原子吸收测定铝土矿中锰的方法探究
摘要：同一试样不同方法，方法一：试样经盐酸、硝酸加热溶解成小体积，用盐酸浸提；方法二：碱熔除硅，用滤液测定锰的含量。两法对比得出酸溶操作简便、准确、快速。适用于铝土矿中单锰或氧化锰的测定。
关键词：原子吸收；铝土矿；锰；氧化锰
文章编号：1004-7026（2016）03-0120-02 中国图书分类号：P575 文献标志码：A
随着工业的发展，锰及其化合物应用于国民经济的各个领域。其中钢铁工业是最重要的领域，用锰量占90%～95%，主要作为炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂，以及用来制造合金。其余10%～5%的锰用于其他工业领域，如化学工业（制造各种含锰盐类）、轻工业（用于电池、火柴、印漆、制皂等）、建材工业（玻璃和陶瓷的着色剂和褪色剂）、国防工业、电子工业，以及环境保护和农牧业，等等。总之，锰在国民经济中具有十分重要的战略地位。同时人们对耐火材料和高铝水泥的需求越来越大。而铝土矿则是制造这些的主要原料。铝土矿是一种土状矿物，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要组成，并包含数量不等的高岭石、蛋白石、赤铁矿、针铁矿等。此外，铝土矿的用途十分广泛，例如化学制品以硫酸盐、三水化合物及氯化铝等产品应用于造纸、纯净水、陶瓷及石油精炼方面；活性氧化铝在化学、炼油、制药工业上可作催化剂、触媒载体及脱色、脱水、脱气、脱酸、干燥等物理吸附剂。铝土矿中锰的测定一般采用原子吸收光谱法和高碘酸钾光度法。本文介绍了如铝土矿中单独需要锰的含量，则采用盐酸、硝酸分解样品，用盐酸作为浸提剂，取放置澄清的溶液直接用原子吸收法测定锰的含量。此法简便、准确、快速，适用于铝土矿中锰或氧化锰的测定。
1 实验部分
1.1 主要仪器
天平（CP124s）
烘箱（YLD-2000）
干燥器
100mL烧杯及小表面皿
25mL镍坩埚
坩埚钳
250mL烧杯及表面皿
玻璃棒
中速定量滤纸
100mL容量瓶
马弗炉MFLC-1/12（天津拓至明实验仪器技术开发有限公司）
S2 AA System（Thermo）即（AAS-S2）
Mn空心阴极灯（北京曙光明电子光源仪器有限公司KY-2）
1.2 试剂
盐酸（分析纯）；
硝酸（分析纯）；
氢氧化钠（分析纯）；
无水乙醇（分析纯）；
明胶（分析纯）（1%）；
锰的标准溶液：按原子吸收分析规程配成1mg/mL储备液。再分取相应的储备液配制成标准曲线的系列。用空气一乙炔火焰，于波长279.5nm处测量吸光度。绘制校准曲线。
实验室用水为去离子水。
1.3 分析步骤
①由于铝土矿吸水性较强，所以所测试样应在105℃烘1～2h，然后取出放入干燥器中冷却。
②方法一：称取0.5000g干燥后的国家一级标准物质GBW07177和GBW07178各三份于100mL干净的烧杯中，随同试样进行双份空白。加入盐酸15-20mL，盖上小表面皿，放于200℃左右的电热板中加热熔融3-5min，继续加入硝酸5mL，反应至杯底剩余2mL左右取下冷却；往烧杯中加入5mL盐酸，放于电热板上加热溶解，待溶解完全后，取下冷却，将提取液连同残渣冲入100mL容量瓶中，稀释至刻度摇匀，放置澄清待测。
③方法二：称取0.5000g干燥后的国家一级标准物质GBW07177和GBW07178各三份于25mL镍坩埚中，滴几滴乙醇润湿样品，加4-5gNaOH，放于电炉子上低温加热，待固体融化后，放于已升温至700℃的马弗炉中，待温度升至700～C时计时15min；（或从低温把镍埚放入升至700℃计时），取出稍冷后放于250mL烧杯中，加少许热水盖上表面皿，待反应不剧烈后，用坩埚钳钳起坩埚加热水提取，提取干净后，用少许1：1的稀盐酸冲洗镍埚，再用热水冲洗干净即可。往上述烧杯中加30mL左右的浓盐酸，加一支玻璃棒，放于电热板上加热溶解，温度不宜过高，防止溅出。待试样蒸成湿盐状后取下。加20mL左右的浓盐酸，煮开大概2min，加入10mL左右的已配好的明胶（1%）。搅拌150下左右.放置2h以上，用中速定量滤纸过滤，用5%的热盐酸冲洗，滤液用100mL容量瓶承接，冷却后定容待测。
④上述溶液在原子吸收AAS-S2上测定，计算锰的含量。
式中：
ρ2——从工作曲线上查得试样溶液的锰量，（μg/mL）；
ρ2——从作曲线上查得空白实验溶液的锰量，（μg/mL）；
v——试料溶液总体积，（mL）；
m——样品质量，经吸附水校正，（g）；
V1——分取试料溶液体积（mL）。
2 结果与讨论
2.1 样品前处理条件和上机条件的确定
2.1.1 样品前处理注意事项。酸溶时注意电热板温度不宜过高，以防样品崩溅，使得测定结果偏低。温度也不宜过低，以防试样不能充分溶解。
碱熔时注意温度不宜过高，因烧杯中提取溶液体积过大，易崩溅。蒸发至湿盐状是指析出固态盐类，搅动盐类时烧杯底没有糨糊状物质，盐类不再黏成一团，而成松散状，应正确掌握。加动物胶凝聚硅酸时，应将动物胶溶液搅拌至与所有盐类充分接触，包括在蒸发溶液时爬至烧杯壁上的盐类。碱熔的滤液还可作Al2O3、Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、P2O5的测定。
碱熔时加入乙醇的目的是为了让熔块易溶于近沸的水中，容易提取。
使用原子吸收测定样品时，一定要配备稳压器，电压低于220v时，从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光能量被减弱，使得结果偏低，影响分析质量；电压超过220v时，光能量过强，仪器读数极不稳定，同样影响分析结果。
2.1.2 仪器工作条件
2.1.3 方法准确度与精密度。按照实验不同方法对国家一级标准物质进行12次平行测试，计算准确度和精密度，见表3。
2.1.4 方法检出限。按照本文实验方法对12份样品空白进行测定，以3倍标准偏差（3s）计算方法检出限（Ln），见表4。
结束语
通过酸碱两种方法对比，可以看出酸溶矿的方法精密度和准确度既符合要求又降低了成本。而且简便、快速、周期短。适用于铝土矿中锰测定。
