泡塑吸附火焰原子吸收光譜法測定地質(zhì)樣品金含量的前處理優(yōu)化

李 輝 ，葉 莉

（1.安徽省地礦局332地質(zhì)隊測試中心，安徽黃山245000；2.安徽省屯溪第二中學(xué)，安徽黃山245000）

目前關(guān)于地質(zhì)樣品中金含量的測定方法有很多，諸如重量法、氫醌容量法、碘量法、現(xiàn)場快速比色法、催化光度法、乙酸丁酯萃取-火焰原子吸收光譜法等[1-7]。泡沫塑料吸附火焰原子吸收光譜法具有操作便捷、成本較低、精密度高、準確度可靠等特點而被廣泛研究[8-10]。在實際生產(chǎn)中，面對繁重的地質(zhì)測試分析任務(wù)，人們對金的測定提出了更高的要求，追求一種既準確可靠，又方便快速，同時又符合地質(zhì)測試中各項要求的方法。作者探討了地質(zhì)樣品焙燒過程的升溫方式、泡沫吸附富集的振蕩時間以及硫脲解脫時間三個因素在實際生產(chǎn)中的影響，旨在得到一種較理想的前處理方法，以降低生產(chǎn)成本，提高測試效率。

1 實驗部分

1.1 儀器

NovAA300原子吸收光譜儀；空心陰極燈；恒溫水浴鍋；AB204-S電子天平；控溫電熱板；馬弗爐；振蕩器等。

1.2 主要試劑

金標準貯備溶液（1 000μg/mL）：稱取高純金粉（99.9%）0.500 0 g置于200 mL燒杯中，加入10 mL（1+1）王水，加熱溶解完全后，用2 mol/L鹽酸定容于500 mL容量瓶中，貯備液金含量為1 mg/mL。

金標準溶液：準確吸取5 mL金貯備液于500 mL容量瓶中，經(jīng)1%王水定容后搖勻，配制成10μg/mL標準溶液。

泡沫塑料：將聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料裁剪成10 mm×10 mm×25 mm大小，浸于沸水中加熱0.5 h，然后在80℃烘箱中烘干備用。

含鐵的10 g/L硫脲-鹽酸溶液：稱取10 g硫脲溶于250 mL蒸餾水中，再加入1 mL 1g/L的三氯化鐵溶液以及10 mL鹽酸，然后定容到1000 mL容量瓶中。

硝酸（分析純），鹽酸（分析純）。

1.3 前處理條件的選擇

1.3.1 焙燒方法的選擇

金主要以游離態(tài)的形式散布于砂礦和巖石當中，分布不均且含量低，因其自身特性極易與硫、砷、汞等物質(zhì)伴生。在地質(zhì)樣品的焙燒過程中，溫度過高會導(dǎo)致金的揮發(fā)，低溫又會使樣品焙燒不充分，若快速升溫又會出現(xiàn)樣品的燒結(jié)。因此合理的焙燒方法將影響地質(zhì)樣品中金的焙燒效果。通過調(diào)整焙燒的升溫方式以期獲得一個相對理想的焙燒方法，設(shè)計方案見表1。

表1 設(shè)計方案

a～d方案在溫度升至650℃前均將馬弗爐爐門留一小縫以利于各氣體雜質(zhì)揮發(fā)，待溫度達到650℃后關(guān)緊爐門。選取已知地質(zhì)樣品，準確稱量該樣品15份，平均分成5組，分別按a～e方案進行焙燒，后經(jīng)15%的王水消解，在振蕩器中以同一頻率振蕩50 min，再經(jīng)10 g/L硫脲-鹽酸溶液95℃水浴條件下解脫30 min，最后上儀器測定。

1.3.2 振蕩時間的選擇

取6個大小相同的聚氨酯泡沫塑料放入塑料瓶中，分別加入1 mL 10μg/mL的金標準溶液，后經(jīng)15%的王水消解，在振蕩器中以同一頻率分別振蕩10、20、30、40、50、60 min，再經(jīng)10 g/L硫脲-鹽酸溶液95℃水浴條件下解脫30 min，然后上機測定樣品，該實驗平行開展3次。

1.3.3 硫脲解脫時間的選擇

取6個大小相同的聚氨酯泡沫塑料放入塑料瓶中，分別加入1 mL 10μg/mL的金標準溶液，后經(jīng)15%的王水消解，在振蕩器中以同一頻率分別振蕩30 min，再經(jīng)10 g/L硫脲-鹽酸溶液95℃水浴條件下依次解脫10、20、30、40、50 min，然后上機測定樣品，該實驗平行重復(fù)3次。

1.4 結(jié)果與討論

1.4.1 繪制標準工作曲線

準確移取 0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL 的 10 μg/mL的金標準溶液于250 mL塑料瓶中，在各瓶中放入已處理好的聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料一塊，并分別加入15%的稀王水100 mL，然后依次按順序擺入往復(fù)式振蕩器中振蕩50 min，取出泡沫塑料，反復(fù)擠壓并用水充分洗凈，放入含有10 mL 10g/L硫脲溶液的比色管中，在95℃水浴條件下解脫30 min，水浴結(jié)束后泡塑小塊應(yīng)盡快取出，冷卻至室溫，按儀器的工作條件，上原子吸收光譜儀測量金的吸光度，繪制標準工作曲線，見圖1。

1.4.2 焙燒方法對地質(zhì)樣品中金測定的影響

在標準工作條件下，在不同焙燒方法下測定已知地質(zhì)樣品的金含量結(jié)果見表2，可以看出焙燒方法的不同能夠顯著影響金的測定結(jié)果。由表2可看出，c方案地質(zhì)樣品中金焙燒最充分，同時金的揮發(fā)損失也最小。

1.4.3 振蕩時間對地質(zhì)樣品中金測定的影響

在標準工作條件下，不同振蕩時間下測定的Au回收率結(jié)果見表3、圖2，由表3、圖2可以看出，伴隨著振蕩時間的增加，金的回收率不斷上升，當振蕩時間達到50 min時金的回收率達到99%以上。從生產(chǎn)實際出發(fā)，50 min的振蕩時間較為理想，繼續(xù)增加振蕩時間不利于提高生產(chǎn)效率。

圖2 振蕩時間與回收率的關(guān)系

1.4.4 解脫時間對地質(zhì)樣品中金測定的影響

在標準工作條件下，不同解脫時間測定金回收率結(jié)果見表4、圖3。由表4、圖3可知，隨著硫脲解脫時間的不斷增加，金回收率呈先增后降的趨勢，解脫時間過短或太長均不利于聚氨酯泡沫塑料中吸附金的充分解脫。

表4 解脫時間與回收率的關(guān)系

圖3 解脫時間與回收率的關(guān)系

1.4.5 方法準確度與精密度

采用優(yōu)化后的方法測試國家一級標準物質(zhì)GBW07807、GBW07808、GBW07809，每種標準物質(zhì)平行4組實驗，分析數(shù)據(jù)見表5。RE為樣品測定值的準確度指標，RSD為樣品測定值的精密度。結(jié)果表明，優(yōu)化后的方法準確度和精密度良好，符合地質(zhì)測試質(zhì)量規(guī)范的相關(guān)要求。

表5 方法的準確度和精密度結(jié)果

1.4.6 方法檢出限

在標準工作條件下，采用優(yōu)化后的方法測試12份空白試驗溶液，得到其標準偏差為0.032μg/mL，從而得到方法檢出限為0.1μg/mL。

2 結(jié)束語

本文優(yōu)化了泡沫塑料吸附火焰原子光譜法測定金的三個前處理條件，即焙燒方法、振蕩時間、解脫時間。研究表明，將地質(zhì)樣品在450℃下0.5 h，后650℃焙燒1 h的方法能實現(xiàn)樣品的充分焙燒且能減少金的損失，并且振蕩時間為50 min，解脫時間為30 min較為理想。優(yōu)化后的方法不僅精密度及準確度可靠，同時節(jié)約了檢驗成本，提高了測定效率。