侯江穎
摘 要:區(qū)域地質(zhì)調(diào)查土壤樣品中金的含量一般都很低,礦石成分復(fù)雜,加工難度很大,干擾元素很多,測試周期又相當(dāng)緊張,合格率要求很高,對地質(zhì)實驗室測試工作帶來相當(dāng)大的困難,因此加強方法研究,提高工作效率是目前測試工作者的重中之重,目前痕量金的測定大多用沫塑料吸附,石墨爐原子吸收法測定。方法檢出限低,結(jié)果穩(wěn)定,能滿足大部分樣品中的痕量金的測定,只不過石墨爐原子吸收測試樣品效率低,而區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作工期緊、任務(wù)重,留給實驗測試的時間少之又少,因此使用王水消解樣品,聚氨酯泡沫塑料吸附、硫脲解脫后用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定痕量金,大大提高了工作效率,而且準確度和精密度都遠高于其他方法。
關(guān)鍵詞:區(qū)域地質(zhì)調(diào)查 樣品 痕量金 電感耦合 等離子體質(zhì)譜法
中圖分類號:O657 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)06(b)-0070-02
1 實驗部分
1.1 試劑
(1)高純氬氣純度≥99.99%。
(2)鹽酸(ρ1.19 g/mL)優(yōu)級純。
(3)硝酸(ρ1.40 g/mL)優(yōu)級純。
(4)1∶1王水:3份HCl和1份HNO3混合后,稀釋1倍,現(xiàn)用現(xiàn)配。
(5)三氯化鐵溶液[ρ(FeCl36H2O)=250 g/L]。
稱取250 gFeCl3·6H2O于250 mL燒杯中,加入200 mL水,加熱溶解后,用水稀釋至1000 mL,搖勻。
(6)硫脲溶液[ρ(H2NCSNH2)=2%]。
稱取20 g硫脲,于250 mL燒杯中溶解后稀釋至1 000 mL,搖勻,現(xiàn)用現(xiàn)配。
(7)Au標準儲備溶液(ρ=1 mg/mL)。
準確稱取1.000 0 g光譜純金絲與燒杯中,加入新配置的王水50 mL,低溫溶解,冷卻后移入1 000 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度、搖勻。此溶液含1.000 mg/mLAu。
(8)金標準溶液。
移取計算量的金標準儲備液,用王水(1+9)逐級稀釋配置成10 ng/mLAu的標準溶液。
1.2 儀器及材料
(1)試料的制備。嚴格按照切喬特公式要求,因為大部分礦石以自然金和礦物形式存在,含量稀少分散,鑲嵌極不均勻。要制備有代表性和均勻性的礦物。
(2)泡沫塑料的準備。市場上出售的泡沫塑料種類繁多,貨源渠道復(fù)雜,型號品牌混亂,要挑選高密度、手感彈性較好、韌性較好、泡沫細密均勻、厚度2~10 mm的泡沫塑料,用(1+9)的HCl煮沸30 min,冷卻后用純凈水洗凈擠干后備用。
(3)美國熱電電感耦合等離子體質(zhì)譜儀:X Series 2ICP-MS。
1.3 分析過程
1.3.1 試料
符合加工要求,達到所需粒度,有代表性的均勻樣品,經(jīng)105 ℃干燥后放入干燥器備用。
1.3.2 空白試驗
和試料分析過程完全一致做雙份空白試驗。
1.3.3 質(zhì)量控制
按照巖石性質(zhì)取用和被測樣品基體一致或者相近的國家一級標準物質(zhì)作為控制樣品,被測樣品至少加入2件國家一級標準物質(zhì),同時按照《地質(zhì)礦產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》要求加入一定比例的重復(fù)分析樣品,以控制測試的準確度和精密度。
1.3.4 測試過程
在瓷方舟中放入10.0 g的樣品,精確到0.01 g,然后放進馬弗爐里面,把溫度從低溫上升到400 ℃~450 ℃,1 h保溫,然后在上升到650 ℃~700 ℃,1 h保溫,把樣品取出冷卻,把這些試樣放入250 mL的錐形燒瓶容器中,加水,再倒入1 mLFeCl3溶液和50 mL(1+1)王水,表面皿蓋上后放在電熱板加熱溶解,沸騰后讓其保持1 h微沸。冷卻后用水沖洗表面皿,加水稀釋到100~120 mL,把一塊0.2 g的泡沫塑料煮沸洗凈,加入溶液,置于振蕩器震蕩30 min,然后把泡沫塑料取出,把酸和殘渣用水沖洗下,擠干,把其放入硫脲(10 g/L)溶液比色管里面,把氣泡排除,放入沸水溶液中,保持20 min,取出后趁熱用大頭玻璃棒多次擠壓泡沫塑料,使解脫溶液混合均勻,取出泡沫塑料,冷卻溶液,按標準曲線步驟進行測定,樣品測試過程中,按照《地質(zhì)礦產(chǎn)實驗規(guī)范》加做一定比例的平行樣品、重復(fù)分析,以控制測試結(jié)果的精密度。
1.3.5 待測元素標準系列的配制
分別移取0、5、10、20、30、40、50 ngAu的標準溶液于一組250 mL錐形瓶中,加入20 mL新配制王水(1+1),用水稀釋至50 mL,以下操作同樣品分析一致。以金的質(zhì)量濃度為橫坐標,相應(yīng)的吸光值為縱坐標,繪制工作曲線,要求相關(guān)系數(shù)大于0.999,否則重新繪制工作曲線。
2 結(jié)果討論
對每件樣品平行20次測定取其平均值,按照《地質(zhì)礦產(chǎn)部實驗測試管理規(guī)范》要求,其允許差完全符合要求,且數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好,結(jié)果滿意。
3 注意事項
(1)試樣應(yīng)在400 ℃~450 ℃和650 ℃~700 ℃兩個溫度下充分灼燒,以除盡試料中的有機物、碳、硫、砷等影響測定的有害物質(zhì)。
(2)試料灼燒時應(yīng)選用和空氣接觸面積大的瓷方舟,如果選用坩堝,樣品堆積而不能完全除去有害物質(zhì),影響金的溶出率,影響測試的準確性。
(3)樣品在解脫過程中,泡沫塑料一定要被解脫溶液淹沒,否則影響解脫效率。
(4)應(yīng)至少一個月繪制一次國家一級標準物質(zhì)重復(fù)性密碼分析質(zhì)量控制圖,以有效監(jiān)控質(zhì)量的合格率和分析的穩(wěn)定性。
(5)異常樣品的重復(fù)分析應(yīng)用火試金法分析,不再用此方法分析。
(6)溶液震蕩吸附時溶液的酸度控制也應(yīng)符合要求,因為溶液酸度影響吸附效率。
(7)因為解脫和吸附是化學(xué)物理過程,受溫度影響較大,常溫下硫脲溶液半天時間也不能脫金,而在沸水中容易脫金,所以應(yīng)當(dāng)保溫20 min為佳。
參考文獻
[1] 巖石礦物分析(第一分冊)[M].4版.地質(zhì)出版社,2010.
[2] 葉家瑜,江寶林.區(qū)域地球化學(xué)勘察樣品分析方法[M].地質(zhì)出版社,2004.