原子吸收仪测定大顶铁矿石中锰含量

1、原子吸收仪测定大顶铁矿石中锰含量     （广东大顶矿业股份有限公司，广东 河源 517000） 摘 要：探索出一种使用原子吸收仪分析大顶铁矿石锰含量的方法，这方法经加标试验回收率为97.90%98.71%间，相对标准偏差为0.20%0.56%。实验结果令人满意。 关键词：原子吸收仪；大顶铁矿石；锰 锰对于铁矿石冶炼有着重要的影响,广东大顶矿业股份有限公司铁矿石的锰含量相对较高，在2%左右,是大顶铁矿石杂质元素中比较重要的一个指标。大顶锰分析工作中，多是采用硫酸铁铵容量法测定，由于硫酸铁铵较易被空气中的氧所氧化，且终点变色较慢而易于过量，所以所测的结果准

2、确度不高。原子吸收作为非常成熟的分析设备，具有灵敏度高，选择性好，精密度高，抗干扰能力强等优点，加上与现代科技有机地结合，使仪器性能更好、自动化程度更高，与其它分析方法相比具有其优越性。用原子吸收光谱法来代替现使用的测锰方法，不能不说是一个很好的途径。本文就原子吸收光谱法测定大顶铁矿石中锰含量分析方法进行探讨。 一、实验部分 1、仪器及工作条件。（1）仪器：赛多利斯电子天平（d=0.01），岛津AA-6300原子吸收分光光度计(工作条件如下)，锰空心阴极灯，可调低温电炉。 岛津AA-6300原子吸收分光光度计工作条件 元素 波长 （nm） 狭缝 （nm） 灯电流 （mA） 燃烧器高度 （mm）

3、 乙炔流量 （Lmin-1） 空气流量 (Lmin-1) Mn 279.5 0.7 10/600 7 2.0 15 （2）试剂：盐酸、氢氟酸、硝酸、高氯酸均为优级纯； 锰标准溶液（20g/ml）：移取国家钢铁材料测试中心1000g/ml锰标准溶液20ml于1000容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，此溶液锰含量为20g/ml。 2、校准曲线制取。分别吸取Mn标准溶液（20g/ml）0ml、5ml、10ml、15ml、20ml、25ml于6 个100ml的容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，待测。（见校准曲线和标准加入法曲线） 3、试样的处理。准确称取分析样品0.15000g于聚四氟乙烯（PTFE）烧杯

4、中，用少量蒸馏水润湿试样，加10ml盐酸低温初步分解试样约5分钟，加5ml氢氟酸，继续低温加热约15分钟，加入3ml硝酸、2ml高氯酸，继续加热至高氯酸冒白烟，再继续加热至近干，取下用水冲洗杯壁，加5ml盐酸，5ml蒸馏水，加热使可溶性盐类溶解，再将溶液蒸发至湿盐状，调低温度继续加热至近干，加5ml盐酸，加热使盐类溶解。移至100ml容量瓶中，定容至刻度，摇匀静置两小时以上。吸取上清液10ml移到100ml容量瓶中，定容至刻度待测。 用于标准加入法测定溶液的制定：分别吸取以上制取的溶解液5ml于6个不同的100ml容量瓶中，再依次加入系列0ml、2.5ml、5ml、7.5ml、10ml、12.

5、5ml20g/ml的Mn标准溶液，定容至刻度，摇匀待测（见校准曲线和标准加入法曲线）。 二、结果与讨论. 1、采用溶解试样的盐酸、氢氟酸、硝酸、高氯酸都比较容易通过加热蒸发除去，且不引入除氢离子以外的其它阳离子，加入盐酸使试样初步溶解时，有些杂质可被分解成挥发性物质而除去，氢氟酸可溶解硅化合物并使硅变为SiF4气体而除去，这样就大大减少了溶解液中的物质量，这对原子吸收测定十分有利。通过反复实验，这种酸组合对大顶铁矿石溶解效果特别好。 2、硅对锰含量测定的影响。硅对锰有负干扰，一般多是采用加入氯化锶使溶液呈1000ppm浓度来消除，本方法是采用氢氟酸使硅生成SiF4 气体挥发掉来消除硅对测定的影

6、响，这样又不用多引入氯化锶，又去除了硅的各种化合物，对测定更有利。为证明这种方法确实把硅除去了，我们可把溶解的溶液转入300ml的三角瓶，向其中加入2.5%硫酸5ml，5%的钼酸铵5ml，摇匀，静置15分钟，加入10%的草酸5ml，摇动30秒后，加10%的硫酸亚铁铵5ml，如溶液变蓝就说明还含有硅，不变蓝就说明已经不含硅了。 实验表明，溶液没有变蓝，说明硅已经全部去除。 2HCl+FeSiO3+4HF SiF4 +FeCl2+3H2O ； SiO2+4HF SiF4+2H2O 3、样液浓度线性范围确定。准确移取20g/ml的锰标准溶液0ml、5ml、15ml、25ml、35ml、45ml、50

7、ml于100ml容量瓶中定容至刻度，摇匀。 从统计的数据可知锰浓度和吸收值并不是完全线性关系，只有在溶液浓度约在05g/ml，吸收值在00.8内线性关系才较为明显，所以我们所制浓度待测溶液的锰含量应在此范围内。如所显示的吸收度超过0.8时，就需对所测的溶液从新吸取并稀释到恰当的浓度再测定。 4、试样处理条件的选择 本方法采用酸分解试样，经实验溶液酸度对锰测定影响不大，但呈酸性更容易使近干的盐类溶解，最好是控制盐酸含量在1%至5%间。 5、样液基体对吸收值的影响。 通过所作的校准曲线和标准加入法曲线： 校准曲线Abs=0.16092浓度+0.0111，r=0.9993。标准加入法曲线Abs=0.

8、15948浓度+0.2488，r=0.9995。 从坐标图上直观看，两直线近似平行，但从以上线性方程中可看出，校准曲线和标准加入法曲线斜率相差不大，说明溶液基体对溶液的吸收影响不大，所以可直接采用没有基体的校准曲线来测定，但当测定与大顶矿石基体相差较远的矿石时,为消除基体对测定的影响，最好是采用标准加入法测定（但要注意加入标准溶液后吸收值不要超出线性范围内），考虑到标准加入法测定工作量太大，实际工作中一般可采用简化标准加入法进行测定。以下是采用三种方法测定的结果比较: 序号 样品名称 校准曲线法 标准加入法 简化加入法 1 标样（0.403%Mn） 0.400% 0.399% 0.398% 2

9、 精粉 1.873% 1.863% 1.866% 6、未溶解残渣的影响 锰在酸里极易溶解，即使在晶格里也易于被氢等离子交换出，所以留在残渣里的锰从理论上说应该很少，为进一步验证，我们做以下试验来验证：把溶解液静置后过滤所得的极少量的残渣清洗干净后用1g碳酸钠（无水）作熔剂在铂坩埚中950熔融十分钟，再用稀盐酸浸取，制成溶液，同试样一同进行测定，发现与对比的空白所对应的原子吸收值差别不大。由此可验证以上结论，实际操作中我们不考虑以上残渣对结果的影响。 7、方法的精密度和准确度 （1）精密度试验。为评价方法的精密度，对本公司的三个样品进行4次平行测定（采用校准曲线测得），分析结果见下表： 实际样品

10、分析结果（n=4） 样品号 样品名称 Mn含量（%） 相对标准偏差RSD（%） 重复1 重复2 重复3 重复4 1 二车间精粉 1.881 1.875 1.881 1.885 0.20 2 球团精粉 1.925 1.923 1.925 1.939 0.37 3 场地烧结精粉 2.038 2.015 2.035 2.018 0.56 从表中可看出，相对标准偏差在0.200.56%，具有良好的重复性，也就是说本方法具有良好的精密度。 （2）回收率试验。因为没有与大顶铁矿石含锰这样高标样，我们就用以上实验的场地烧结精粉作为母液，按其平均值2.2026%作为真实值进行回收率试验，则所制的母液浓度为44.052g/ml， Mn加入量分别为50g和100g，结果如下表： 回收率试验结果 样品号 Mn含量（g） 加入Mn量（g） 测得量（g） 回收率（%） 1 88.104(2ml) 50 137.204 98.20 100 186.258 98.15 2 176.208(4ml) 50 225.562 98.71 100 274.553 98.35 3 352.416(8ml) 50 401.420 98.01 100 450.320 97.90 可以看出