微波消解-泡塑富集原子吸收法測(cè)定礦樣中的金

周立紅

(河南省三門(mén)峽黃金工業(yè)學(xué)校，河南 三門(mén)峽 472000)

在自然界中，金礦石的類型是復(fù)雜的，含量有高有低，但是含量礦石中的金量大多數(shù)都在 10 g/t 以內(nèi)。金的濕法分析方法主要有：重量法、滴定法、分光光度法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體光譜法及質(zhì)譜法 。重量法、滴定法及分光光度法主要測(cè)定樣品含金量較高的試樣，而原子吸收光譜法、電感耦合等離子體光譜法及質(zhì)譜法測(cè)定低含量的金。在樣品測(cè)定過(guò)程中，由于受到方法檢出限的限制和樣品基體效應(yīng)的影響，微量金的測(cè)定通常還需要富集后才能測(cè)定。因此，不管上述那種方法，遇到低含量金礦石，在測(cè)定前必須對(duì)金進(jìn)行分離富集。目前，礦石中金常用分離富集方法有主要有火試金法、活性炭法和泡沫塑料富集法。火試金法電量消耗大，操作復(fù)雜，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，一般只在仲裁分析中應(yīng)用；活性炭相比泡沫塑料的富集容量大，且主要采用動(dòng)態(tài)吸附法，抗干擾能力較強(qiáng)，但對(duì)設(shè)備和人員操作技能要求高；泡沫塑料富集法操作簡(jiǎn)便，對(duì)設(shè)備沒(méi)有特殊要求，一般樣品均可采用該方法進(jìn)行預(yù)處理[1-5]。

本方法經(jīng)樣品650℃焙燒后，在將樣品和王水放入250mL燒杯中；樣品溶解完畢后，泡沫塑料富集金；樣品溶液中金富集完畢后，將含有金的泡沫塑料放入100mL微波消解罐中，加入王水，在200℃下消解10min，冷卻后定容，即可在火焰原子吸收光譜法進(jìn)行測(cè)定。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該法通過(guò)4個(gè)金含量不同的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定，其測(cè)定結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)值比較吻合。其回收率、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=10)符合分析要求。該方法具有轉(zhuǎn)移過(guò)程少及操作簡(jiǎn)單，在密閉環(huán)境中無(wú)污染及無(wú)損失等特點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

(1)電子天平；刻度為0.0001g。

(2)箱式電阻爐(簡(jiǎn)稱馬弗爐)。

(3)MDS-10型高通量密閉微波消解·萃取·合成工作站。

(4)PE-AA400原子吸收光譜儀：配有金空心陰極燈。

(5)泡沫塑料：將市售聚醚型聚氨酯泡沫塑料(選用某類型產(chǎn)品前，最好經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定)剪去邊皮后，剪成約0.2g塊狀，用(1+9)鹽酸溶液浸泡 30 min 后用水漂洗，浸入燒杯中保存?zhèn)溆谩?/p>

(6)金標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：移取金標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液(1.Omg/mL)10.00mL于100mL容量瓶中，加入5mL王水溶液，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含100μg金。

(7)王水溶液：鹽酸+硝酸=3+1。

上述所用化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器工作條件

經(jīng)實(shí)驗(yàn)并結(jié)合微波消解儀工作手冊(cè),選定的微波消解儀最佳工作條件見(jiàn)表1。

表1 微波消解儀工作條件表

火焰原子吸收光譜儀工作條件見(jiàn)表2。

表2 原子吸收儀檢測(cè)工作條件

1.3 校準(zhǔn)曲線制作

分別取0,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0mL金標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL容量瓶中，加入5mL王水溶液，用水稀釋至刻度。此金標(biāo)準(zhǔn)系列溶液質(zhì)量濃度分別為0,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0 mg/L。將配制好的金標(biāo)準(zhǔn)系列溶液采用表2的工作條件在原子吸收光譜儀上測(cè)定其吸光度，并隨同做空白；測(cè)定完畢后以金濃度值為橫坐標(biāo)，相對(duì)應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)擬合校準(zhǔn)曲線。

1.4 試驗(yàn)步驟

稱取20g(精確至0.0001g)試樣于10mL瓷舟中，置于馬弗爐中，生至650℃，保持2.0h ，取出冷卻，轉(zhuǎn)移至250mL燒杯中，加少量水潤(rùn)濕，加入40mL王水，放在電熱板上，低溫升至250℃，溶解至濕鹽狀態(tài)，冷卻后加入40mL去離子水和10mL的王水充分溶解鹽類，冷卻到室溫；加入煮沸處理過(guò)的泡沫塑料，放入振蕩器震蕩30min；取出泡沫放入100mL的微波消解罐中，加20mL王水，蓋好蓋子，放入微波消解儀中，在額定工作條件下進(jìn)行消解；消解完畢冷卻后，將消解液移至100mL容量瓶中，并用去離子水稀釋至刻度搖勻；將原子吸收光譜儀的毛細(xì)管插入容量瓶中，按儀器工作條件測(cè)量金的吸光度，并隨同做空白，測(cè)定完畢后儀器自動(dòng)以g/t形式報(bào)數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 泡塑的微波消解

在通常情況下，礦樣經(jīng)過(guò)王水溶解，泡沫塑料吸附后，一種辦法是將載金泡沫塑料用一小片濾紙包上并放入坩堝中，放入馬弗爐中灼燒除掉其有機(jī)質(zhì)，有機(jī)質(zhì)灼燒完畢后，用王水溶解殘留物[2]；另外一種辦法是酒石酸或者硫脲溶液洗脫[2]。上述兩種方法都是在敞開(kāi)狀態(tài)下操作的，都存在操作步驟比較繁瑣等問(wèn)題。

2.2 樣品的稱樣量

為了保證樣品溶液的金含量落在校準(zhǔn)曲線內(nèi)，由于礦石中的金含量成分有一定的偏析，樣品稱量金含量稱取20g，并定容至100mL。在5g/t以內(nèi)，原液分析；樣品在(5～40)g/t之間，吸取原液25mL，定容至50mL容量瓶，搖勻后分析；在(40～80)g/t之間,吸取原液25mL，定容至100mL容量瓶，搖勻后分析；在(80～200)g/t之間,吸取原液10 mL，定容至100mL容量瓶，搖勻后分析；該方法的可檢測(cè)樣品的最低含金量為1g/t。

2.3 王水用量

本實(shí)驗(yàn)采用王水溶解樣品；通過(guò)溶劑加入量對(duì)樣品消解的影響實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果表明，在10%～20%的王水介質(zhì)中，都能使金完全被吸附，酸濃度太低吸附不完全，酸濃度太高會(huì)吸附鐵[3]，造成測(cè)定干擾，金的吸附率也會(huì)下降，故實(shí)驗(yàn)選擇在樣品溶解至濕鹽狀后，在容量瓶中加入40mL去離子水和10mL王水溶液。

2.4 校正曲線

按儀器工作條件對(duì)金系列標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定,以金的質(zhì)量濃度ρ與相對(duì)應(yīng)的發(fā)射強(qiáng)度繪制校準(zhǔn)曲線的線性回歸方程為I=0.0521ρ+ 0.0016。在4.00mg/L范圍內(nèi)線性相關(guān)系數(shù)為0.9992。以介質(zhì)為100mL待測(cè)溶液中含5mL王水溶液作低標(biāo)準(zhǔn)空白，以介質(zhì)為100mL待測(cè)溶液中含5mL王水溶液及含金濃度4.00 mg/L作高標(biāo)準(zhǔn)，分別連續(xù)測(cè)定10次強(qiáng)度，再對(duì)10份空白溶液進(jìn)行測(cè)定，濃度的標(biāo)準(zhǔn)偏差s和高標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度平均值I，按檢出限D(zhuǎn)L=3s×ρ/I公式計(jì)算，檢出限為0.10mg/L。

2.5 共存元素的影響

該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)泡沫塑料將被測(cè)元素從溶液中吸附而分離的。在特定的酸度條件下，該吸附材料通過(guò)對(duì)被測(cè)元素定向吸附，將樣品中其他共存元素和它完全分離開(kāi)；也就是說(shuō)，最終所配制的樣品測(cè)定溶液其主要元素為被測(cè)元素，和所配制的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液相差不大，由于采用富集分離的辦法將共存元素分開(kāi)嗎，故在本試驗(yàn)可不考慮共存元素的干擾。

2.6 方法的精密度、回收率和對(duì)比實(shí)驗(yàn)

按實(shí)驗(yàn)方法對(duì)4個(gè)不同含量的金礦石金成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)10個(gè)平行樣進(jìn)行測(cè)定精密度和對(duì)比實(shí)驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)行加標(biāo)回收率試驗(yàn)其結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 精密度、回收率和準(zhǔn)確度試驗(yàn)結(jié)果 (n=10)

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)含金礦樣所進(jìn)行的上述實(shí)驗(yàn)表明，微波消解-泡塑富集原子吸收法可測(cè)定礦樣中的金。具有操作簡(jiǎn)單,干擾小,可測(cè)定含金量在1g/t以上的礦樣。該法測(cè)定結(jié)果回收率在97.1%～102%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD%)<3%(n=10)，用該法測(cè)定4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，其測(cè)定結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)值比較吻合。該法通過(guò)減少轉(zhuǎn)移過(guò)程，在密閉環(huán)境中無(wú)污染及無(wú)損失，降低測(cè)定中的人為誤差，可滿足礦樣含金量測(cè)定要求。