焰法原子吸收來說，0.2-0.8Abs是一個(gè)好的測(cè)定區(qū)間；
（4）盡量控制樣品濃度在標(biāo)準(zhǔn)曲線的中間濃度位置。
3.使儀器工作在最佳狀態(tài)
要消除或減小由于儀器穩(wěn)定性造成的測(cè)定數(shù)據(jù)的誤差就必須確保以下幾點(diǎn)：
(1)實(shí)驗(yàn)室的條件完全充分地滿足儀器的使用要求，包括環(huán)境溫度、濕度、磁場(chǎng)、電源功率、氣體純度、壓力、排風(fēng)等，特別注意實(shí)驗(yàn)室在儀器使用時(shí)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(tǒng)工作在最佳狀況；
(3)儀器測(cè)定參數(shù)設(shè)定在最佳數(shù)值，如積分時(shí)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(shè)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(gè)簡(jiǎn)單易行的方法，當(dāng)基體被稀釋到一定濃度以后，基體效應(yīng)可減小到可以忽略的程度。但該法的缺點(diǎn)是會(huì)損失待測(cè)元素的靈敏度。
(2)基體匹配法：基體匹配法是在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液系列時(shí)，加入與分析樣溶液相同量的基體，使標(biāo)準(zhǔn)溶液系列主要成分與分析樣相同或相近。但該法對(duì)基體的純度要求較高，而且有時(shí)候基體的獲得是非常困難的，特別是復(fù)雜基體樣品。
(3)標(biāo)準(zhǔn)加入法：分析較高純度樣品時(shí)，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(gè)數(shù)量級(jí)，有時(shí)難以得到高純基體，這時(shí)可用標(biāo)準(zhǔn)加入法。
(4)化學(xué)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(xué)分離基體法。特別是分析高純產(chǎn)品時(shí)，分離基體的同時(shí)可以富集雜質(zhì)元素。
