聚氨酯泡沫塑料富集_ICP_MS测定化探样中微量金的方法x

1、* 作者简介:李锟(1973 ,男,工业分析专业,工程师 收稿日期:2007-07-12技术方法聚氨酯泡沫塑料富集 ICP-MS 测定化探样中微量金的方法李 锟 *中化地质矿山总局中心实验室,河北涿州,072754提 要 试样经王水分解,在 10%的王水溶液介质中,加一定量的铁盐,用聚氨酯泡沫塑料吸附富集金, 1%硫脲溶液解脱,ICP-MS 进行测定。实验结果表明,这种方法精密度高、准确度好,检出限低。其测 定范围为 0.028500ng/g。关键词 :王水分解; 泡塑富集; 硫脲解脱; ICP-MS测定中图分类号 :O657. 31 文献标识码 :A 文章编号 :1006 5296(2007

2、 04 0242 030 概述在自然界中,金主要以单质状态散布在岩石 或砂矿中,金在地壳中的平均含量为 5×10-9,含 量特别低。测定金的方法也比较多,普遍用王水 溶解,聚氨酯泡沫塑料吸附富集,硫脲解脱,用石墨炉原子吸收法进行测定【1、 2】。 也有用 ICP-MS测定的 3,但其方法是用王水溶解的样液定容后 直接分取进行测定,结果检出限达不到要求;并 且有干扰元素存在,结果准确度低。笔者在上面 两 种 方 法 的 基 础 上 及 参 考 有 关 资 料 进 行 了 ICP-MS 测定, 并对试剂用量进行了相应的调整。 结果与石墨炉进行比较,准确度高、检出限低。 优点是测定时间缩短

3、,丰富了实验室的分析方 法,缺点是工作强度增大,成本略有增高。1 实验部分1.1仪器、材料美国热电公司 X Series 型等离子体光质谱 仪。氩气 (Ar99.9%。聚氨酯泡沫塑料:剪成 3cm×2cm×1cm块状。 对市售聚氨酯泡沫塑料在分析前用 50% HCl处 理即可使用,并每次新购回来的泡塑,必须先做 工作曲线,工作曲线能满足要求,方可使用。瓷坩埚:规格:30mL 。 1.2试剂盐酸 (1.19g/mL 硝酸 (1.40g/mL三氯化铁溶液 (FeCl36H 2O=485g/L:称 取 485g 三氯化铁 (FeCl36H 2O 于 400mL 烧杯中, 加 热溶

4、解后,用水稀释至 1L 。硫脲解脱液 (H2NCSNH 2=10g/L:称取 10g 硫 脲,用水溶解并稀释至 1000mL ,搅匀。现用现 配。金标准溶液 (Au=200.0µg/mL:准确称取 高纯金丝 0.2000克于 200mL 烧杯中,加入新配 制王水 10mL ,在电热板上加热溶解,加入 1.0g 氯化钾,水浴蒸干,加入 5mL 盐酸,水浴蒸干, 重复二次。再加入 10mL 盐酸溶解残渣,移入 1000mL 容量瓶中, 用水稀释至刻度, 摇匀备用。金标准溶液 (Au=25ng/mL:分取金标准溶第 29卷 第 4期 化工 矿 产 地 质 V ol.29 No.42007年

5、 12月 GEOLOGY OF CHEMICAL MINERALS Dec.2007第 4期 李锟:聚氨酯泡沫塑料富集 ICP-MS 测定化探样中微量金的方法 243液 逐级稀释至 100mL 容量瓶中,加入 4mL 王 水溶液,用水稀释至刻度,摇匀备用。1.3分析步骤称取试料置于瓷坩埚中, 送入高温炉内 (将炉 门稍许拉开 0.7cm 从低温升到 650 700 , 保温 2h 。取出冷却后,将试料倒入 250mL 三角 瓶中,用少许 10mL 水润湿,加入 40mL 王水。 加瓷坩埚盖后置于电热板上加热溶解, 保持微沸 约 1h 。拿下瓷坩埚盖,蒸至体积约 1015mL, 拿下冷却,加 1

6、00mL 水、 1mL 三氯化铁溶液及 约 0.2g 聚氨酯泡沫塑料,置振荡机上振荡 1h 。 取出泡沫塑料, 用自来水洗去泡沫塑料上的矿渣 和酸,挤干,放入 25mL 比色管中。加入 5.0mL 硫脲解脱液,盖上盖子,放入沸水浴中,保持 20min 后,将泡沫塑料上移在比色管壁处,用玻 璃棒快速挤压泡沫塑料后, 取出泡沫塑料, 冷却。 分取溶液 1mL 至 10mL 比色管中,稀释至刻度, 在 ICP-MS 上进行金含量的测量。1.4工作曲线的绘制分别吸取金标准溶液 0.0 mL 、 1.0 mL、 2.0 mL 、 4.0mL 于 250mL 锥形瓶中,此工作曲线金 量分别为 (0.0ng

7、、 25.0ng 、 50.0ng 、 100.0ng ,加 入 20mL1+1王水及 1mL 三氯化铁溶液,加入 100mL 水,放入约 0.2g 聚氨酯泡沫塑料,与试 样液一起进行泡塑吸附,硫脲解脱液解脱,与分 析步骤相同。2 讨论(1 按表1给出的仪器工作条件及测定模 式,通过仪器的计算机系统和分析专用软件。用 10ng/mL的 Li 、 Be 、 Co 、 In 、 Tb 、 Bi 、 U 标准溶 液,选择同位素 7Li 、 9Be 、 59Co 、 115In 、 159Tb 、 209Bi 、 238U 作为仪器的最佳化调试,并由计算机 系统及专用软件自动计算和存储所有数据。表 1

8、 等离子体光质谱仪工作条件Table 1 Running conditions of the plasma mass spectrometer名 称 技术参数 名 称 技术参数 等离子体功率 (W冷却气 (Ar(L/min 辅助气 (Ar(L/min 接口 1150130.6XT测量条件雾化器流速 (Ar(L/min进样泵速 (rpm进样冲洗时间 (s分辨率 (m扫描方式0.80.95 40 20 100 跳峰(2 王水浓度对测定结果的影响及选择 在测 定金含量的方法中, 王水既是溶解金的试剂, 而且 它的浓度直接影响着泡塑对金的吸附率, 根据实验 方法,改变王水的浓度,所得结果如下表 2 表

9、 2 王水的浓度对金回收率的影响Table 2 Effect of aqua regia concentration to the Au recovery ratio王水浓度(% 0 5 10 15 2025回收率(% 90 99 100 101 9992根据表 2可以看出,王水浓度对金的回收率 有影响, 但其范围比较大, 其浓度 10%时回收率 达到 100%, 为了合理地应用王水, 作者用 40mL 王水溶解试样后所剩体积为 1015mL时,使王 水浓度基本上为 10%左右。 这样既能保证完全有 效地分解试样,又能保证泡塑吸附时的酸度,使 金的回收率达到 100%。(3 对三价铁离子的用量

10、选择 铁离子有强 烈的促进泡塑吸附金的作用,根据实验方法,改 变的 Fe 3+加入量,所得结果如下表 3所示。 表 3 Fe3+加入量与回收率Table 3 Relation of recovery ratio and Fe3+ quantity Fe 3+加入量 (mg0 20 30 40 80 160200回收率 (% 7583 93 100 100 10099 根据表 3可以看出, Fe 3+的加入明显地提高 了泡塑对金的吸附能力,当其加入量大于 40mg 后,吸附趋于完全,回收率达到 100%。所以实 验中用 40mg Fe 3+就能满足实验要求。(4 内标 内标校正法是保持在测定过程

11、中 仪器偏移所带来的误差得到及时的校正。 本方法 采用的定量校正方法为内标校正法。 内标元素为244 化 工 矿 产 地 质 2007年(103Rh=10ng/mL。 内标元素溶液由内标溶液专用的蠕动泵管, 泵入一个三通把内标元素和样品溶液合并混合后, 一并泵入雾化系统后进入等离子矩焰中。3 结果(1 方法精密度 任意选择四个与标准样值相近的地球化学勘探样 Au-1、 Au-2、 Au-3、 Au-4进行对方法精密度的检验,结果见表 4。表 4 方法精密度Table 4 The precision of the measurement样号 测定值(×10-9 平均值(×10

12、-9S RSD%Au-1 0.74、 0.78、 0.89、0.73、 0.86、 0.83、0.87、 0.68、 0.89、0.68、 0.75、 0.800.80 0.0627.72Au-2 1.53、 1.60、 1.63、1.58、 1.62、 1.50、1.55、 1.65、 1.54、1.52、 1.54、 1.561.57 0.0473.02Au-3 5.45、 5.68、 4.99、5.18、 5.70、 5.12、5.35、 5.63、 5.82、5.74、 5.36、 5.095.43 0.285.28Au-4 11.9、 12.3、 12.5、 10.8、 10.9、

13、11.6、 11.5、 10.8、 10.8、 10.5、 11.7、 12.5 11.5 0.716.26(2 方法准确度 选择与地球化探样值相近 的标准样 GAu-9、 GAu-10、 GAu-11进行方法准 确性实验,结果见表 5。表 5 方法准确度Table 5 The accuracy of the measurement 标准样 测定值(10-9 标准值(10-9 logGGAu-91.59 1.5 0.025 GAu-105.12 5.3 0.015 GAu-1112.1 11.4 0.026 (3方法检出限 用 12份空白实验溶液所测 得结果及方法检出限(表 6 。表 6 方法

14、检出限Table 6 The detection limit of the measurement 所测空白值(10-9 S 检出限 6S 0.014、 0.016、 0.010、0.0098、 0.017、 0.020、0.009、 0.016、 0.014、0.015、 0.013、 0.0140. 0048 0. 028根据实验数据可以看出本方法的精密度、准 确度较高,方法检出限低。这种方法是在没有石 墨炉及石墨炉不能满足生产要求时, 可以准确地 测定化探样中的低含量的金。 本方法已经在生产 实践中得到了应用。参 考 文 献1 雷中利, 张晶玉, 任英, 等 . 泡沫塑料快速富集 -石墨

15、炉原子吸收法测定化探样品中痕量金 J. 光谱学与光谱分析, 1994, 14(52 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. 83 黄珍玉 . 等离子体质谱法直接测定地球化学样品中金铂钯 J. 岩石测试, 2001, 20(1ENRICHMENT OF POLYAMINOESTER FOAMED PLASTICS MEASURE TO DETERMINE THE TRACE AU BY ICP-MSLi kunGeological Institute of Bureau and Mining of China Chemical Idustry, Zhuozhou, Hebei, 072754, ChinaAbstractThe samples are decomposed by aqua regia, that is, adding some molysite in 10% aqua regia solution, the Au in the samples will be absorbed by the polyaminoester foamed plastics. Then it is disembarrassed by 1% thiourea solution and determined by ICP-MS. It has b