v锌具有优良的综合性能，广泛应用于医药、汽车、建筑、电磁屏蔽、煤矿、电镀等领域。因此锌的社会需求量日益上升。目前全球约 80% 的锌通过湿法冶炼生产，每生产 1 t 锌至少产生 0.5 t 锌浸出渣。我国年产精炼锌 500 万吨以上，每年产生锌冶炼渣超过 200 万吨。冶炼渣堆存量的迅猛增长，造成大量土地资源的浪费。同时，锌冶炼渣中含有大量铜、铅、锌、铁、镉等重金属离子，一方面，重金属离子和其它有害组分渗入地下，造成土壤和水体污染；另一方面，冶炼渣风干后随扬尘进入大气，造成空气污染。合理回收利用锌冶炼渣，提高资源利用率，保护环境，对锌生产企业具有重要的经济效益，因此测定锌冶炼渣中元素的组成及含量具有重要意义。

  电感耦合等离子体原子发射光谱法具有精密度好、准确度高、检出限低、基体效应小、线性范围宽、分析速度快等优点，可同时测定高、中、低含量及痕量组分，已广泛应用于稀贵金属［、矿石、合金、环境、钢铁、食品、药品、化工、考古、动植物等领域。锌精矿、焙砂及再生锌原料中多元素测定的 ICP–AES 法已有研究，但锌冶炼浸出渣中多元素测定的 ICP–AES 法未见报道。笔者采用硝酸 – 盐酸 – 氢氟酸 – 高氯酸四酸溶解样品，建立了电感耦合等离子体原子发射光谱同时测定锌冶炼酸浸渣中铅、铜、铁、镉、钴、镍、锑、钙、镁、铝、砷、锰 12 种元素的方法。该方法简单、快速，具有较高的准确度和精密度，适用于锌冶炼酸浸渣样品中多元素同时测定，对锌冶炼行业具有重要的应用价值。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

  电感耦合等离子体原子发射光谱仪：iCAP 7000 SERIES 型，美国赛默飞世尔科技有限公司；

  电子天平：ME204E 型，感量为 0.000 1 g，瑞士梅特勒 – 托利多测量技术有限公司；

  箱式电阻炉：RX2–14–13／1232 型，湖南长沙长实电炉厂；

  烘箱：DHG–9070A 型，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；

  高纯铜片：纯度为 99.999%，高纯铅粒、高纯镉粒：纯度为 99.999%，北京盈祥科技有限公司；

  高纯镍、高纯锑、高纯锰：纯度分别为 99.995%，99.999% 和 99.90%，北京盈祥科技有限公司；

  高纯锌粒：纯度为 99.99%，钴粉：纯度为 99.99%，铝粉、碳酸钙：纯度为 99.99%，北京盈祥科技有限公司；

  三氧化二铁：纯度为 99.99%，北京盈祥科技有限公司；

  三氧化二砷：纯度为 99.95%，氧化镁：光谱纯，盐酸：优级纯，北京盈祥科技有限公司；

  硝酸：优级纯，氢氟酸：优级纯，北京盈祥科技有限公司；

  高氯酸：优级纯，天津市鑫源化工有限公司；锌精矿成分分析标准物质、多金属贫矿石成分分析标准物质：编号分别为 GBW 07168(GSO–7) 和GBW 07162(GSO–1)，廊坊中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所；

  锌冶炼酸浸渣：YLZKY–01，YLZKY–02，西部矿业股份有限公司锌业分公司；

  实验用水为一级水。

1.2 标准溶液的配制

1.2.1 标准储备溶液

  （1）铜、铅、镉、镍、锑标准储备溶液：1.000 mg／mL，分别将高纯铜片、高纯铅粒、高纯镉粒、高纯镍、高纯锑粒用硝酸溶液 (1+9) 处理表面氧化层，然后用水和乙醇洗涤、风干。准确称取处理后的高纯铜片、高纯铅粒、高纯镉粒、高纯镍、高纯锑粒各 0.200 0 g 分别置于 5 个 250 mL 烧杯中，加入 20 mL 硝酸溶液(1+1)，盖上表皿，低温加热，溶解完全，取下，冷却，分别移入 5 只 200 mL 容量瓶中，水洗表皿及杯壁，洗涤液移入容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。

 （2）钴、锰标准储备溶液：1.000 mg／mL，准确称取钴粉、高纯锰各 0.200 0 g 于 2 个 250 mL 烧杯中，加入 20 mL 硝酸溶液 (1+1)，盖上表皿，低温加热，溶解完全，取下，冷却，分别移入 2 只 200 mL 容量瓶中，水洗表皿及杯壁，洗涤液移入容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。

  （3）铁标准储备溶液：1.000 mg／mL，准确称取0.286 0 g 经 900℃灼烧 1 h 的三氧化二铁于 250 mL烧杯中，加入 20 mL 盐酸溶液 (1+1) 微热溶解，冷却后移入 200 mL 容量瓶中，水洗杯壁，洗涤液移入容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。

  （4）钙标准储备溶液：1.000 mg／mL，准确称取0.499 4 g 经 120℃烘干 2 h 的碳酸钙于 250 mL 烧杯中，加入 20 mL 除过二氧化碳的水，盖上表面皿，沿杯壁分次加入 20 mL 盐酸溶液 (1+1) 溶解，煮沸，取下，冷却，然后移入 200 mL 容量瓶中，水洗表皿及杯壁，洗涤液移入容量瓶中，以除过二氧化碳的水定容至标线，摇匀。

 （5）镁标准储备溶液：1.000 mg／mL，准确称取1.658 3 g 经 800℃烘干 2 h 的氧化镁于 250 mL 烧杯中，加入 20 mL 除过二氧化碳的水，滴加盐酸溶液 (1+1) 至完全溶解，并不断搅拌，加入 10 mL 盐酸，加热除去氮氧化物，冷却，然后移入 1 000 mL 容量瓶中，水洗杯壁，洗涤液移入容量瓶中，以除过二氧化碳的水定容至标线，摇匀。

 （6）铝、砷标准储备溶液：1.000 mg／mL，准确称取铝粉 0.200 0 g、三氧化二砷 0.264 1 g 分别于 2个 250 mL 烧杯中，加入 10 mL 盐酸溶液 (1+1) 微热溶解，取下，冷却，然后分别移入 2 只 200 mL 容量瓶中，水洗杯壁，洗涤液移入容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。

  （7）锌标准储备溶液：200 mg／mL，准确称取40.00 g 高纯锌粒于 250 mL 烧杯中，少量多次加入约 150 mL 硝酸溶液 (1+1)，盖表皿，低温加热，溶解完全，取下，冷却，然后移入 200 mL 容量瓶中，用水洗表皿及杯壁，洗涤液移入容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。

1.2.2 混合标准工作溶液

  （1）混 合 标 准 工 作 溶 液 A ：100.0 μg／mL，准确移取铜、铅、铁、镉、钴、镍、锑单标储备溶液各20.00 mL 于 200 mL 容量瓶中，加入 10 mL 硝酸，用水定容至标线，摇匀。

 （2）混合标准工作溶液 B ：100.0 μg／mL，准确移取钙、镁、铝、砷、锰单标储备溶液各 20.00 mL置于 200 mL 容量瓶中，加入 10 mL 硝酸，用水定容至标线，摇匀。

1.2.3 系列混合标准工作溶液

  （1）系列混合标准工作溶液 A ：准确移取 0.00，0.10，1.00，10.00 mL 混合标准工作溶液 A，分别置于 4 只 100 mL 容量瓶中；准确移取铜、铅、铁、镉、钴、镍、锑 单 标 储 备 溶 液 各 5.00 mL 于 第 5 只 100 mL 容量瓶中，分别向 5 只容量瓶中加入 5 mL 硝酸，用水定容至标线，摇匀，配制成铜、铅、铁、镉、钴、镍、锑的质量浓度均为 0，0.10，1.00，10.00，50.00μg／mL 的系列混合标准工作溶液 A。

  （2）系列混合标准工作溶液 B ：准确移取 0.00，0.10，0.50，1.00，10.00 mL 混合标准工作溶液 B，分别置于 5 只 100 mL 容量瓶中，然后向每个容量瓶中各加入 5 mL 硝酸，用水定容至标线，摇匀。配制成 钙、镁、铝、砷、锰 的 质 量 浓 度 均 为 0，0.10，0.50，1.00，10.00 μg／mL 的系列混合标准工作溶液 B。

1.3 仪器工作条件

  RF 功 率：1 150 W ；冷 却 气 流 量：12 L／min ；辅助气流量：0.5 L／min ；载气流量：0.5 L／min ；观测高度：15 mm ；积分时间：长波 5 s，短波 10 s ；开机稳定时间：30 min ；仪器分辨率：不大于 0.04 nm ；各元素分析谱线见表 1。

1.4 样品处理

  准确称取 0.100 0～0.500 0 g 样品于 150 mL 聚四氟乙烯烧杯中，加入少量水润湿，再加入 15 mL硝酸，低温加热溶解，然后加入 5 mL 盐酸、5 mL 氢氟酸、5 mL 高氯酸 ( 每加一种试剂均需摇匀 )，低温继续加热，当样品溶液蒸发至呈湿盐状时，取下，冷却。用少量水冲洗杯壁，加入 10 mL 盐酸 – 硝酸混合溶液（盐酸与硝酸体积比为 9∶1），加热煮沸溶解盐类，冷却后移入 100 mL 容量瓶中，用水定容至标线，摇匀，过滤，待测。随同样品做空白实验。

2 结果与讨论

2.1 样品溶解方式的选择

  锌冶炼酸浸渣中二氧化硅含量较高，成分复杂，为保证样品完全溶解，采用硝酸 – 盐酸 – 氢氟酸 – 高氯酸四酸溶解。

2.2 酸度的选择

  按 1.4 方法处理样品，选择盐酸 – 硝酸混合溶液体积分数分别为 2%，5%，10% 进行酸度试验，结果见表 2。由表 2 可知，当盐酸 – 硝酸混合溶液的酸度为 10% 时，各元素的测定值与参考值基本吻合，测定结果稳定，故选择酸度为 10% 的盐酸 – 硝酸混合溶液。

2.3 基体干扰

  在系列混合标准工作溶液 A 和 B 中分别加入不同量的锌标准储备溶液，考察锌基体浓度分别为0，200，400，600 μg／mL 时对测定结果的影响，结果见表 3。由表 3 可知，不同锌基体浓度时的测定值与不加锌基体时基本吻合，表明锌基体浓度不大于 600 μg／mL 时对待测元素无干扰。

2.4 线性方程与检出限

  在 1.3 仪器工作条件下，对系列标准工作溶液A 和 B 进行测定，以待测元素的质量浓度 (x) 为横坐标，以光谱强度 (y) 为纵坐标，绘制标准工作曲线，计算线性方程和相关系数。对空白溶液连续测定 11次，以 3 倍标准偏差所对应的浓度作为各元素的检出限。各元素的线性范围、线性方程、相关系数、检出限及测定下限见表 4。由表 4 可知，铜、铅、铁、镉、钴、镍、锑的质量浓度在 0.10～50 μg／mL 范围内，钙、镁、铝、砷、锰的质量浓度在 0.10～10 μg／mL 范围内与光谱强度呈良好的线性关系，相关系数均大于 0.999，方法检出限为 0.002 1～0.025 5 μg／mL。

2.5 加标回收试验

  对 多 金 属 贫 矿 石 成 分 分 析 标 准 物 质 GBW 07162（铜、铅、铁、镉、锰、锑、钙、镁、铝、砷）、实验室内 控 样 品 YLZKY–01（钴）和 YLZKY–02（镍）进行加标回收试验，结果见表 5。由表 5 可知，样品加标回收率为 99.0%～100.3%，表明该方法具有良好的准确度。

2.6 精密度试验

   按 1.4 方法对锌冶炼酸浸渣样品进行处理，在1.3 仪器工作条件下连续测定 6 次，结果见表 6。由表 6 可知，12 种元素测定结果的相对标准偏差为0.012%～1.87%，表明该方法具有较高的精密度。

2.7 样品分析

  用所建方法对锌精矿成分分析标准物质 GBW 07168、实验室内控样品 YLZKY–01 和 YLZKY–02进行测定，结果见表 7。由表 7 可知，标准物质和内控样品的测定值与参考值基本一致，相对误差为0.00～3.33%，满足检测要求。

3 结语

  采用硝酸 – 盐酸 – 氢氟酸 – 高氯酸四酸溶解样品，建立了电感耦合等离子体原子发射光谱同时测定锌冶炼酸浸渣中 12 种元素的分析方法。该法简单、快速，具有较高的准确度和精密度，适用于锌冶炼酸浸渣样品中多种元素同时测定，有较好的应用前景，值得在行业内推广。