ICP-AES測定鉛精礦中Au的含量及與FAAS的比較

朱學娟 李文杰

（1南京銀茂鉛鋅礦業(yè)有限公司，江蘇 南京 210033; 2杭州智水水務科技有限公司，浙江 杭州 310000）

引言

鉛精礦是南京銀茂鉛鋅礦業(yè)有限公司的產(chǎn)品，鉛精礦伴生有金銀等重金屬[1]，其中金的品位在1～10g/t。目前礦石中金的測定方法有火試金法、氫醌滴定法、碘量法、硫代米蚩酮比色法、原子吸收光譜法等。由于火試金法和滴定法操作步驟繁瑣，耗時長，火焰原子吸收光譜法干擾大，線性范圍窄，測定精度不夠[2]，低含量金的測定的穩(wěn)定性也較差。電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)的靈敏度較高、干擾較少，線性范圍寬并能快速連續(xù)的測定多種元素，已成為現(xiàn)行分析測試技術中一個重要的檢測手段[3-4]。本文使用活性炭吸附樣品處理技術，采用電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)測定鉛礦精中金的含量[5]，對吸附時間、精密度、加標回收率進行了考察，取得了令人滿意的結果。本方法具有方便快捷、線性范圍寬、重現(xiàn)性好等優(yōu)點，適合于低含量金的測定。

1 儀器與試劑

1.1 儀器、試劑

ICP-2000電感耦合等離子體光譜儀(江蘇天瑞儀器有限公司)，TAS-990原子吸收分光光度計（北京普析通用儀器有限公司），振蕩器（金壇市科析儀器有限公司）?；钚蕴浚?4mm），鹽酸(優(yōu)級純)，硝酸(優(yōu)級純)。 氬氣(99.999%)，乙炔氣（99.999%）。 實驗用水為二次蒸餾水。

1.2 儀器工作條件

ICP-AES 工作條件：載氣（0.5L/min），等離子氣（10L/min），輔助氣流量：0.5L/min，霧化氣壓力：265.4kPa，泵速：1.3mL/min，積分時間：3s。

FAAS工作條件：波長242.8nm，燈電流2mA，光譜通帶寬度0.4nm，燃燒器高度6mm，空氣流量2.6L/min，乙炔流量 1.0L/min。

1.3 校準曲線的繪制

采用逐級稀釋的方法配制成 0、0.25、0.5、0.75、1.0、1.5、2.0μ g/mL 的 Au 標準溶液， 取 0、1、2、3、4、6、8mL濃度為25μ g/mL的 Au標準溶液用5%鹽酸溶液定容于100mL容量瓶中即可。用配制好的標準溶液進行測定，繪制校準曲線，曲線方程為：A=0.0559C+0.0032，相關系數(shù) r為 0.99963。

2 實驗部分

2.1 焙燒對試樣的影響

焙燒時將樣品在室溫條件下放入馬弗爐中，然后再逐步升溫至650～700℃保溫2.5h。由于鉛精礦中含有砷，焙燒溫度不能太高，如果超過700℃，砷與金可以生成的As-Au合金會揮發(fā)；若溫度太低，一些易揮發(fā)性的物質焙燒不完全，因此選擇在650～ 700℃焙燒，金既不會損失，揮發(fā)性物質又可除盡。

稱取10.0000g鉛精礦于瓷蒸發(fā)皿中，置于馬弗爐內(nèi)于650℃焙燒，分別在焙燒后的1h、1.5h、2.0h、2.5h和3.0h觀察試樣變化變化情況，發(fā)現(xiàn)在焙燒2.5h后試樣為褐色，其中的有機質可以完全除去。時間短則有試樣還有一部分成黑色，有機質未完全除盡，時間過長則容易燒結，影響測定結果。

2.2 試樣的溶解

在試樣制備好以后，必須將試樣轉變成溶液才能測定，測定金時溶解所用的酸通常選用王水溶解。由于試樣是以硫化鉛為主的鉛精礦，含硫較高，在溶礦過程中硫就會被硝酸氧化為單質硫而包裹金，造成結果偏低。所以在用王水溶解時應先加稀硝酸，待樣品充分溶解后才能加入鹽酸，否則在樣品溶解初期加入的鹽酸會產(chǎn)生大量沉淀包裹在樣品表面，使得樣品溶解不完全，并使樣品溶解末期劇烈噴濺而影響分析結果的準確性。溶液提取時既要保證Au能以配合離子形態(tài)進入溶液，又要防止大量鉛在鹽酸介質下形成PbCl2沉淀對Au產(chǎn)生的吸附和共沉淀[6]，試驗表明,如果出現(xiàn)PbCl2沉淀，應當適當提高溶液中鹽酸的濃度，或適當增加提取液的體積，以保證沉淀溶解完全。

2.3 活性炭吸附的影響

圖1 活性炭吸附時間的影響

將5g，74mm的活性炭加入到含金 （二級標準物 GBW(E)070014Au含量推薦值 3.14μ g/g）的王水溶解中，于振蕩器上進行振蕩吸附10min、20min、30min、40min， 采用棉花紙漿漏斗過濾、灰化、王水溶解，測定結果。實驗結果見圖1。

從圖1可以看出采用活性炭吸附，加入5g活性炭，振蕩時間為30min時吸附效果較好。

2.4 測量結果比較

準確稱取10.0000g編號為2013-022的鉛精礦樣品，置于瓷蒸發(fā)皿中，于馬弗爐中從室溫升至650℃焙燒2.5h，冷卻后移入250mL燒杯中，加少量水潤濕，加入70mL硝酸煮沸，后再加入30mL鹽酸加熱至體積約50mL，取下，冷卻至室溫后加入預先處理好的活性炭5.0g，并在振蕩器上振蕩30min。采用棉花紙槳漏斗過濾并用5%鹽酸洗滌數(shù)次直至無殘留的硝酸，將活性炭及濾紙轉入瓷坩堝內(nèi)于電爐上灰化，灰化完成后放入馬弗爐中，從室溫升至850℃灰化至無黑色炭粒，取出加入4mL王水及1mL鹽酸煮沸、冷卻，定容后可直接上機。FAAS和ICP-AES，兩種方法測得的結果如表1。

表1 FAAS與ICP-AES測量結果比

結果表明，用ICP-AES測得結果和FAAS所得結果吻合，表明ICP-AES也能適合Au含量的測定，結果滿足分析測定要求。

2.5 精密度與準確度

用二級標準物質GBW(E)070014(GAu-17)(Au含量推薦值3.14μ g/g)進行方法精密度試驗,測定結果見表2，平均值與推薦值的相對誤差<4%，符合 《地質礦產(chǎn)實驗室測試質量管理規(guī)范》[7]的要求。見表2。

表2 精密度實驗

對樣品進行加標回收實驗，結果見表3。

表3 標回收實驗結果

由表3可知，測得的回收率在94.23%～97.13%之間，表明該方法準確、可靠。

3 討論

3.1 活性炭的預處理

將活性炭用25%的鹽酸煮沸以出去活性炭中的雜質。否則活性炭中所含的雜質會在測量時會產(chǎn)生不同的背景干擾，影響結果的測定。

3.2 焙燒與溶樣

由于鉛精礦主要以硫化鉛的形式存在，焙燒時要微啟爐門30min，以便能充分灼燒，否則結果偏低。溶樣過程中要先加入70mL的硝酸煮沸后再加入30mL的鹽酸，以便樣品能充分溶解。

3.3 溫度控制

灰化時溫度不能過高，如燃成明火會造成金的損失，但灰化必須完全，否則會使結果偏低。

4 結論

鉛精礦樣品經(jīng)過焙燒，HNO3+HCL加熱溶解后，ICP-AES與FAAS的測定結果吻合,都可用于鉛精礦中金的含量的測定。但由于FAAS本身的一些缺陷如火焰的不穩(wěn)定性、線性范圍窄、用于低含量樣品測定時精密度低等，對測定結果有一定的影響，而ICP-AES的干擾小，線性范圍寬，所以更適合用來測定鉛精礦中的金。

[1]向玉蓮.銅精礦中低量銀的原子吸收光譜法測定[J].黃金科學技術，2008，16(3)：60-62.

[2]Pycahob A K，何澤人.礦石與礦物的光譜分析[M].北京:科學出版社，1955：10.

[3]李鴻超.中國礦物藥[M].北京：地質出版社，1988：13-22.

[4]陳新坤.電感耦舍等離子發(fā)射光譜法原理和應用[M].天津：南開大學出版社，1987：196.

[5]談建安,黑文龍,黃興華,等.泡塑吸附-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定礦石中的金[J].巖礦測試,2009(2):147-150.

[6]李志明，劉桂芬.原子吸收光譜法測定金銀樣品前處理的討論[J].分析測試技術與儀器，2005，11(1):72-73.

[7]全國國土資源標準化技術委員會.DZ/T0130-2006地質礦產(chǎn)實驗室測試質量管理規(guī)范[S].北京:中國標準出版社,2006.