电热鼓风干燥箱解脱–火焰原子吸收光谱法测定地质样品中金的含量

李升业，马怡飞，欧婷婷

(1.青海西研测试有限责任公司，西宁 810000； 2.西安西北有色地质研究院有限公司，西安 710054)

电热鼓风干燥箱解脱–火焰原子吸收光谱法测定地质样品中金的含量

李升业1，马怡飞2，欧婷婷1

(1.青海西研测试有限责任公司，西宁 810000； 2.西安西北有色地质研究院有限公司，西安 710054)

建立高海拔地区电热鼓风干燥箱解脱–火焰原子吸收光谱法测定地质样品中的金的方法。高海拔地区由于大气压低，水的沸点低，使得泡塑吸附金的解脱率不高。为了得到准确的分析结果，采用电热鼓风干燥箱代替水浴锅来解脱泡塑吸附金，优化后的解脱条件：解脱温度为105℃，解脱时间为30 min，在此条件下金的解脱率为91.19%。金的质量浓度在0.00～10.00 μg／mL范围内与其吸光度呈良好的线性关系，相关系数r=0.999 6，方法检出限为0.012 μg／mL。测定结果的相对标准偏差为2.15%(n=7)，加标回收率为96.0%～102.5%。用该方法测定国家一级标准物质，测定结果与参考值相符。该方法准确、可靠，适用于高海拔地区地质样品中金的测定。

高海拔地区；电热鼓风干燥箱；解脱；火焰原子吸收光谱法；金

随着现代科学技术的发展，大型分析仪器设备的出现为现代地质矿产实验室检测工作带来极大的便利，利用电感耦合等离子体–原子发射光谱法(ICP–AES)测定常量和微量金［1］、电感耦合等离子体–质谱法(ICP–MS)测定痕量金［2–3］的方法早有报道。分析结果的准确性和时效性为检测工作提出更高的要求。大批量样品的分析要求方法简单，容易操作，污染小，准确度高。为此，相关的研究和从业人员从未停止对于金元素检测方法的改进和完善。杨明荣等［4］和任志海等［5］分别研究了利用封闭溶样系统溶解矿石，该方法溶样效率高，样品无迸溅，使得分析结果的准确度提高，能降低成本、减少环境污染；付文慧［6］和葛艳梅［7］等先后在常规火焰光度原子吸收光谱法(FAAS)测定金的基础上，增加滤渣分离，滤液稀释，泡沫吸附及灰化，王水复溶等过程后测定，或者使用滤液直接测定金含量，可代替火试金重量法和氢醌容量法等经典方法，解决了经典方法试验过程长、有毒化学试剂用量大以及测试条件局限性大等问题；曾念华［8］不焙烧样品，利用氯酸钾–硝酸溶液和王水的混合试剂直接溶样，简化实验过程，节省时间，得到较好的结果；刘向磊等［9］利用盐酸–氯化亚锡体系研究金、铂在泡塑上的吸附；谢璐［10］和冉恒星［11］分别对铅精矿和钨钼矿石中金的测定方法进行优化；吴庚迪等［12］研究FAAS法测定金的不确定度，并分别分析了重复性测定、称样过程、标准溶液配制和曲线拟合过程带来的不确定度，得到较为理想的实验结果。金的检测方法中，对已吸附有金的泡塑的解脱一直是用水浴方法，张明祖等［13］详细介绍了FAAS法测定金的优化条件。对于青海等高海拔地区，低氧低分压、低沸点(水：西宁地区90℃)等特殊条件下金的检测有待进一步改进。杨林［3］、马旻［14］、王祝［15］、王培燕［16］等对高海拔地区金的溶解介质、吸附酸度、吸附温度、振荡时间和硫脲浓度、解脱时间等进行了研究，但对解脱方法的研究未见报道。

泡塑吸附金的解脱是在加热条件下进行的。利用水浴方式解脱时发现该方法加热速度慢、消耗时间长、水浴温度低、水浴锅容易生锈等问题。而电热鼓风干燥箱有加热快、操作简单、温度可调可控、应用范围广等优点。笔者利用电热鼓风干燥箱(温度可调)代替水浴锅来解脱吸附有金的聚氨酯泡沫塑料，得到比较满意的实验结果。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

火焰原子吸收光谱仪：novAA350型，德国耶拿公司；

电热鼓风干燥箱：101–1AB型，天津泰斯特仪器有限公司；

高温马弗炉：KLZ–120型，天津凯恒电热技术有限公司；

电子天平：JM–B型，诸暨超泽衡器设备有限公司；

盐酸、硝酸：西陇化工股份有限公司；

氯化钾：天津市百世化工有限公司；

王水溶液：王水–水（体积比为1∶1）；

金标准储备液：ρ(Au)=100 μg／mL，10%盐酸介质，准确称取0.100 0 g光谱纯金，置于300 mL烧杯中，盖上表面皿，沿杯壁加入50 mL王水，加热溶解，加入1 g氯化钾，于水浴上蒸干后，再加入1 mL浓盐酸溶液，蒸干，重复3次，加入100 mL盐酸溶液，加热溶解，冷至室温，移入1 000 mL容量瓶中，用纯水稀释至标线，摇匀，备用；

金标准工作液：ρ(Au)=10 μg／mL，准确移取金标准储备液10 mL于事先加入10 mL盐酸溶液的100 mL容量瓶中，用纯水稀释至标线，摇匀，备用；

聚乙二醇：天津市北方化玻采购销售中心；

聚乙二醇溶液：10 g／L，准确称取10 g聚乙二醇，加入微热的1 000 mL水中，待溶解，搅拌均匀，备用；

硫脲：天津市恒兴化学试剂制造有限公司；

硫脲溶液(1%盐酸介质)：10 g／L，准确称取10 g硫脲倒入1 000 mL烧杯中，加少量水溶解，加入10 mL盐酸，加水至1 000 mL，搅拌均匀，用时现配；

聚氨酯泡沫塑料：将市售的聚氨酯泡沫塑料剪成约0.2 g(4 cm×4 cm×1 cm)的小块，在2%盐酸溶液中浸泡后，用清水冲洗干净，沥干，备用；

金矿石分析国家标准物质：GBW(E) 070012 (GAu–15a，0.30±0.01 μg／g)，GBW 07807(GAu–16b，1.1±0.03 μg／g)，GBW 07808(GAu–17b，3.3±0.2 μg／g)，GBW 07809(GAu–18b，10.6±0.4 μg／g)，中国廊坊地球物理地球化学勘查研究所；

实验所用试剂均为分析纯；

实验用水为蒸馏水。

1.2 仪器工作条件

Au空心阴极灯；波长：242.8 nm；灯电流：4.0 mA；狭缝宽度：1.4 mm；燃烧器高度：6 mm；空气流量：470 L／h；乙炔流量：60 L／h；扣背景方式：氘灯扣背景。

1.3 标准工作曲线绘制

分别移取金标准工作液0.00，0.50，1.00，2.00，5.00，10.00 mL于250 mL锥形瓶中，加王水溶液30 mL，加水至100 mL标线，各加入一块已处理好的泡塑，振荡40 min［14］，取出泡塑，冲洗干净，用干净的滤纸挤干并放入已事先加入10 mL硫脲溶液的比色管中，在105℃的电热鼓风干燥箱中解脱30 min，趁热将泡塑挤干拿出，待溶液冷却后，在1.2仪器工作条件下测定，绘制标准工作曲线。此组标准溶液系列的质量浓度分别为0.00，0.50，1.00，2.00，5.00，10.00 μg／mL。

1.4 样品分析步骤

称取20 g已加工好的样品于50 mL瓷坩埚中，放入马弗炉，由低温缓慢升至680℃灼烧2 h(必要时搅拌数次，以确保灼烧完全)。取出，冷却后将样品转移至300 mL烧杯中，加新配制的王水溶液100 mL，盖上表面皿，摇匀，使样品在溶液中充分散开。置于电热板上微沸溶解1 h，溶解至溶液剩50 mL左右时取下，冷却。加入3 mL聚乙二醇溶液，用200 mL容量瓶定容。待溶液中固体微粒物凝聚后，分取100 mL上清液于250 mL锥形瓶中，加入已浸泡处理好的泡塑一块，盖上塞子，放在振荡器上振荡40 min，后面步骤和标准工作曲线绘制相同。

2 结果与讨论

2.1 解脱温度的选择

解脱温度对样品的解脱率有重要的影响，温度过低，解脱不完全；温度过高，水蒸发快，造成溶液中金的含量升高。按照1.3节实验方法配制5 μg／mL的金标准待解脱溶液6份，在不同温度下解脱，测定吸光度，结果见图1。由图1可知，吸光度随温度的升高而增大，当温度高于100℃时，吸光度趋于稳定，说明金的解脱也趋于完全。因此选择105℃为最佳解脱温度。

图1 解脱温度的影响

2.2 解脱时间的选择

解脱时间是影响解脱率的另一个重要因素。时间过短，则解脱不完全；时间过长，则浪费资源且容易造成水的蒸发，导致金浓度的升高。按照1.3节实验方法配制5 μg／mL的金标准溶液8份，分别选择不同的解脱时间进行解脱，结果见图2。

图2 解脱时间的影响

由图2可知，随着解脱时间的增长，吸光度增大，30 min时趋于稳定，可认为此时金已解脱完全，因此选择30 min为最佳解脱时间。

2.3 线性方程

分别测定1.3得到的系列标准溶液，以吸光度y为纵坐标、金标准溶液的质量浓度x(μg／mL)为横坐标进行线性回归，得线性方程为y=0.051 6x+0.003 7，相关系数r=0.999 6，线性范围为0.00～10.00 μg／mL。

2.4 方法比对

对该方法与经典的水浴解脱方法作解脱率、重现性、方法检出限和准确度比较。

2.4.1 解脱率

配制金含量分别为0.50，1.00，2.00，5.00，10.00 μg／mL的标准溶液两组，分别在电热鼓风干燥箱和水浴两种方式下进行解脱，得到一次解脱液。将捞出的泡塑按顺序放入准备好的比色管中进行二次解脱。由两次解脱的吸光度计算出一次解脱率，结果见表1。由表1可知，电热鼓风干燥箱的解脱率优于水浴的解脱率。

表1 解脱率比对试验

2.4.2 重现性

配制金含量为5.00 μg／mL的标准溶液10份，分为两组，分别放置在电热鼓风干燥箱和水浴锅中4个角落和中间位置，各自进行解脱，用火焰原子吸收光谱仪测定解脱溶液中含金量(用吸光度表示)并计算相对标准偏差，用相对标准偏差来衡量重现性，结果见表2。由表2可知，电热鼓风干燥比水浴解脱具有更好的重现性。

表2 重现性比对试验

2.4.3 检出限

按照1.4的实验步骤做22份空白试验，其中11份用电热鼓风干燥解脱，另外11份由水浴解脱，以3倍空白试验测定值的标准偏差计算方法检出限，结果见表3。由表3可知，电热鼓风干燥解脱法的检出限为0.012 μg／mL，水浴解脱法的检出限为0.025 μg／mL。结果表明，电热鼓风干燥解脱方法的检出限明显优于水浴解脱法的检出限。

表3 方法检出限比对结果

2.4.4 准确度试验

分别准确称取20 g国家标准物质GBW(E) 070012，GBW 07807，GBW 07808，GBW 07809各2份，解脱过程分别选择电热鼓风干燥解脱和水浴解脱，在1.2仪器工作条件下测定，结果列于表4。由表4可知，电热鼓风干燥解脱样品的测定结果优于水浴解脱法。

表4 标准物质测定结果

2.5 精密度试验

准确称取未知含量样品7份，每份20 g。按照实验步骤进行实验，电热鼓风干燥箱解脱，火焰原子吸收光谱仪测定，测得结果见表5。由表5可知，测定结果的相对标准偏差为2.15%，说明该方法具有良好的精密度。

表5 精密度试验结果

2.6 加标回收试验

选用6个未知含量的样品分别称取两份，按照1.4实验步骤进行加标回收试验，结果见表6。

表6 加标回收实验

由表6可知，加标回收率为96.0%～102.5%，说明该方法准确可行。

3 结语

采用电热鼓风干燥代替水浴对泡塑吸附金进行解脱，温度稳定、可控，操作简单，解脱率比水浴法有明显提高。由此优化了在高海拔地区火焰原子吸收光谱法测定地质样品中金含量的方法。该方法简便、快速，检出限低，具有良好的准确度与精密度，适于大批量样品的分析检验。

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Determination of Gold in Geological Samples by Electrothermal Blowing Dry Box Extrication–Flame Atomic Absorption Spectrometry

Li Shengye1, Ma Yifei2, Ou Tingting1
(1. Qinghai Xiyan Testing Center Co.， Ltd.， Xining 81000, China；2. Xi’an Northwest Geological Institute for Nonferrous metals Co.， Ltd.， Xi’an 710054, China)

The method for determination of gold in geological samples by flame atomic absorption spectrometry after electrothermal blowing dry box extrication in high attitude area was established. The extrication rate of water bath for gold in polyurethane foam was not high because of the low atmospheric pressure and the lower boiling point of water at high altitudes area. In order to get accurate results, electrothermal blowing was used to instead of water bath pot to free gold in polyurethane foam, and the optimized extrication conditions was as follows: the temperature was 105℃，and the extrication time was 30 min, the extrication rate of gold was 91.19% at this conditions. The mass concentration of gold has good linear relationship with its absorbance in the range of 0.00–10.00 μg／mL with the correlation coefficient of 0.999 6, and the detection limit was 0.012 μg／mL. The relative standard deviation of determination results was 2.15%(n=7)，and the standard addition recoveries were 96.0%–102.5%. The national primary reference materials were analyzed by the method and the results were in agreement with the reference values. The method is accurate, reliable and suitable for determination of gold in high altitude area geological samples.

s high altitudes; electrothermal blowing dry box; extrication; flame atomic absorption spectrometry(FAAS); gold

O657.3

A

1008–6145(2016)06–0080–04

10.3969／j.issn.1008–6145.2016.06.019

联系人：李升业；E-mail: 1148873956@qq.com

2016–08–12