化学光谱法测定痕量金

1、化学光谱法测定痕量金摘要采用凹电极为上电极、BeO + ZnO + 石墨碳粉为缓冲剂提高了金分析的灵敏度和稳定性。对泡沫塑料吸附中杂质、吸附条件等进行试验,选择了较好的仪器及工作条件。经国标样检验、日常分析监控,其准确度为15. 0 %、精密度为12 % ,满足了化探痕量金分析误差要求。关键词发射光谱痕量金1 实验部分1. 1 仪器及工作条件WSP - 1 型2 m 平面光栅摄谱仪(北京二光) ;光栅刻线:1 200 条/ mm ,中心波长:265. 0 nm;3 透镜照明系统,狭缝:10m;中间光栏:5. 2 mm;激发光谱及曝光:WPF - 20 型交流电弧发生器,220 V ,16 A

2、;预热3 s、曝光8 s ;电极规格:下电极2 mm ×3 mm ×0. 5 mm(内径×深度×壁厚) ;上电极3 mm ×4. 5 mm ×0. 5 mm(内径×深度×壁厚) ;相板及暗室处理:天津紫外型相板,A、B 显影液,20 显影2. 5 min ,定影30 min ;9W 型测微光度计(上海光学仪器厂) ,P 标尺,狭缝20m;高度10 mm;分析线对及测定范围:Au 267. 595 nm/ Be 265. 0 nm(0. 3 ×10 - 950 ×10 - 9) ;Au 264.

3、826 nm/ Be 265. 0 nm(50 ×10 - 9300 ×10 - 9) 。1. 2 试剂盐酸、硝酸(分析纯) ;聚环氧乙烷:0. 5 % ;缓冲剂(含内标) :称取1. 5 g ZnO ,用1 :1 王水5 ml 溶解,取100g/ ml BeO (5 %HCl 介质) 50 ml ,蒸发至5 ml ,转入10 g 石墨碳粉中,于马福炉中300 烘干后,用玛瑙研钵磨匀,烘干,即得150g/ mg ZnO、0. 5g/ mg BeO 的缓冲剂;泡沫塑料:把3 cm ×1. 5 cm ×0. 5 cm 大小的泡沫塑料用5 %盐酸煮沸、洗净、蒸

4、馏水浸泡;金标准储备液:称取0. 5000 g 高纯金丝放入250 ml 烧杯中,加50 ml (1 :1) 王水,微热至完全溶解,移入500 ml 容量瓶中,以20 %王水稀至刻度,混匀;制得含1 mg/ ml Au 标准溶液;再以20 %王水稀释成50g/ ml Au 溶液;使用时依次稀成100 ng/ ml 和1 000 ng/ ml ;标准曲线绘制:分别吸取上述金标准按5 、10 、20 、50 、100 、200 、500 、1 000 、2 000 ng 金标准系列与样品同步泡塑吸附、灰化、摄谱作出曲线图。1. 3 实验方法称取国家一级标样10. 0 g 放入瓷方舟中,于马福炉中由

5、低温升至650 左右,灼烧2 h 。取出冷却,移入聚氨酯溶样瓶中。加入新配制王水(1 :1) 30 ml ,于水浴中加热溶解。煮沸保温12 h 。取出加入12 m1 0. 05 %的聚环氧乙烷,加水至100 ml ,充分摇匀,静置30 min 左右。泡沫塑料经水煮处理,挤去气泡和污水,装入洗净的漏斗(90 cm) 中,用不锈钢条钩拉泡塑,控制漏斗中的水流速为断续的点滴下落为宜。矿样在漏斗(上层加一层滤纸) 过滤完后,以10 %王水洗涤溶样瓶及沉淀45 次。取出泡塑于水中洗净后,放入5 ml 瓷坩埚中,灰化。温度保持在650700 中1 h ,使泡塑灰化完全。待灰分冷却后,加入1 mg 缓冲剂,

6、以不锈钢棒搅拌均匀,在坩埚中把样品和缓冲剂的混合物装入电极中压紧。烘干待摄谱。2 结果与讨论2. 1 样品处理条件选择2. 1. 1 缓冲剂的选择样品中加入Sb2O3 、K2SO4 、KCl 、LiF、ZnO 等试剂,有利于分析。当石墨碳粉中加入氧化锌时,分析线黑度值增加,使金的灵敏度增大。试验表明,在石墨碳粉中加入150g/ mg ZnO效果最佳。2. 1. 2 电极形状选择摄谱质量影响到分析的灵敏度和精密度。电极的形状对样品蒸发过程有一定的影响6 。目前广泛采用的上电极为圆锥形。实验证明:将上电极改为凹字形电极,可避免对电极头因激发瞬时电势差极大引起的溅弧现象,从而可适当增加电流强度,提高

7、弧焰温度,使蒸发出来的金充分激发,无需引入特殊的气氛或装置,可获较高的灵敏度。同时,这种对电极摄谱避免了灼热的锥形电极头像进入光柱孔,使背景的P 标尺读数减小,背景浅。另外,还可使弧焰稳定、电流波动小,使分析结果重现性、准确性较好。当样品灰分较多、下电极装不下时,可装入到上电极中,作为辅助性解决办法。选择上电极内径3 mm ,深4. 5 mm ,壁厚0. 5 mm。2. 1. 3 沉淀剂的选择可溶性硅的存在,使样品谱线的背景加深且不稳定,与标准系列背景也相差较大,硅分子谱线的出现压抑了金线,导致灵敏度降低。采用动物胶沉淀可溶性硅会有吸附金现象。选择加入0. 5 % 聚环氧乙烷溶液12 ml 。

8、2. 1. 4 泡塑吸附选择将处理后的洗净泡塑灰化,作光谱定性分析,灰分中含有: Si 、A1 、Fe 、Ca 、Mg、Sb、Sn、Pb、Ti 、Cr 、Zn、Cu、Ag、Ni 、Mo ;泡塑吸附样品溶液后灰化,灰分中Si 、Al 、Fe 、Mg、Sb、Ti 、Cr 、Cu、Ni有明显增加; Sn、Pb、Ca 、Zn、Ag、Mo 与原来近似。这些元素来自泡塑成分、原料不纯、运输等环节污染。试验用泡塑块吸附一定量的Au ,在泡塑灰分中分别加入0. 5 mg SiO2 、A12O3 、Fe2O3 、CaO、MgO ,用石墨碳粉补足,进行光谱测定。实验证明,基体元素对分析结果有不同程度的影响,硅分子

9、带的影响使结果偏高,因此必须保证化学处理的质量,保持基体成分一致。酸度控制在10 %20 % ,温度不超过35 ,溶液通过漏斗的流速为10 ml/ min ,即120 ml左右溶液在1030 min 过滤完毕,通过3040 mm 的泡塑吸附柱,吸附率可达95 %。加入聚环氧乙烷溶液可减少硅分析带的影响。2. 2 摄谱仪工作条件选择1) 中间光栏随中间光栏增大,灵敏度提高,选择5. 1mm。2) 狭缝随狭缝增大,灵敏度提高,但狭缝越大,杂散光进入越多,会加深背景,实验选择20m。3) 曝光时间随曝光时间的增加,分析线黑度值增大,但分子连续光增深了背景,选用预热3 s ,曝光8 s。4) 电流强度

10、电流强度大,相应可以缩短曝光时间,提高工作效率,但太大背景值也相应增大选择16 A。3 样品分析3. 1 样品分析步骤与实验方法同(见本文1. 3) 。3. 2 标祥分析及统计分析结果及统计见表1 。4 结论本方法采用凹形上电极、BeO + ZnO + 石墨碳粉为缓冲剂提高了分析结果的灵敏度和稳定性。经国家标准物质检验和一年多的标样质量监控,其准确度(RE %) 为15. 0 %、精密度(RSD %) 为12. 0 % ,符合化探样品中微量、痕量元素分析误差要求。 表1 标样分析及统计结果国家标样推荐值( ×10 - 9)测定值( ×10 - 9)测定次数平均值RE( %)

11、RSD( %)NGS - 011. 41. 6 ,1. 5 ,1. 4 ,1. 7 ,1. 3 ,1. 2 ,1. 5 ,1. 6 ,1. 5 ,2. 0 ,1. 4 ,1. 6121.58.913.4NGS - 042. 03. 2 ,3. 0 ,3. 2 ,2. 7 ,2. 4 ,2. 9 ,2. 7 ,2. 4 ,2. 9 ,2. 6 ,2. 9 ,3. 4122.842.911GAu - 20. 8 ±0. 11. 0 ,0. 8 ,1. 1 ,1. 0 ,1. 1 ,0. 9 ,0. 9 ,0. 9 ,0. 8 ,0. 8 ,0. 8110.9214.812.7GAu -

12、625 ±222 ,23 ,26 ,26 ,26 ,21 ,22 ,24 ,27 ,25 ,26 ,2927 ,31 ,28 ,27 ,32 ,22 ,26 ,20 ,25 ,20 ,20 ,22121224.7525-109.616.9GAu - 787 ±494 ,110 ,94 ,82 ,86 ,92 ,84 ,84 ,84 ,84 ,74 ,74121186.80.44- 0. 2-12. 711.311.6GAu - 80. 5 ±0. 10. 5 ,0. 4 ,0. 5 ,0. 4 ,0. 4 ,0. 4 ,0. 4 ,0. 5 ,0. 4 ,0. 5

13、 ,115.07- 4. 314GAu - 105. 3 ±0. 23. 8 ,5. 0 ,4. 4 ,4. 4 ,5. 6 ,5. 0 ,5. 4 ,5. 0 ,5. 0 ,6. 0 , 6. 211131418.6GAu - 1111. 4 ±0. 416 ,14 ,18 ,11 ,13 ,10 ,12 ,10 ,15 ,12 ,12 ,1311 ,11 ,11 ,11 ,16 ,10 ,10 ,15 ,15 ,11 ,11 ,11121211.94.517.7GAu - 1221. 5 ±1. 020 ,20 ,18 ,20 ,20 ,24 ,24 ,22 ,24 ,20 ,23 ,251221.70.710.5GAu - 1350 ±250 ,50 ,50 ,52 ,50 ,50 ,52 ,52 ,49 ,49 ,52 ,4258 ,62 ,62 ,62 ,57 ,66 ,62 ,58 ,62 ,58 ,50 ,48121249.858.75-0.317.52.08.9参考文献1 蒋建华. 化学光谱法测定痕量金. 岩矿测试,1982 ;1 (2)2 陈寿根等. 国内最灵敏化学光谱法测定金. 冶金分析,1988 ;8 (4