泡沫吸附-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定低品位金礦樣中痕量金

劉海波 黃 麗 張 園*

（1.廈門紫金礦冶技術(shù)有限公司 福建廈門 361101；2.廈門出入境檢驗(yàn)檢疫局）

1 前言

依據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測，國家對礦產(chǎn)品的需求量將不斷增加。就黃金資源而言，我國存在短缺和開發(fā)利用總體水平不高的狀況。分析認(rèn)為，近十年內(nèi)黃金是屬于不能保證我國工業(yè)迅速發(fā)展需求的礦種之一。因此，合理開發(fā)利用金礦資源，特別是低品位的黃金礦產(chǎn)，意義十分重要和深遠(yuǎn)。

常用礦樣中金的分析方法有火試金法、活性炭吸附原子吸收光譜法、溶劑萃取分離容量法及離子交換樹脂分離容量法等[1-5]。火試金法作為金檢測仲裁方法可滿足此類低品位金的檢測，但耗時(shí)長、重金屬污染；原子吸收光譜法[6-9]、容量法[10]檢測速度快、操作簡單，但檢出限較差，難以保證此類低品位金的檢測準(zhǔn)確度；ICP-MS具有線性范圍廣、檢出限低等優(yōu)點(diǎn)，可解決低品位金的檢測，但其價(jià)格昂貴，一般礦山企業(yè)難以配備；與火試金法、活性炭吸附與溶劑萃取分離法及離子交換樹脂分離法等測定金的方法相比，ICPOES[10]具有操作快速簡便、檢出限低、靈敏度高、精密度好等特點(diǎn)，適用于大批量低品位金礦的檢測。

常規(guī)的泡沫吸附-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法由于采用硫脲解脫，引入硫脲基體，導(dǎo)致在測定時(shí)儀器不穩(wěn)定，致使重復(fù)性及檢出限變差。本研究在前人工作[11]的基礎(chǔ)上，對泡沫塑料進(jìn)行灰化處理，通過酸度研究試驗(yàn)，在10%王水介質(zhì)中對低品位金礦石中痕量金進(jìn)行檢測。

2 材料與方法

2.1 材料

2.1.1 試驗(yàn)樣品

試驗(yàn)樣品為低品位金礦石，來源于野外探礦。

2.1.2 儀器

Optima 2100DV 電耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀：美國PE公司；HY-8型調(diào)速振蕩器：常州國華電器有限公司。

2.1.3 試劑

高純金：99.999%，紫金礦業(yè)黃金冶煉廠研制；鹽酸、硝酸：優(yōu)級純；氯化鉀、無水乙醇：分析純；實(shí)驗(yàn)用水：如無特殊說明，為去離子水，符合實(shí)驗(yàn)室三級水標(biāo)準(zhǔn)；（1+1）王水：水、鹽酸及硝酸（4：3：1）；聚胺酯泡沫塑料：市售；

2.2 方法

2.2.1 儀器主要工作參數(shù)

表1 ICP-OES儀器工作參數(shù)

ICP-OES法中功率、載氣流量等均是非常重要的儀器條件，通過正交實(shí)驗(yàn)對其進(jìn)行優(yōu)化，以測量的靈敏度、信噪比、測量的精密度為參考指標(biāo)，優(yōu)化參數(shù)見表1。

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

10%氯化鉀溶液：取氯化鉀10g，溶解在100mL水中；

金標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：稱取0.1000g高純金于100mL燒杯中，加入10mL王水，沸水浴蒸發(fā)至近干；取下加入1mL HC1，1滴10%氯化鉀溶液，繼續(xù)在沸水浴上蒸至近干；取下加入少量水，微熱使鹽類全部溶解，冷卻至室溫；移人盛有10mL HC1的1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻；此溶液ρ(Au)=100μg/mL，逐級稀釋成2.00 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.2.3 樣品處理

準(zhǔn)確稱取10.0-20.0 g試樣于瓷舟或50mL瓷坩堝中，于低溫馬弗爐中逐漸升至650℃保持2h。若樣品中硫或有機(jī)碳含量較高，應(yīng)適當(dāng)延長焙燒時(shí)間。取出冷卻后移入250或300mL三角瓶中，用少量水潤濕樣品，加入55-60mL新配制的王水在電熱板上低溫加熱溶解，保持微沸狀態(tài)約40min，直至溶液體積在15mL-20mL；加水稀釋至約100mL，將溶液冷卻至室溫后，放入0.2-0.5g泡沫塑料，振蕩30min；取出泡沫塑料，用水沖洗去殘?jiān)八幔瑪Q去水分，轉(zhuǎn)入瓷坩鍋中，滴加一滴無水乙醇，放入低溫馬弗爐中逐漸升溫至400℃灰化；冷卻后，加入1mL王水，用水沖洗坩鍋壁，水浴溶解，移入比色管中定容至10ml，按表1設(shè)置的儀器工作參數(shù)，上機(jī)測定。

2.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

分別移取2.00 μg/mL的金標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、8.00mL于100mL容量瓶中，加入5mL王水，稀釋至刻度，得到ρ（Au）=0.00、10.00、20.00、40.00、60.00、80.00、160.0 ng/mL的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

3 結(jié)果與討論

3.1 譜線的選擇

研究被測元素譜線的輪廓圖形，觀察譜線附近的干擾及背景影響情況。通過查閱譜線表，選擇被測元素較為靈敏、背景低、信背比高、檢出限低的譜線267.595nm作為分析用譜線。

3.2 泡沫塑料的選擇

泡沫塑料是非化學(xué)試劑，作為一種吸附載體在金的分析過程起著不可替代的作用，因此泡沫塑料的選擇及活化非常重要。本研究選用市售聚氨酯泡沫塑料，修邊剪成0.1-0.2g的小塊，經(jīng)過10%鹽酸煮沸10min后以水漂洗，擠干后備用。

按上述實(shí)驗(yàn)方法，分別加入不同量的金，結(jié)果表明0.1g 泡沫塑料足以對300μg以內(nèi)的金吸附完全，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。綜合考慮，實(shí)驗(yàn)中選用泡塑量為0.1-0.2g。

表2 泡沫對金的吸附效果

3.3 泡沫塑料吸附時(shí)間選擇

在室溫下，選取10、20、30、40、60、80、100 min分別試驗(yàn)測定吸附率。結(jié)果表明，泡沫塑料吸附時(shí)間在30min時(shí)，吸附率達(dá)到最大值；增加吸附時(shí)間，吸附率不再增加。因此，本實(shí)驗(yàn)選擇吸附時(shí)間為30min。

3.4 王水濃度對金回收率影響

在泡塑吸附測定金含量的方法中，王水既是溶解金的試劑，它的濃度也直接影響著泡塑對金的吸附率。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方法，改變王水的濃度，所得結(jié)果如表3，因此，在實(shí)驗(yàn)中王水濃度選擇控制在15%。

表3 溶液酸度對吸附率的影響

3.5 共存離子的影響

按照實(shí)驗(yàn)方法，如樣品中含有硫、砷等元素，大部分可通過灼燒除去。本研究針對樣品中可能存在的常規(guī)元素進(jìn)行干擾試驗(yàn)，選擇于10μg金標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入不同質(zhì)量的常規(guī)元素，進(jìn)行金的泡沫吸附，定容至100mL容量瓶中，并測定其回收率（見表4）。

表4 共存離子的影響

從表4的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，本方法具有較好的選擇性，表中這些常規(guī)金屬元素基本不干擾金的測定。

3.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線及方法檢出限

按照儀器工作條件對標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線可以看出曲線的線性較好，相關(guān)系數(shù)為0.99996。對空白溶液進(jìn)行11次測定，計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)的試液濃度為檢出限，由此計(jì)算得出金的檢出限為0.52ng/g。

3.7 方法準(zhǔn)確度和精密度

按照上述的樣品前處理及儀器工作條件，選擇國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07245、GBW07246、GBW07248分別平行測定，考察方法的準(zhǔn)確度和精密度，結(jié)果見表5。

3.8 方法回收率

選擇國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，方法回收率為98.0%-102.7%（見表6）。

表5 方法準(zhǔn)確度和精密度

表6 方法加標(biāo)回收率

表7 方法比對（n=6）

3.9 方法比對

選擇國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07246，分別采用石墨爐原子吸收分光光度法和本法進(jìn)行對比試驗(yàn)，數(shù)據(jù)表明本法測定的準(zhǔn)確度和精密度均高于石墨爐方法（見表7）。

4 結(jié)論

本研究運(yùn)用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）對傳統(tǒng)的泡沫吸附原子吸收法進(jìn)行改進(jìn)。通過泡沫塑料的灰化處理，消除了復(fù)雜基體引入的物理效應(yīng)及光譜干擾效應(yīng)。該方法具有操作快速簡便、檢出限低、靈敏度高、精密度好等特點(diǎn)，適用于大批量此類低品位金樣品的快速檢測，為此類低品位金的綜合開發(fā)利用提供了重要的檢測手段。

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