三氧化二锑是我国主要的冶金产品，也是重要的白色颜料，其受热后生成烟幕，在材料表面形成保护膜起到阻燃作用，因此该产品主要用作塑料、橡胶等易燃物的协效阻燃剂。由于所用原料不同，三氧化二锑中的杂质成分及含量相差较大。当其作为原料参与生产时，杂质直接进入产品，从而影响产品的物理化学性能。GB／T 4062–2013 中规定了三氧化二锑中部分金属杂质的限量要求，因此快速、准确地测定三氧化二锑中杂质元素的含量，对控制冶炼过程中的各项技术指标至关重要。

  铅作为评价三氧化二锑质量指标的重要杂质元素之一，其含量必须严格控制。GB／T 3253.3–2008 测定三氧化二锑中铅的方法为火焰原子吸收光谱法，其前处理复杂，需重复加氢溴酸挥发去除锑，操作要求较高。电感耦合等离子体发射光谱法操作简便、快速，线性范围宽，已成为现代分析技术中的重要检测手段，采用该方法测定三氧化二锑中铅的研究也有报道，但实验过程相对复杂，耗时较长。笔者选用饱和酒石酸溶液、王水、浓盐酸、浓硝酸、氢氟酸 5 种消解体系分别处理三氧化二锑样品，从消解难易、加热时长、是否易水解等方面进行分析，发现饱和酒石酸溶液、浓盐酸及氢氟酸 3 种消解体系效果最好，且操作简便，可满足快速分析要求。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

  电感耦合等离子体发射光谱仪：5100 VDV 型，美国安捷伦科技有限公司；

  电子天平：[**]B–204S 型，最大负荷为 200 g，感量为 0.1 mg，瑞士梅特勒 – 托利多公司；

  电热板：JH404–2 型，北京盈祥科技有限公司；

  烧杯：材质分别为玻璃和聚四氟乙烯；

  铅标准溶液：1 000 mg／L，美国 [**]ccuStandard 公司；

  酒石酸：分析纯，北京盈祥科技有限公司；

  浓硝酸、浓盐酸：分析纯，北京盈祥科技有限公司；

  氢氟酸：优级纯，北京盈祥科技有限公司；三氧化二锑样品：客户送检；

  实验用水为超纯水，电阻率为 18.2 MΩ · cm。

1.2 溶液配制

  铅标准储备溶液：100 mg／L，移取 10.0 mL 铅标准溶液于 100 mL 容量瓶中，加入 5 mL 硝酸，用水稀释至标线，摇匀。

系列铅标准工作溶液：分别移取 0，0.1，0.5，1.0，1.5，2.0 mL 铅标准储备溶液于数个 100 mL 容量瓶中，加入 2 mL 硝酸，用水定容至标线，配制成质量浓度分别为 0，0.1，0.5，1.0，1.5，2.0 mg／L 的系列铅标准工作溶液。

1.3 仪器工作条件

  发射功率：1 200 W ；冷却气流量：12 L／min ；辅助气流量：1.0 L／min ；载气流量：0.7 L／min ；观测方式：轴向；积分时间：5 s ；分析波长：220.353 nm。

1.4 样品处理

  准确称取 3 份 0.2 g（精确到 0.000 1 g）三氧化二锑样品，其中两份分别置于两个 50 mL 玻璃烧杯中，一份置于 50 mL 聚四氟乙烯烧杯中，然后在 3个烧杯中分别加入 10 mL 饱和酒石酸溶液、10 mL浓盐酸、3 mL 氢氟酸（氢氟酸溶液用聚四氟乙烯烧杯），室温下轻轻摇动消解，消解不完全的试样置于电热板上加热至样品完全溶解。冷却至室温后转移至 50 mL 容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀，静置。每种消解液随同制备一份空白溶液。

2 结果与讨论

2.1 仪器工作条件的优化

  仪器工作条件主要包括发射功率、工作气体（冷却气、辅助气、载气）流量、雾化进样体积、雾化效率和观察高度（一般仪器观察高度是固定的）等，其中发射功率及载气流量是影响分析结果的关键因素。分析单一元素时，通常以获得灵敏度高、背景强度低的仪器参数为依据。因此本实验主要对发射功率和载气流量进行优化。

2.1.1 发射功率

  准确称取 0.2 g（精确到 0.000 1 g）三氧化二锑样品，按 1.4 方法进行样品处理，在其它条件相同的情况下，考察发射功率在 900～1 300 W 范围内变化时对发射强度的影响，如图 1 所示。由图 1 可以看出，随发射功率的增加，谱线发射强度逐渐增大，当发射功率增加到 1 200 W 时，谱线发射强度达到最大，然后随发射功率继续增加发射强度降低。因此选择发射功率为 1 200 W。

图 1 不同发射功率时的谱线发射强度

2.1.2 载气流量

  准确称取 0.2 g（精确到 0.000 1 g）三氧化二锑样品，按 1.4 方法进行样品处理，在其它条件相同的情况下，考察载气流量在 0.55～0.75 L／min 范围内变化时对发射强度的影响，如图 2 所示。

  由图 2 可以看出，载气流量为 0.6 L／min 时发射强度达到最大，然后随载气流量的继续增大，发射强度降低。载气流量在 0.55～0.65 L／min 范围内，背景干扰大，铅谱图基线高低不平，当载气流量为0.7 L／min 时，铅谱图背景干扰小，峰形好，发射强度适中。综合考虑，选择载气流量为 0.7 L／min。

2.2 分析波长的选择

  初选铅元素常用分析谱线182.143，217.000，220.353 nm 对样品溶液进行多次扫描，比较各条谱线的谱图、分析谱线强度和稳定性，选择灵敏度高、背景干扰小、峰形好的谱线作为待测元素的分析谱线，由于样品中铅含量较低，故选用铅最灵敏线220.353 nm 作为分析谱线。

2.3 酸的选择

  精确称取 14 份 0.2 g（精确到 0.000 1 g）三氧化二锑样品，编号为 1～14。将 1～12 号样品置于 50 mL 玻璃烧杯中，将 13～14 号样品置于 50 mL 聚四氟乙烯烧杯中，分别加入不同量的饱和酒石酸溶液、王水、浓盐酸、浓硝酸、氢氟酸进行消解试验，消解用酸及酸度试验结果见表 1。

  由表 1 可知，0.2 g 三氧化二锑固体样品在王水、浓硝酸中溶解度较小，加热状态下在 15 mL 王水中溶解完全，但用水定容至 50 mL 后，由于水解作用有少量沉淀析出，影响测试结果；同时用 15 mL 王水消解时，溶液中酸度为 30%，酸度过大，对仪器腐蚀性较强，因此王水不适合消解试样。0.2 g 试样在20 mL 浓硝酸中仍有大量未溶，因此浓硝酸不适合消解试样。三氧化二锑较易溶于饱和酒石酸溶液，0.2 g 试样在 10 mL 饱和酒石酸溶液中室温下即可大部分溶解，电热板加热 10 min 后溶解完全，用水定容至 50 mL 无沉淀析出，此时溶液酸度为 20%。三氧化二锑易溶于浓盐酸和氢氟酸，0.2 g 试样在 10 mL 浓盐酸以及 3 mL 氢氟酸中室温下即可快速溶解，用水定容至 50 mL 后均无沉淀析出，若不计算酸的挥发损失，此时溶液酸度分别为 20% 和 6%。因此选择 10 mL 饱和酒石酸溶液、10 mL 浓盐酸、3 mL 氢氟酸 3 种消解体系作为三氧化二锑的消解液。

2.4 线性方程及检出限

  在 1.3 仪器工作条件下，由低浓度至高浓度依次对铅系列标准工作溶液进行测定，每个浓度点连续测定 3 次。以铅的质量浓度 x 为横坐标，以该浓度点 3 次测量的光谱强度平均值 y 为纵坐标进行线性回归，得线性回归方程 y=1 858.388 3x+25.479 0，相关系数为 0.999 9，铅的质量浓度在 0～2.0 mg／L范围内与光谱强度呈良好的线性关系。

  根据国际纯粹与应用化学联合会的相关规定，对全流程空白 20% 饱和酒石酸溶液、20% 盐酸溶液、6% 氢氟酸溶液分别进行 11 次测量，计算测定结果的标准偏差，以 3 倍标准偏差所对应的浓度作为铅的检出限，计算结果见表 2。由表 2 可知，3 种消解体系的检出限分别为 0.007 8，0.008 7，0.003 6 mg／L，表明该方法灵敏度较高。

2.5 精密度试验

  在 1.3 仪器工作条件下，对含有 0.5 mg／L 铅的20% 饱和酒石酸溶液、20% 盐酸溶液、6% 氢氟酸溶液连续测定 6 次，结果见表 3。由表 3 可知，测定结果的相对标准偏差为 0.9%～2.4%（n=6），满足实验室质量控制规范要求。

2.6 加标回收试验

  分别精确称取多份 0.2 g 三氧化二锑样品（铅的本底值为 36 mg／kg）于烧杯中（氢氟酸溶液用聚四氟乙烯烧杯），分别加入 100，700 μL 的铅标准储备溶液，放置 10 min，待铅标准储备溶液与样品充分接触后，再分别用饱和酒石酸溶液、浓盐酸、氢氟酸溶解，将溶解液移入 50 mL 容量瓶中，加水定容至标线，摇匀，在 1.3 仪器工作条件下平行测定 6 次，测定结果分别见表 4 和表 5。

  由表 4 和表 5 可知，３种消解方法在加标量为0.2 mg／L 时的回收率分别为 96.2%，96.7%，97.6% ；在加标量为 1.4 mg／L 时的回收率分别为 99.4%，99.2%，100.4%，测定结果的相对标准偏差分别为0.9%～4.3%，0.7%～4.5%，1.0%～4.1%(n=6)。 高、低浓度加标回收率均较好。

3 结语

  确定了三氧化二锑样品的 3 种消解体系，三氧化二锑易溶于饱和酒石酸溶液、浓盐酸和氢氟酸，当酸度分别达到 20%，20%，6% 时，不会生成锑酸盐沉淀；其中浓盐酸、氢氟酸常温即可快速溶解试样。用电感耦合等离子体发射光谱法直接测定铅含量，饱和酒石酸溶液、浓盐酸、氢氟酸 3 种消解液体系的检出限分别为 0.007 8，0.008 7，0.003 6 mg／L，平均加 标 回 收 率 分 别 为 96.2%～99.4%，96.7%～99.2%，97.6%～100.4%，该方法检测结果准确可靠，操作简便，试剂用量少，成本低，适用于产品质量和生产过程控制分析，可满足快速分析要求。