微波溶樣發(fā)射光譜法測(cè)定巖石樣品中的痕量金

王云玲，盧 兵，盧安民

（遼陽(yáng)市武警黃金四支隊(duì) 化驗(yàn)室，遼寧 遼陽(yáng) 111000）

隨著化學(xué)分析儀器的進(jìn)一步發(fā)展，微波儀器已成為用于研究化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和機(jī)理的重要新手段。微波消解使樣品準(zhǔn)備比常規(guī)方法所用試劑更少、更快、更安全，已得到了廣泛的應(yīng)用。微波能明顯促進(jìn)酸混合物加熱消化過(guò)程，減少酸的不純對(duì)檢測(cè)的干擾[1]。筆者結(jié)合微波消解技術(shù)采用二米光柵攝譜儀，對(duì)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，精密度和準(zhǔn)確度較好，能夠滿足巖石樣品中痕量金的測(cè)定要求[2]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器

WP-075型兩米平面光柵射譜儀（北京地質(zhì)儀器廠）；MSP-100D型微波消解系統(tǒng)（北京雷明科技有限公司）；WPF-2交流電弧發(fā)生器（北京地質(zhì)儀器廠）；WCD型測(cè)微光度計(jì)（北京地質(zhì)儀器廠）；震蕩機(jī)（自制）。

1.2 儀器工作條件

射譜儀：中心波長(zhǎng)300nm，中間光欄2.2mm，狹縫寬度1μm，狹縫高度1mm；激發(fā)條件：電流11A，曝光時(shí)間20s；測(cè)光條件：在狹縫寬度11μm、高11mm、P標(biāo)尺條件下測(cè)出譜線黑度；微波消解樣品的工作條件：以50%王水消解樣品，采用梯度升壓方式進(jìn)行微波加熱，分別在一檔0.5MPa加熱1min,二檔0.1MPa下加熱2min，三檔1.5MPa加熱3min，可使樣品完全消解。

1.3 試劑

HCl（A.R.）；HNO3（A.R.）；分別為 500、10 和1μg·mL-1的金標(biāo)準(zhǔn)溶液各一瓶（500mL）；氟化氫銨（A.R.固體）；碳粉（S.P.）。

1.4 樣品的測(cè)定方法

稱取已研磨均勻的樣品10g于坩堝中，放入馬弗爐中，在650℃的溫度下恒溫2h，冷卻后移入聚四氟乙烯消化罐內(nèi)，加入30mL新配制的1∶1王水和1g固體氟化氫銨，搖勻后按微波消解系統(tǒng)操作規(guī)程，采用梯度升壓的方法進(jìn)行微波加熱，分別在0.5MPa加熱2min，0.8和1.0MPa壓力下各加熱3 min，使樣品消解完全。樣品冷卻至室溫，再加水稀釋至100mL后投入已處理好的泡塑，加蓋密封后放在震蕩機(jī)上震蕩50min。取出泡塑洗凈，用濾紙條包好后放入坩堝中，在馬弗爐中逐漸升溫至600℃恒溫30min，取出冷卻，加入緩沖劑碳粉，用玻璃棒攪勻后全部裝入一支電極，進(jìn)行光譜測(cè)定。進(jìn)入微量金結(jié)果報(bào)出計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件界面，輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)曲線和樣品測(cè)試結(jié)果自動(dòng)生成，然后儲(chǔ)存并打印出樣品測(cè)試結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1 微波消解液的選擇

采用微波消解技術(shù)可以縮短溶樣時(shí)間，減少環(huán)境污染。經(jīng)過(guò)條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)[3]，選擇1∶1王水30mL,采用梯度升壓方式按0.5MPa壓力下加熱2min，0.8和1.0MPa壓力下加熱3min進(jìn)行微波消解，獲得了滿意的溶解效果。

2.2 泡塑載體的選擇和預(yù)處理

首先，從泡塑物理性質(zhì)方面，要選擇比重小、擴(kuò)張強(qiáng)度大、撕裂強(qiáng)度大、永久變形小的泡塑作為吸附痕量金的載體；其次，在大批量購(gòu)買泡塑前，應(yīng)選取幾種泡塑樣品做灼燒殘?jiān)鼘?shí)驗(yàn)，選擇灰份最小的泡塑作為吸附金的載體。最后，泡塑放入蒸餾水中，煮沸1h，去除雜質(zhì)碎屑，減小泡塑的表面張力，使泡塑更容易與溶液接觸，增加吸附率。

2.3 王水介質(zhì)對(duì)泡塑吸附率的影響

稱取標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW072445份，按1.4實(shí)驗(yàn)方法操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 酸度對(duì)泡塑吸附率的影響Tab.1 Effect of acid on PUFP adsorbed rate

表1實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著介質(zhì)酸度的增加，回收率會(huì)呈現(xiàn)拋物線變化，這說(shuō)明過(guò)低或過(guò)高的酸度會(huì)對(duì)泡塑吸附率產(chǎn)生影響。酸度應(yīng)控制在5%～40%內(nèi)，王水濃度＜5%時(shí)，一方面會(huì)影響金絡(luò)陰離子的穩(wěn)定性，另一方面又會(huì)導(dǎo)致玻璃器皿對(duì)金絡(luò)陰離子的吸附，使測(cè)量結(jié)果偏低；當(dāng)酸度＞40%時(shí)，由于王水的強(qiáng)腐蝕性，使泡塑出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，吸附率降低。因此，最佳吸附酸度為10%，此時(shí)泡塑對(duì)金的吸附率可達(dá)95%以上。

2.4 振蕩吸附時(shí)間對(duì)泡塑吸附率的影響

稱取標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW072455份，按1.4實(shí)驗(yàn)方法操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 振蕩吸附時(shí)間對(duì)泡塑吸附率的影響Tab.2 Effect of time on PUFP adsorbed rate

表2實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著振蕩吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，吸光度值會(huì)呈上升趨勢(shì)，泡塑吸附率由低到動(dòng)態(tài)飽和，繼續(xù)增加振蕩吸附時(shí)間，只能降低工作效率，因此，本實(shí)驗(yàn)選擇振蕩吸附時(shí)間為50min。

2.5 溫度對(duì)泡塑吸附率的影響

溫度對(duì)泡塑吸附影響很大，以16～24℃最為理想，當(dāng)溫度超過(guò)35℃時(shí)，吸附率明顯下降，且重現(xiàn)性變得很差，因此，操作必須在低于35℃的條件下進(jìn)行。

2.6 方法的回收率

移取金的標(biāo)準(zhǔn)工作液0.25、0.5、…、15mL于消化罐內(nèi)，按1.4方法進(jìn)行測(cè)定。試驗(yàn)結(jié)果，金在1.0～150×10-9范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，檢出限0.3×10-9，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD為4.0%。

按試驗(yàn)方法對(duì)樣品進(jìn)行分析并加入一定量的金標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行回收試驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 巖石樣品中的金加標(biāo)回收率Tab.3 Recycle rate of the method Au

2.7 精密度

為了驗(yàn)證測(cè)定方法的精密度，分別采用巖石樣品及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 方法的精密度Tab.4 Precision test of the method Au

2.8 檢出限

按本方法測(cè)定條件對(duì)空白樣品平行測(cè)定12次計(jì)算其平均值，再加上其3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差即為金的檢出限。測(cè)定結(jié)果為ω（Au）=0.30×10-9。

表5 方法的檢出限Tab.5 The detection limit of the method Au

2.9 樣品分析

按1.4試驗(yàn)方法測(cè)定國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中痕量金，結(jié)果見(jiàn)表6?？梢钥闯鲈摲椒軡M足檢測(cè)的需求。

表6 分析結(jié)果對(duì)照Tab.6 Contrast result ω（Au）/10-9

3 結(jié)論

相對(duì)于傳統(tǒng)的溶樣方法微波溶樣具有更大的優(yōu)勢(shì)，微波直接向樣品釋放能量,避免了傳統(tǒng)方式中能量的損失，樣品分解進(jìn)行得更精確和徹底。用微波溶樣結(jié)合發(fā)射光譜法測(cè)定巖石樣品中的痕量金，由測(cè)定結(jié)果可以看出：該測(cè)定方法的靈敏度高、準(zhǔn)確度好，能夠滿足地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試質(zhì)量管理規(guī)范的要求。

［1］北京礦冶研究總院.礦石及有色金屬分析手冊(cè)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1990.

［2］地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試質(zhì)量管理規(guī)范（DZ/T0130-2006）.

［3］鄔春華，呂元琦，袁倬斌.微波消解原子熒光光譜法測(cè)定生物樣品中砷汞［J］.理化檢驗(yàn) - 化學(xué)分冊(cè)，2006，42（1）.