低含量地質(zhì)樣品中金的分析測(cè)試方法探討

(河南省巖石礦物測(cè)試中心，河南 鄭州 450000)

0 引言

自然界中，金主要以單質(zhì)狀態(tài)散布于巖石或砂礦內(nèi)，地殼中的豐度為5×10-9，含量少，且呈不均勻分布。伴隨科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，大量新型分析測(cè)試技術(shù)、儀器設(shè)備不斷涌現(xiàn)，地質(zhì)樣品中金的分析測(cè)試方法也越來(lái)越多，在滿(mǎn)足測(cè)試要求的同時(shí)，還大幅提升了測(cè)試分析的準(zhǔn)確性和精密度，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了分析流程，提高了工作效率。

1 金的常見(jiàn)分析測(cè)試方法

1.1 滴定法

碘量法和氫醌滴定法是最常見(jiàn)的金的滴定分析方法。其一，碘量法。此類(lèi)滴定法的反應(yīng)很快，終點(diǎn)變化顯著，缺點(diǎn)為測(cè)定金選擇性差，要適量摻加掩蔽劑，多在高含量金礦石分析和選礦時(shí)金的測(cè)定中使用。其二，氫醌滴定法。此類(lèi)滴定法具有更好的選擇性，且便于操作，缺點(diǎn)為針對(duì)高含量金的滴定所需時(shí)間較長(zhǎng)。

1.2 光度法

基于新型高靈敏度、高選擇性顯色劑的研發(fā)與使用，作為最常用的一種金的測(cè)定方法，光度法得到了大量應(yīng)用和推廣。在金的光度法測(cè)定中，硫代米蚩酮(TMK)應(yīng)用最多。

1.3 發(fā)射光譜法

按發(fā)射光譜法進(jìn)樣方式可分為3種類(lèi)型，即直接光譜法、化學(xué)光譜法和火試金光譜法。在自然界內(nèi)，金存量少，且呈分散、不均勻狀態(tài)分布，上述3種僅有2種可以達(dá)到礦樣分析的要求，分別為火試金光譜法和化學(xué)光譜法，其中化學(xué)光譜法應(yīng)用最多。該測(cè)定方法，需先用化學(xué)法進(jìn)行試樣處理，隨后通過(guò)富集分離法將金富集分離，并通過(guò)離子體發(fā)射光譜法，如發(fā)射光譜法等進(jìn)行測(cè)定。因?yàn)閷?duì)礦樣內(nèi)的金進(jìn)行了富集分離，可有效提升測(cè)定的靈敏度、準(zhǔn)確性。

1.4 原子吸收光譜法

相比其他測(cè)定方法，目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的分析測(cè)試方法為原子吸收光譜法。其特點(diǎn)為操作簡(jiǎn)便、快捷，且測(cè)定結(jié)果精準(zhǔn)。一般情況下，可采用火焰原子吸收光譜法用于微量金測(cè)定。石墨爐原子吸收光譜法可用于化探樣品中的痕量金測(cè)定。采用這種測(cè)定方法，同樣要先通過(guò)化學(xué)處理樣品，待金富集分離后，便可進(jìn)行分析測(cè)定。

1.5 電感耦合等離子體質(zhì)譜法

隨著科技的進(jìn)步，大量先進(jìn)的分析測(cè)試技術(shù)和儀器設(shè)備被研制出來(lái)并用于實(shí)踐。如電感耦合等離子體質(zhì)譜法，其優(yōu)點(diǎn)為分析速度快、檢出限低、重復(fù)性好等。因其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，目前，在地勘實(shí)驗(yàn)室測(cè)金中應(yīng)用越來(lái)越多。

2 低含量地質(zhì)樣品中金的分析測(cè)試方法

為了研究金的分析測(cè)試方法，本文以石墨爐原子吸收光譜法為例，對(duì)低含量地質(zhì)樣品中金的測(cè)定進(jìn)行分析。相比其他測(cè)試方法，石墨爐法檢出限可低至0.0x×10-9，通過(guò)該測(cè)試法，可有效避免原子濃度在火焰氣體中的稀釋?zhuān)绕涫窃谏倭繕悠返慕饻y(cè)量中，應(yīng)用效果更好。

2.1 樣品處理

1)稱(chēng)量樣品，焙燒3 h(由低溫到高溫)。

2)冷卻后，移至容量瓶(250 mL)，摻加王水(1:1)溶液，40 mL。

3)放置電熱板繼續(xù)焙燒1 h，當(dāng)體積為10～15 mL時(shí)，可將其冷卻、稀釋。

4)摻加泡沫，緊固塞子，置入振蕩器，進(jìn)行若干次振蕩處理。

5)取出泡沫，且清洗，隨后在硫脲試管(10 mL)內(nèi)裝入泡沫。

6)水浴30 min，擠壓泡沫45下，隨后取出泡沫，待試管內(nèi)完全裝入泡沫中的水分且冷卻后，便可放入樣品杯內(nèi)，結(jié)束樣品處理。

2.2 測(cè)試分析

通過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以同一種化學(xué)法處理每批樣品，測(cè)試過(guò)程中輸入物質(zhì)值，一個(gè)一個(gè)測(cè)量。隨后，利用軟件擬合方法進(jìn)行工作曲線繪制，并在相同條件下對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定。一般可按照工作曲線次序測(cè)定，結(jié)合樣品表分析所有條件設(shè)置，最后保存，預(yù)熱30 min，完成測(cè)試。

2.3 結(jié)果討論

本次分析測(cè)試主要針對(duì)檢出限、測(cè)定時(shí)間、準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性三方面進(jìn)行了對(duì)比分析，具體如下。

1)檢出限：測(cè)量值分別為0.836、0.814、0.808…0.860，平均值為0.739，相比標(biāo)準(zhǔn)值0.85±0.04，檢出限方面差距較大。

2)準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性：測(cè)量值為45%，平均值為85%，標(biāo)準(zhǔn)值為95%，說(shuō)明石墨爐原子吸收法取得的測(cè)量值，數(shù)值浮動(dòng)偏高，穩(wěn)定性差，相比平均值、標(biāo)準(zhǔn)值存在很大差距。

3)測(cè)定時(shí)間：樣品分析采用石墨爐原子吸收法時(shí)，需要通過(guò)一系列的流程，例如干燥、原子化等，每次只能測(cè)定單個(gè)樣品，且每次所需時(shí)間為2 min。通過(guò)測(cè)定，在時(shí)間方面，測(cè)定值為45 min，平均值為23 min，標(biāo)準(zhǔn)值為5 min，因此，與標(biāo)準(zhǔn)值相比，測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)。

通過(guò)上述分析，可得出石墨爐原子吸收法進(jìn)行低含量地質(zhì)樣品中金的分析測(cè)試中，穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性相對(duì)偏低，且需要花費(fèi)大量時(shí)間，運(yùn)行時(shí)效慢，因此，在實(shí)際應(yīng)用中需改進(jìn)此測(cè)試方法。

2.4 改進(jìn)對(duì)策

通過(guò)此次測(cè)試，并結(jié)合以往工作經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)石墨爐原子吸收法存有一些缺陷，總體可分為3點(diǎn)。

1)噪音嚴(yán)重，工作量大，需花費(fèi)大量人力，操作流程復(fù)雜。

2)在操作流程中，樣品溶量瓶需經(jīng)劇烈振蕩，若瓶蓋密封不嚴(yán)，很可能出現(xiàn)樣品迸濺現(xiàn)象，甚至?xí)绊憸y(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3)受外界干擾大，很多因素均會(huì)影響到樣品結(jié)果的準(zhǔn)確性。

為了更好地提升測(cè)試效率，縮短樣品測(cè)試時(shí)間，避免在使用過(guò)程中出現(xiàn)大量失誤，決定改進(jìn)石墨爐原子吸收法，從而提高分析測(cè)試的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

應(yīng)在石墨爐原子吸收法的基礎(chǔ)上，將適量基體改進(jìn)劑抗壞血酸溶液加入樣品容器，通過(guò)泡沫塑料的吸附作用，對(duì)微量金進(jìn)行測(cè)定。同時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程再次進(jìn)行分析測(cè)試，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，石墨爐原子吸收法在改進(jìn)之后，其準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性明顯提高，且簡(jiǎn)化了操作流程，大幅提升了自動(dòng)化程度，能夠在很短的時(shí)間內(nèi)完成樣品測(cè)試。

通過(guò)改進(jìn)石墨爐原子吸收法，可實(shí)現(xiàn)低含量樣品中金的分析測(cè)試更加高效、快捷、準(zhǔn)確、穩(wěn)定，這對(duì)地質(zhì)找礦事業(yè)發(fā)展有著重要意義。

3 結(jié)語(yǔ)

為了分析測(cè)試低含量地質(zhì)樣品中金含量，本文采用石墨爐原子吸收法進(jìn)行分析，通過(guò)測(cè)定發(fā)現(xiàn)，在檢出限、測(cè)定時(shí)間、準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性等方面，該分析測(cè)試方法存有缺陷，無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值；同時(shí)還受外界干擾大。經(jīng)分析決定對(duì)其分析測(cè)試方法進(jìn)行改進(jìn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，改進(jìn)后的石墨爐原子吸收法能夠更好地測(cè)量出低含量地質(zhì)樣品中金含量，且測(cè)量成本較低，準(zhǔn)確性高，因此，可適用于大批量樣品分析和測(cè)試，是一種值得大力推廣使用的方法。