李升業(yè)，馬怡飛，歐婷婷

(1.青海西研測試有限責任公司，西寧 810000； 2.西安西北有色地質(zhì)研究院有限公司，西安 710054)

電熱鼓風干燥箱解脫–火焰原子吸收光譜法測定地質(zhì)樣品中金的含量

李升業(yè)1，馬怡飛2，歐婷婷1

(1.青海西研測試有限責任公司，西寧 810000； 2.西安西北有色地質(zhì)研究院有限公司，西安 710054)

建立高海拔地區(qū)電熱鼓風干燥箱解脫–火焰原子吸收光譜法測定地質(zhì)樣品中的金的方法。高海拔地區(qū)由于大氣壓低，水的沸點低，使得泡塑吸附金的解脫率不高。為了得到準確的分析結(jié)果，采用電熱鼓風干燥箱代替水浴鍋來解脫泡塑吸附金，優(yōu)化后的解脫條件：解脫溫度為105℃，解脫時間為30 min，在此條件下金的解脫率為91.19%。金的質(zhì)量濃度在0.00～10.00 μg／mL范圍內(nèi)與其吸光度呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r=0.999 6，方法檢出限為0.012 μg／mL。測定結(jié)果的相對標準偏差為2.15%(n=7)，加標回收率為96.0%～102.5%。用該方法測定國家一級標準物質(zhì)，測定結(jié)果與參考值相符。該方法準確、可靠，適用于高海拔地區(qū)地質(zhì)樣品中金的測定。

高海拔地區(qū)；電熱鼓風干燥箱；解脫；火焰原子吸收光譜法；金

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大型分析儀器設(shè)備的出現(xiàn)為現(xiàn)代地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室檢測工作帶來極大的便利，利用電感耦合等離子體–原子發(fā)射光譜法(ICP–AES)測定常量和微量金［1］、電感耦合等離子體–質(zhì)譜法(ICP–MS)測定痕量金［2–3］的方法早有報道。分析結(jié)果的準確性和時效性為檢測工作提出更高的要求。大批量樣品的分析要求方法簡單，容易操作，污染小，準確度高。為此，相關(guān)的研究和從業(yè)人員從未停止對于金元素檢測方法的改進和完善。楊明榮等［4］和任志海等［5］分別研究了利用封閉溶樣系統(tǒng)溶解礦石，該方法溶樣效率高，樣品無迸濺，使得分析結(jié)果的準確度提高，能降低成本、減少環(huán)境污染；付文慧［6］和葛艷梅［7］等先后在常規(guī)火焰光度原子吸收光譜法(FAAS)測定金的基礎(chǔ)上，增加濾渣分離，濾液稀釋，泡沫吸附及灰化，王水復(fù)溶等過程后測定，或者使用濾液直接測定金含量，可代替火試金重量法和氫醌容量法等經(jīng)典方法，解決了經(jīng)典方法試驗過程長、有毒化學(xué)試劑用量大以及測試條件局限性大等問題；曾念華［8］不焙燒樣品，利用氯酸鉀–硝酸溶液和王水的混合試劑直接溶樣，簡化實驗過程，節(jié)省時間，得到較好的結(jié)果；劉向磊等［9］利用鹽酸–氯化亞錫體系研究金、鉑在泡塑上的吸附；謝璐［10］和冉恒星［11］分別對鉛精礦和鎢鉬礦石中金的測定方法進行優(yōu)化；吳庚迪等［12］研究FAAS法測定金的不確定度，并分別分析了重復(fù)性測定、稱樣過程、標準溶液配制和曲線擬合過程帶來的不確定度，得到較為理想的實驗結(jié)果。金的檢測方法中，對已吸附有金的泡塑的解脫一直是用水浴方法，張明祖等［13］詳細介紹了FAAS法測定金的優(yōu)化條件。對于青海等高海拔地區(qū)，低氧低分壓、低沸點(水：西寧地區(qū)90℃)等特殊條件下金的檢測有待進一步改進。楊林［3］、馬旻［14］、王祝［15］、王培燕［16］等對高海拔地區(qū)金的溶解介質(zhì)、吸附酸度、吸附溫度、振蕩時間和硫脲濃度、解脫時間等進行了研究，但對解脫方法的研究未見報道。

泡塑吸附金的解脫是在加熱條件下進行的。利用水浴方式解脫時發(fā)現(xiàn)該方法加熱速度慢、消耗時間長、水浴溫度低、水浴鍋容易生銹等問題。而電熱鼓風干燥箱有加熱快、操作簡單、溫度可調(diào)可控、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點。筆者利用電熱鼓風干燥箱(溫度可調(diào))代替水浴鍋來解脫吸附有金的聚氨酯泡沫塑料，得到比較滿意的實驗結(jié)果。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

火焰原子吸收光譜儀：novAA350型，德國耶拿公司；

電熱鼓風干燥箱：101–1AB型，天津泰斯特儀器有限公司；

高溫馬弗爐：KLZ–120型，天津凱恒電熱技術(shù)有限公司；

電子天平：JM–B型，諸暨超澤衡器設(shè)備有限公司；

鹽酸、硝酸：西隴化工股份有限公司；

氯化鉀：天津市百世化工有限公司；

王水溶液：王水–水（體積比為1∶1）；

金標準儲備液：ρ(Au)=100 μg／mL，10%鹽酸介質(zhì)，準確稱取0.100 0 g光譜純金，置于300 mL燒杯中，蓋上表面皿，沿杯壁加入50 mL王水，加熱溶解，加入1 g氯化鉀，于水浴上蒸干后，再加入1 mL濃鹽酸溶液，蒸干，重復(fù)3次，加入100 mL鹽酸溶液，加熱溶解，冷至室溫，移入1 000 mL容量瓶中，用純水稀釋至標線，搖勻，備用；

金標準工作液：ρ(Au)=10 μg／mL，準確移取金標準儲備液10 mL于事先加入10 mL鹽酸溶液的100 mL容量瓶中，用純水稀釋至標線，搖勻，備用；

聚乙二醇：天津市北方化玻采購銷售中心；

聚乙二醇溶液：10 g／L，準確稱取10 g聚乙二醇，加入微熱的1 000 mL水中，待溶解，攪拌均勻，備用；

硫脲：天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司；

硫脲溶液(1%鹽酸介質(zhì))：10 g／L，準確稱取10 g硫脲倒入1 000 mL燒杯中，加少量水溶解，加入10 mL鹽酸，加水至1 000 mL，攪拌均勻，用時現(xiàn)配；

聚氨酯泡沫塑料：將市售的聚氨酯泡沫塑料剪成約0.2 g(4 cm×4 cm×1 cm)的小塊，在2%鹽酸溶液中浸泡后，用清水沖洗干凈，瀝干，備用；

金礦石分析國家標準物質(zhì)：GBW(E) 070012 (GAu–15a，0.30±0.01 μg／g)，GBW 07807(GAu–16b，1.1±0.03 μg／g)，GBW 07808(GAu–17b，3.3±0.2 μg／g)，GBW 07809(GAu–18b，10.6±0.4 μg／g)，中國廊坊地球物理地球化學(xué)勘查研究所；

實驗所用試劑均為分析純；

實驗用水為蒸餾水。

1.2 儀器工作條件

Au空心陰極燈；波長：242.8 nm；燈電流：4.0 mA；狹縫寬度：1.4 mm；燃燒器高度：6 mm；空氣流量：470 L／h；乙炔流量：60 L／h；扣背景方式：氘燈扣背景。

1.3 標準工作曲線繪制

分別移取金標準工作液0.00，0.50，1.00，2.00，5.00，10.00 mL于250 mL錐形瓶中，加王水溶液30 mL，加水至100 mL標線，各加入一塊已處理好的泡塑，振蕩40 min［14］，取出泡塑，沖洗干凈，用干凈的濾紙擠干并放入已事先加入10 mL硫脲溶液的比色管中，在105℃的電熱鼓風干燥箱中解脫30 min，趁熱將泡塑擠干拿出，待溶液冷卻后，在1.2儀器工作條件下測定，繪制標準工作曲線。此組標準溶液系列的質(zhì)量濃度分別為0.00，0.50，1.00，2.00，5.00，10.00 μg／mL。

1.4 樣品分析步驟

稱取20 g已加工好的樣品于50 mL瓷坩堝中，放入馬弗爐，由低溫緩慢升至680℃灼燒2 h(必要時攪拌數(shù)次，以確保灼燒完全)。取出，冷卻后將樣品轉(zhuǎn)移至300 mL燒杯中，加新配制的王水溶液100 mL，蓋上表面皿，搖勻，使樣品在溶液中充分散開。置于電熱板上微沸溶解1 h，溶解至溶液剩50 mL左右時取下，冷卻。加入3 mL聚乙二醇溶液，用200 mL容量瓶定容。待溶液中固體微粒物凝聚后，分取100 mL上清液于250 mL錐形瓶中，加入已浸泡處理好的泡塑一塊，蓋上塞子，放在振蕩器上振蕩40 min，后面步驟和標準工作曲線繪制相同。

2 結(jié)果與討論

2.1 解脫溫度的選擇

解脫溫度對樣品的解脫率有重要的影響，溫度過低，解脫不完全；溫度過高，水蒸發(fā)快，造成溶液中金的含量升高。按照1.3節(jié)實驗方法配制5 μg／mL的金標準待解脫溶液6份，在不同溫度下解脫，測定吸光度，結(jié)果見圖1。由圖1可知，吸光度隨溫度的升高而增大，當溫度高于100℃時，吸光度趨于穩(wěn)定，說明金的解脫也趨于完全。因此選擇105℃為最佳解脫溫度。

圖1 解脫溫度的影響

2.2 解脫時間的選擇

解脫時間是影響解脫率的另一個重要因素。時間過短，則解脫不完全；時間過長，則浪費資源且容易造成水的蒸發(fā)，導(dǎo)致金濃度的升高。按照1.3節(jié)實驗方法配制5 μg／mL的金標準溶液8份，分別選擇不同的解脫時間進行解脫，結(jié)果見圖2。

圖2 解脫時間的影響

由圖2可知，隨著解脫時間的增長，吸光度增大，30 min時趨于穩(wěn)定，可認為此時金已解脫完全，因此選擇30 min為最佳解脫時間。

2.3 線性方程

分別測定1.3得到的系列標準溶液，以吸光度y為縱坐標、金標準溶液的質(zhì)量濃度x(μg／mL)為橫坐標進行線性回歸，得線性方程為y=0.051 6x+0.003 7，相關(guān)系數(shù)r=0.999 6，線性范圍為0.00～10.00 μg／mL。

2.4 方法比對

對該方法與經(jīng)典的水浴解脫方法作解脫率、重現(xiàn)性、方法檢出限和準確度比較。

2.4.1 解脫率

配制金含量分別為0.50，1.00，2.00，5.00，10.00 μg／mL的標準溶液兩組，分別在電熱鼓風干燥箱和水浴兩種方式下進行解脫，得到一次解脫液。將撈出的泡塑按順序放入準備好的比色管中進行二次解脫。由兩次解脫的吸光度計算出一次解脫率，結(jié)果見表1。由表1可知，電熱鼓風干燥箱的解脫率優(yōu)于水浴的解脫率。

表1 解脫率比對試驗

2.4.2 重現(xiàn)性

配制金含量為5.00 μg／mL的標準溶液10份，分為兩組，分別放置在電熱鼓風干燥箱和水浴鍋中4個角落和中間位置，各自進行解脫，用火焰原子吸收光譜儀測定解脫溶液中含金量(用吸光度表示)并計算相對標準偏差，用相對標準偏差來衡量重現(xiàn)性，結(jié)果見表2。由表2可知，電熱鼓風干燥比水浴解脫具有更好的重現(xiàn)性。

表2 重現(xiàn)性比對試驗

2.4.3 檢出限

按照1.4的實驗步驟做22份空白試驗，其中11份用電熱鼓風干燥解脫，另外11份由水浴解脫，以3倍空白試驗測定值的標準偏差計算方法檢出限，結(jié)果見表3。由表3可知，電熱鼓風干燥解脫法的檢出限為0.012 μg／mL，水浴解脫法的檢出限為0.025 μg／mL。結(jié)果表明，電熱鼓風干燥解脫方法的檢出限明顯優(yōu)于水浴解脫法的檢出限。

表3 方法檢出限比對結(jié)果

2.4.4 準確度試驗

分別準確稱取20 g國家標準物質(zhì)GBW(E) 070012，GBW 07807，GBW 07808，GBW 07809各2份，解脫過程分別選擇電熱鼓風干燥解脫和水浴解脫，在1.2儀器工作條件下測定，結(jié)果列于表4。由表4可知，電熱鼓風干燥解脫樣品的測定結(jié)果優(yōu)于水浴解脫法。

表4 標準物質(zhì)測定結(jié)果

2.5 精密度試驗

準確稱取未知含量樣品7份，每份20 g。按照實驗步驟進行實驗，電熱鼓風干燥箱解脫，火焰原子吸收光譜儀測定，測得結(jié)果見表5。由表5可知，測定結(jié)果的相對標準偏差為2.15%，說明該方法具有良好的精密度。

表5 精密度試驗結(jié)果

2.6 加標回收試驗

選用6個未知含量的樣品分別稱取兩份，按照1.4實驗步驟進行加標回收試驗，結(jié)果見表6。

表6 加標回收實驗

由表6可知，加標回收率為96.0%～102.5%，說明該方法準確可行。

3 結(jié)語

采用電熱鼓風干燥代替水浴對泡塑吸附金進行解脫，溫度穩(wěn)定、可控，操作簡單，解脫率比水浴法有明顯提高。由此優(yōu)化了在高海拔地區(qū)火焰原子吸收光譜法測定地質(zhì)樣品中金含量的方法。該方法簡便、快速，檢出限低，具有良好的準確度與精密度，適于大批量樣品的分析檢驗。

［1］ 王英濱，郭永衛(wèi). ICP–AES法測定地質(zhì)樣品中的金［J］.光譜實驗室，2001，18(6): 811–813.

［2］ 申玉民，張寧，郭秀平，等.泡沫塑料吸附-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定地質(zhì)樣品中的金［J］.中國無機分析化學(xué)，2013，3(4): 24–26.

［3］ 楊林，肖玉萍，于珊.低氧低分壓環(huán)境下聚氨酯泡沫塑料富集-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定地質(zhì)樣品中微量金［J］.理化檢驗：化學(xué)分冊，2013，49(6): 747–748，750.

［4］ 楊明榮，牟長賢.封閉溶樣–泡塑富集火焰原子吸收法測定礦石中的金［J］.黃金科學(xué)技術(shù)，2012，20(2): 74–78.

［5］ 任志海，夏照明，萬兵.王水密閉溶礦–火焰原子吸收光譜法測定金礦石中的金［J］.中國無機分析化學(xué)，2015，5(1): 35–37.

［6］ 付文慧，艾兆春，葛艷梅，等.火焰原子吸收光譜法測定高品位金礦石中的金［J］.巖礦測試，2013，32(3): 427–430.

［7］ 葛艷梅.王水溶樣–火焰原子吸收光譜法直接測定高品位金礦石的金量［J］.巖礦測試，2014，33(4): 491–496.

［8］ 曾念華.火焰原子吸收光譜法快速測定金［J］.理化檢驗：化學(xué)分冊，2003，39(6): 347–348.

［9］ 劉向磊，文田耀，孫文軍，等.聚氨酯泡塑富集硫脲解脫–石墨爐原子吸收光譜法測定地質(zhì)樣品中金鉑［J］.巖礦測試，2013，32(4): 576–580.

［10］ 謝璐.泡沫塑料富集–原子吸收光譜法測定含鎢鉬礦石中的金［J］.黃金，2015，36(5): 76–79.

［11］ 冉恒星.泡沫塑料富集–原子吸收光譜法測定鉛精礦中的金［J］.中國無機分析化學(xué)，2015，5(3): 45–47.

［12］ 吳庚林，修迪，李仲夏，等.原子吸收光譜法測定金礦石中金的不確定度［J］.光譜實驗室，2013，30(6): 2 988–2 991.

［13］ 張明祖，覃路燕，郭炳北.泡沫塑料富集原子吸收法測定礦石中的金［J］.黃金，2013，34(3): 72–75.

［14］ 馬旻，王玉功，余志峰.高海拔地區(qū)封閉溶樣-原子吸收法測定地質(zhì)樣品中的金［J］.黃金，2010，9(31): 59–61.

［15］ 王祝，邵蓓，鄔國棟，等.低氧低分壓環(huán)境下泡塑吸附-石墨爐原子吸收光譜法測定化探樣品中的痕量金［J］.巖礦測試，2010，29(3): 282–286.

［16］ 王培艷，馬成冰.低氧低分壓環(huán)境下泡塑吸附原子吸收光譜法測定礦石中的金［J］.光譜實驗室，2012，29(2): 938–940.

Determination of Gold in Geological Samples by Electrothermal Blowing Dry Box Extrication–Flame Atomic Absorption Spectrometry

Li Shengye1, Ma Yifei2, Ou Tingting1
(1. Qinghai Xiyan Testing Center Co.， Ltd.， Xining 81000, China；2. Xi’an Northwest Geological Institute for Nonferrous metals Co.， Ltd.， Xi’an 710054, China)

The method for determination of gold in geological samples by flame atomic absorption spectrometry after electrothermal blowing dry box extrication in high attitude area was established. The extrication rate of water bath for gold in polyurethane foam was not high because of the low atmospheric pressure and the lower boiling point of water at high altitudes area. In order to get accurate results, electrothermal blowing was used to instead of water bath pot to free gold in polyurethane foam, and the optimized extrication conditions was as follows: the temperature was 105℃，and the extrication time was 30 min, the extrication rate of gold was 91.19% at this conditions. The mass concentration of gold has good linear relationship with its absorbance in the range of 0.00–10.00 μg／mL with the correlation coefficient of 0.999 6, and the detection limit was 0.012 μg／mL. The relative standard deviation of determination results was 2.15%(n=7)，and the standard addition recoveries were 96.0%–102.5%. The national primary reference materials were analyzed by the method and the results were in agreement with the reference values. The method is accurate, reliable and suitable for determination of gold in high altitude area geological samples.

s high altitudes; electrothermal blowing dry box; extrication; flame atomic absorption spectrometry(FAAS); gold

O657.3

A

1008–6145(2016)06–0080–04

10.3969／j.issn.1008–6145.2016.06.019

聯(lián)系人：李升業(yè)；E-mail: 1148873956@qq.com

2016–08–12