石墨炉原子吸收测定地球化学样品中痕量金

赖秋祥

（福建紫金铜业有限公司，福建 上杭 364214）

石墨炉原子吸收测定地球化学样品中痕量金

赖秋祥

（福建紫金铜业有限公司，福建 上杭 364214）

试样经灼烧，用王水加热分解，并在Fe3+存在下，于王水介质中用泡沫塑料吸附Au；吸附Au后的泡沫塑料再用10 g/L硫脲溶液解脱，采用斜坡升温技术在220ZS石墨炉原子吸收光谱仪测定超痕量金.根据实验得出最佳分析条件，该方法检出限为0.1 ng/g，精密度（RSD，n=12）4.2%～10.8%，经国家一级标准物质分析验证，结果与标准值相符.

痕量金；石墨炉原子吸收光谱仪；地球化学样品

随着新一轮国土资源大调查的全面开展，地球化学探矿样品中痕量金的分析受到了更加广泛的关注.泡沫塑料吸附富集—石墨炉原子吸收光谱法以测定限低、精度高、分析速度快等特点，已广泛用于各类地质样品中痕量金的测定［1-6］，但是测定下限在1 ng/g以上，随着测试技术以及仪器性能的不断改进，本文在前人工作的基础上，采用斜坡升温技术，使用220ZS型原子吸收光谱仪测定化探样品中的痕量金.该方法测定限低、精密度高、准确度好，已成功地应用于大批量地球化学样品中痕量金的分析测定.

1 实验部分

1.1 仪器及试剂

220ZS型石墨炉原子吸收分光光度计（美国瓦立安公司生产）；瓦里安热解涂层平台石墨管；金空心阴极灯（北京曙光明电子光源仪器有限公司）.

金标准储备液：ρ(Au)=1.00 μg／mL，10%王水介质，贮于塑料瓶中备用；

金标准工作液：ρ(Au)=20 μg/L，10%王水介质，由金的标准储备液配置而成；

三氯化铁溶液：[P （FeC13·6H2O）=485 g／L]，称取485 g FeC13·6H2O，溶解于 1 L 水中;

硫脲溶液：10 g／L水溶液，现用现配;

王水(1+1)：75 mL盐酸与25 mL硝酸混合后，加入100 mL水，搅匀.用时配制;

氩气[ω(Ar)99.9%];

实验中所用试剂盐酸、硝酸、硫脲、三氯化铁为分析纯，水为蒸馏水.

1.2 泡沫塑料的准备

将市售聚醚型聚胺酯泡沫塑料剪去边皮后，剪成约0.3 g大小一块，用盐酸溶液（1+9）煮沸 10 min后用水漂洗，洗净，挤干后放入塑料瓶中保存备用.处理后的泡塑有效地去除了杂质，减少了表面张力，提高了吸附率.

1.3 仪器工作条件

仪器工作条件见表1，石墨炉升温程序见表2.

表1 仪器工作条件

表2 石墨炉升温程序

1.4 实验方法

吸取适量金标准储备液于200 mL三角瓶中，加入1 mL Fe3+溶液,加入王水20 mL，再加水至100 mL，放入一块已备好的泡沫塑料，置振荡机上振荡30 min.取出泡沫塑料，用自来水洗去泡沫塑料上的酸，挤干，放入50mL具塞比色管中，用硫脲溶液稀释至50mL体积,放入沸水浴中保持30 min后，趁热取出泡沫，冷却后上机测定.

1.5 工作曲线绘制方法

吸取金标准储备液1 mL于200 mL三角瓶中，加入1 mL Fe3+溶液,加入王水20 mL，再加水至100 mL，按照实验方法操作，所得溶液作为标准，利用仪器自动稀释功能，配置成0.0 ng/mL,1.0 ng/mL,5.0 ng/mL,10.0 ng/mL,20.0 ng/mL的金标准系列.测定完成后，以金量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制工作曲线.

1.6 样品分析方法

称取10 g样品置于25 mL瓷坩埚中，送入高温炉内，从低温升到650℃，保温2 h.取出冷却后，将试料倒入200 mL三角烧瓶中，用水润湿，加入1 mL Fe3+溶液，加入新配置的（1+1）王水 50 mL，加瓷坩埚盖后置电热板上加热溶解，保持微沸1 h后,控制溶液体积约20 mL.冷却后，用水冲洗瓷坩埚盖，再加水至100 mL，放入一块已备好的泡沫塑料，置振荡机上振荡30 min.取出泡沫塑料，用自来水洗去泡沫塑料上的样渣和酸，挤干，放入装有10.0 mL硫脲溶液的25 mL具塞比色管中，排去气泡，放入沸水浴中，保持30 min；然后将泡沫塑料取出，待溶液待冷却后上机测定.

2 结果与讨论

2.1 测定条件的选择

2.1.1 干燥温度与时间的选择

干燥阶段的作用是除去样品溶剂，而不允许待分析元素损失，一般选择略高于溶剂沸点的温度.按照实验方法，制备20 μg/L Au的标准溶液，固定仪器条件，改变干燥温度和时间，观察吸光度的变化，如表3、表4所示.

表3 干燥温度的选择

表4 干燥时间的选择

结果表明，干燥温度过高、干燥时间过短，易造成硫脲溶液暴沸溅跳，造成结果偏低；干燥时间过长，会降低检测效率.选择斜坡升温时间,将干燥阶段分为80℃和95℃两个阶段,有效防止了溶液在干燥阶段由于溅跳而损失的现象.

根据上表实验结果,同时考虑检测效率,确定最佳干燥温度为80～95～120℃，干燥时间(s)为15/20/0.

2.1.2 灰化温度和时间的选择

灰化阶段是使有机物分解或使基体中的盐类物质挥发，以减轻或消除原子化时的背景吸收和元素间的相互干扰.一般是在保证没有待测元素损失的前提下，尽可能的选用较高的灰化温度.当灰化温度高于750℃时，硫脲介质中的金就开始损失.按照实验方法，制备20 μg/L Au的标准溶液，固定仪器条件，改变灰化温度，观察吸光度的变化，如图1所示.

结果表明，灰化温度过低、时间过短、硫脲灰化不完全、原子化阶段背景吸收值大；灰化温度过高、时间过长；金就会受到损失，检测结果偏低.实验在考虑了背景吸收值情况和测量的稳定性后，选择灰化温度为600℃，斜坡时间为10 s，保持时间为15 s.

2.1.3 原子化温度与时间的选择

原子化阶段的作用是使样品中的待测元素尽可能完全地变成自由状态的原子.原子化温度由待测元素的性质决定，在保证待测元素充分原子化的前提下，原子化的温度应尽可能的低，以提高石墨管的寿命.按照实验方法，固定仪器条件设置，改变原子化温度，观察吸光度的变化，结果如图2所示.

结果表明，原子化温度过低，时间过短，会使痕量金的原子化效率和灵敏度偏低；原子化温度过高，时间过长，会使积分计算与原子化不匹配，降低检测效率，影响石墨管的使用寿命.本实验在兼顾测量稳定性及石墨管使用寿命的前提下，选择原子化温度为2400℃，保持时间2 s.

2.1.4 Fe3+用量的选择

按照实验方法，分别取金标准工作液（1.00 μg/mL）9份，改变溶液的加入量，进行金的回收试验.结果如表5所示.

表5 Fe3+加入量与Au的回收率的关系

由表5可知：Fe3+溶液的加入明显提高了泡沫塑料对Au的吸附能力，当其加入量大于50 mg后，吸附趋于完全.为了保证实际样品溶液中Au的定量吸附，选择Fe3+的加入量为100 mg.试验中所用的Fe3+溶液是用FeC13配制的，泡沫塑料对Au的吸附能力的增强可能是FeC13溶液的加入提高了吸附介质的氧化性条件，同时溶液中的Cl-浓度增加有利于Au的吸附.

2.1.5 王水介质浓度的影响

分别移取 1 mL 金标准工作液（1 μg/mL）7 份，移入150 mL三角瓶中，选择王水浓度为1%、2%、5%、10%、15%、20%、30%，加入 Fe3+100 mg，加水稀释至100 mL.以下同实验方法，测得结果见表6.

表6 王水介质浓度对Au的回收率的影响

由表6可知：当王水浓度为5%-20%时回收率理想，表明泡沫塑料对金的吸附趋于完全，当王水浓度达到30%时，泡沫塑料变为黄色，弹性较差，回收率明显降低.实验选择王水浓度为10%～20%.

2.1.6 震荡吸附时间选择

分别移取1 mL金标准工作液 （1 μg/mL）5份，移入150 mL三角瓶中，按照试验方法，改变震荡吸附时间，分别为 10 min、20 min、30 min、40 min、50 min，得到测定结果见表7，由表7可知，只要震荡时间超过30 min，吸附趋于完全.考虑到实际工作效率，选择震荡吸附时间为30 min.

表7 震荡时间对泡沫吸附率的影响

2.1.7 硫脲解脱液浓度对痕量金解脱的影响

分别移取 1 mL金标准工作液（1 μg/mL）7份，移入150 mL三角瓶中，按照试验方法，改变硫脲的浓度，结果见表8.结果表明，随着硫脲浓度的增加，解脱率逐步提高，当硫脲浓度大于8 g/L时，解脱趋于完全.实验选择硫脲浓度为10 g/L.

表8 解脱液浓度对痕量金解脱的影响

2.1.8 解脱时间的影响

硫脲对金的解脱是一种物理化学过程，其反应速率与温度、时间有很大关系.分别移取1 mL Au标准工作液（1 μg/mL）6份，移入 150 mL 三角瓶中，按照试验方法，改变解脱时间，分别为 10 min、15 min、20 min、25 min、30 min、40 min，测定结果见表 9.

表9 解脱时间的影响

由表9可看出，随着解脱时间的增加，痕量金解脱率逐步提高.加热解脱后必须趁热快速取出泡沫塑料，否则随着溶液温度的降低，泡沫塑料会再次吸附解脱后的金，使结果偏低.解脱时间也不宜过长，由于溶液蒸发，会导致结果偏高.本实验选择解脱时间为30 min.

2.2 方法技术指标

2.2.1 方法检出限

按照实验方法，对空白溶液进行12次测定，计算其标准偏差.根据IUPAC的规定，检出限是空白试验的3倍标准偏差所对应的含量，得到本法的检出限为0.1 ng/g.

2.2.2 方法精密度

按照 《地质矿产实验室测试质量管理规范》[7]，选用国家一级标准物质 GAu-9a、GAu-10a、GAu-11a、GBW07246，分别称取12份，按照本文拟定的分析方法测定Au含量，考察方法的精密度和准确度，结果见表10.

表10 方法精密度结果

2.2.3 方法准确度

按上述方法所选条件，对国家以及标样GAu-9a、GAu-10a、GAu-11a、GBW07246 进行了分析， 结果见表11.

表11 标样分析结果

3 结语

实验结果表明,采用斜坡升温技术在原子吸收光谱仪上测定化学样品中痕量金的方法简单快速,检出限低、精密度高、准确度高,适合大批量地球化学样品的分析检测.

[1]地矿部金应用试验专题研究组.泡塑富集－无污染技术在痕量金分析中的应用[J].岩矿测试，1988，7(2)：155-159.

[2]李淑兰，王仁寿.石墨炉无火焰原子吸收法测定矿石中ppb级痕量金[J].黄金,1987(6):58－60.

[3]袁 园.原子吸收石墨炉快速程序测定痕量金[J].岩矿测试,1993,12(3):194－197.

[4]孙晓玲，于照水，张 勤,等.泡沫塑料吸附富集——石墨炉原子吸收光谱法测定勘查地球化学样品中超痕量金[J].岩矿测试,2002，21(4)：266-270.

[5]李 勇.Z-2000偏振塞曼石墨炉原子吸收分光光度计测定地球化学样品中痕量金[J].岩矿测试,2008，27(4)：305－309.

[6]叶家瑜，江宝林.区域地球化学勘查样品分析方法[M].北京：地质出版社，2004：l27-130.

[7]DZ／TO130-2006，地质矿产实验室测试质量管理规范[S].

Determination of trace Au in geochemical exploration samples by GFAAS

LAI Qiu-xiang

（Zijin Copper Co.Ltd.,Shanghang 364214,China)

The geochemical exploration sample was roasted and dissolved with aqua regia.The trace gold is absorbed by polyurethane foam from aqua regia medium under the presence of Fe3+and released in 10 g/L thiourea solution.The trace gold is determined by GFAAS with the slope warming.The detection limit of the method is 0.1ng/g with the precision (RSD,n=12)of 4.2%～10.8%.The results conform to the certified values through the national standard reference material tests.

trace gold;graphite furnace atomic absorption；geochmical samples

O657.31；TF803.12

A

1674-9669（2011）06-0089-04

2011-08-10

赖秋祥（1984- ），男，助理工程师，从事矿石分析化验工作，E-mail:15860159893@139.com.