應用自主研發(fā)的XD－A型自動解脫儀在ICP－MS法中測定土壤中的金

張 奪

（吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局研究所，吉林長春 130012）

應用自主研發(fā)的XD－A型自動解脫儀在ICP－MS法中測定土壤中的金

張 奪

（吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局研究所，吉林長春 130012）

試驗研究了王水（1∶1）溶解樣品，用自主研發(fā)的XD－A型自動解脫儀，在電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP－MS）法中測定土壤中金的質(zhì)量分數(shù)。采用國家一級標準物質(zhì) GBW07243a、GBW07244a［1］，作為標準物質(zhì)對儀器分析測試條件及方法的準確度、精密度作了相應的討論，試驗表明方法準確可靠、方便快捷，結(jié)果令人滿意。

XD－A型自動解脫儀；ICP－MS；金

金是人類最早發(fā)現(xiàn)和應用的貴金屬之一，在人類文明史的發(fā)展中占據(jù)著舉足輕重的位置。古代社會，它曾一度被作為財富和社會地位的象征。如今，它又憑借著自身優(yōu)良的性能，而被廣泛應用到了在航空航天技術、電子科技、化學工業(yè)、通訊、食品、醫(yī)療等各個領域，成為了高新技術產(chǎn)業(yè)的寵兒［2］。近些年，由于整個世界對黃金需求量大大的增加，各個國家對于黃金的開采和生產(chǎn)也逐漸重視起來，而金的分析測試工作在黃金找礦、開采和生產(chǎn)的全過程中則發(fā)揮著舉足輕重的作用。目前，測定礦石中金的含量有火焰原子吸收法、火試金法、氫醌滴定法、碘量法、硫代米蚩酮比色法等許多方法。其中火焰原子吸收法在地質(zhì)行業(yè)中得到了廣大分析測試工作者的認可和青睞［3］，測定土壤中金的含量有光譜法、石墨爐原子吸收法，質(zhì)譜法等。隨著質(zhì)譜技術的發(fā)展，地質(zhì)實驗室主要采用泡沫塑料富集質(zhì)譜法測定。

1 試驗部分

1.1 主要儀器和試劑

試驗主要儀器和試劑有：iCAPQ型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國熱電公司）；XD－A型自動解脫儀（自主研發(fā)）；鹽酸（分析純）；硝酸（分析純）；解脫液（硫脲1%＋鹽酸1%）。

1.2 樣品處理與測定

稱取10.0 g樣品于瓷坩堝中，置于箱式電爐內(nèi)于恒溫650℃焙燒1 h，取出冷卻至室溫，將樣品移入250 mL塑料瓶中，加50 mL王水（1∶1）擰緊瓶蓋并輕輕搖勻，放在微金震動溶樣機上加熱溶解，水沸騰之后恒溫1 h，從水浴鍋取出后，冷卻至室溫后取下瓶蓋，加水50 mL左右，放入一塊聚醚型泡沫塑料（1 cm2）泡沫塑料和液體充分接觸后擰緊瓶蓋，于振蕩器上震蕩1 h［4］，取出泡沫塑料并用水洗干凈，擠干，放入自動解脫儀的內(nèi)管中，加入1%的硫脲解脫液5 mL，放在自動解脫儀上解脫（XD－A型），取走外管里溶液于iCAPQ型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀上測定金的質(zhì)量分數(shù)。

1.3 儀器工作條件

儀器最佳工作條件見表1。

表1 儀器工作條件

2 結(jié)果與討論

2.1 解脫儀解脫溫度的優(yōu)化

解脫儀的發(fā)明大大縮短了解脫樣品的時間，同時也節(jié)省了人力，保持了解脫條件的一致性，解脫液溫度也是很關鍵的環(huán)節(jié)，解脫液的溫度低，不能完全解脫出來，解脫液溫度高，浪費了時間、電力，溫度太高影響海綿的吸附性，試驗選擇70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃進行試驗，其中85℃～90℃的解脫溫度為最佳溫度，如圖1所示。

圖1 質(zhì)量分數(shù)隨溫度的變化

2.2 解脫儀解脫時間的優(yōu)化

解脫時間對金從聚醚型泡沫塑料中解脫出來相當關鍵，時間短不能完全解脫出來，時間長解脫出來又被聚醚型泡沫塑料吸附回去。解脫時間過長，水蒸氣會冷凝回管里，體積影響結(jié)果，解脫時間對測量結(jié)果起著至關重要的作用。試驗選擇解脫時間為10 min、20min、30min、40min、50min進行試驗，解脫時間30 min最佳，如圖2所示。

圖2 質(zhì)量分數(shù)隨解脫時間的變化

2.3 質(zhì)譜儀霧化器壓力優(yōu)化

不同元素對霧化氣壓力要求不同，試驗選擇霧化器壓力 0.3 MPa、0.4 MPa、0.5 MPa、0.6 MPa進行試驗，其中當霧化氣壓力為0.4 MPa時，被測元素工作強度最大且恒定，故選用霧化氣壓力為0.4 MPa，如圖3所示。

圖3 質(zhì)量分數(shù)隨霧化器壓力的變化

2.4 方法檢出限

在確定的儀器工作條件下，按樣品分析步驟作試劑空白，測量試劑空白11次，得出檢出限為0.000 5%。

2.5 方法的精密度和準確度試驗

在確定的儀器工作條件下，分析方法的準確度和精密度參照國土資源部有關規(guī)定［5］進行試驗，試驗分別對每個樣品進行11次測定，從表2可以看出試驗可滿足測定要求。試驗結(jié)果見表2。

表2 方法的精密度和準確度試驗結(jié)果

表3 加標回收試驗結(jié)果

2.7 方法對比試驗

取未知樣品11件，分別采用電感耦合等離子體法和石墨爐原子吸收法分析測定［6］，對不同分析方法之間的測定結(jié)果進行了試驗測定，結(jié)果見表4。從表4可以看出電感耦合等離子體質(zhì)譜法與石墨爐原子吸收法的測定結(jié)果基本吻合。質(zhì)譜法更方便快捷一些。

表4 方法對比試驗結(jié)果

3 結(jié) 論

用自主研發(fā)的XD－A型自動解脫儀在ICPMS法中測定土壤中的金，采用該方法縮短了分析周期，節(jié)省了勞動力，方便快捷，保持了解脫溫度、解脫時間的一致性，獲得了準確的檢測結(jié)果，得到較好的精密度和準確度，能夠起到給地質(zhì)找礦準確的指導，同時也大大拓寬了ICP－MS測試的應用范圍。解脫儀接在220 V的電壓下，靠機械泵帶動機械臂，在沸水浴的條件下，加解脫液，往復運動，把富集在聚醚型泡沫塑料中的金解脫出來。解脫儀操作簡便、可以同時解脫120件樣品，穩(wěn)定性好、成本低、解脫速度快、條件一致性等優(yōu)點在地質(zhì)行業(yè)中得到了廣大分析測試工作者的認可和青睞，解脫儀的發(fā)明大大縮減了勞動強度，原來的解脫條件因要求較高，操作繁瑣，試驗流程長，測定干擾多，結(jié)果不穩(wěn)定等許多問題，也一直沒有在試驗分析測試中得到廣泛應用。

［1］ DZ／T0130－2006，地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試質(zhì)量管理規(guī)范［S］.

［2］ 王楓，王毅澤，呂鵬飛.紅土型金礦中痕量金分析應用研究［J］.云南地質(zhì)，2011，（3）：353－356.

［3］ 孫書菊，邴貴德，鄭衍生，等.原子捕集－火焰原子吸收法測定礦石中金［J］.黃金，1986，（1）：59－61，49.

［4］ 孫華，王英濱，黃文輝.ICP－MS測定地質(zhì)樣品中痕量金的預處理方法［J］.貴金屬，2004，（1）：55－60.

［5］ 張豐利，蔡傳生.地質(zhì)試樣中痕量金分析及展望［J］.成都理工學院學報，1995，（2）：9.

［6］ 鐘百靈，郭恒忠，歐靜，等.泡沫塑料吸附－石墨爐原子吸收法測定化探樣品中的微量金［J］.湖南冶金，1983，（5）：50－54.

The Application of the Indeveloped XD-A Type Automatic Relief Instrument in M easuring Gold in Soil by the ICP-MSM ethod

ZHANG Duo
（Research Institute of Jilin Nonferrous Metal Geological Exploration Bureau，Changchun 130012，China）

This paper researched the aqua regia（1∶1）to dissolve the sample，independent research and development of XD-A type automatic relief instrument，inductively coupled plasmamass spectrometry（ICP-MS）determinated the mass fraction of gold in soil.We discussed the instrument analysis test conditions and methods on accuracy，precision，in which we used national standard substance GBW07243a GBW07244a，as a standard material.The experiments show that themethod is accurate and reliable，saves time，and the result is satisfactory.

XD-A type automatic relief instrument；ICP-MS；gold

TG115.21＋5

A

1003－5540（2017）06－0072－03

張 奪（1985－），男，工程師，主要從事有色金屬分析測試研究工作。

2017－09－26