王水消解-氢化物发生-原子荧光光谱法测定矿石中汞含量

苏瑜玺

(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七〇三队 伊宁 835000)

1 引言

采用水浴加热法消解样品，受热均匀，反应温度易于控制，消解过程中温度变化平稳有利于反应的进行。与其他消解方法相比，该方法操作简单、设备低廉，更适用于普通实验室。

本实验方法的原理为：

2 实验部分

2.1 实验材料

实验中的矿石样品来源于新疆有色金属地质勘查703队，将其编号为150401020～150401029。

2.2 实验主要仪器及主要试剂

实验中的主要仪器及主要试剂均来源于新疆有色金属地质勘查 703队，主要仪器如表 1，主要试剂如表2：

表1 实验的主要仪器

表2 实验的主要试剂

（1）实验用水均为去离子水，所用酸均为优级纯（分析纯盐酸中一般均含有较高浓度的汞），其他试剂均为分析纯；

（2）因 Hg的灵敏度非常高，故需特别注意来自各方面的污染，实验所用玻璃仪器都用体积分数为20%硝酸浸泡24h以上，用去离子水冲洗干净后使用。

2.3 实验所用国家标准物质

本实验所采用的国家标准物质GSS-12、GSD-8a均来源于物化探研究所。

2.4 标准溶液的配制

表3 实验中汞标准系列的配制

2.5 样品前处理

矿石样品先通过颚式破碎机进行初步破碎，再将破碎后的矿石颗粒倒入对碾机，进行二次粉碎。然后筛分得到粒径小于 100 µm 的矿石粉。经过缩分、盘磨、拌匀、缩分，得到均匀的矿石粉，再通过棒磨机进一步细磨，最后得到矿石粉。用电子天平准确称取0.2500 g（精确到0.0001 g）样品于25 mL的比色管中，用加液器准确加入10 mL 1：1的王水于比色管中并摇匀，放入电热恒温水浴锅中水浴加热溶解1h，每隔20min摇晃一次使其充分溶解，水浴加热完毕后冷却至室温，用50g/L的酒石酸溶液定容至25mL（其目的为掩蔽其他重金属离子对汞元素测定的影响），静置溶液澄清后进行样品中汞含量的测定。

2.6 试样预处理的优化

2.6.1 消解酸百分含量的优化

表4 不同体积比的王水对试样的消解效果的影响

标准样品 王水体积分数% 测定值/（mg/kg） RSD/%（n=5） 标示值/（mg/kg）5% 0.0176 2.11 GSS-1210% 0.0078 2.63 15% 0.0029 2.80 20% 0.0027 2.71 0.021±0.0055 5% 0.0520 2.10 GSD-8a 10% 0.0440 2.43 15% 0.0420 2.70 20% 0.0390 2.81 0.024±0.005

由表4可见，当王水体积分数为10%时，测定值与认定值最接近，且相对标准偏差（RSD）相对最低。故实验选择体积分数为10%的王水作为消解酸。

2.6.2 消解时间的优化

表5 不同消解时间对试样的消解效果的影响

由表5可见，当消解时间为1h的时候，试样能够完全消解且汞损失量较少，测定值与认定值最为接近，且调整相对标准偏差（RSD）相对最低。故本实验选择消解时间为1h。

2.7 仪器工作参数的确定

表6 仪器的工作参数

2.8 载气液与还原剂的选择

2.8.1 载气液的选择

选择硝酸作为载流液有利于减小汞测定过程中产生的记忆效应，本实验采用0.5%～9%的硝酸作为载流对汞荧光值的影响。本实验选择2%的硝酸作为载流。

表7 不同酸体积分数对应的荧光值

2.8.2 还原剂百分含量的选择

表8 不同混合液百分含量对应的荧光值

3 结果与讨论

3.1 标准曲线

AFS-930原子荧光光度计在优化条件下，测得的汞的标准曲线可以得出该标准曲线 R=0.99977，线性回归方程为Y=18.56835+3753.77196X。结果表明，该标准曲线在0.0～1.0 µg/mL的范围内与响应值有良好的线性关系。说明该标准曲线可以用来进行本实验中样品的测定。

表9 标准曲线的测定

3.2 实验精密度的测定

由于本实验采取标准曲线法测定样品中汞元素的含量，因此在测定样品前需要对标准空白溶液进行精密度的检验，以保证此方案结果的真实准确性。以标准曲线法和仪器的最佳条件平行 3次测定样品并测出平均值，求出相对标准偏差。结果如表10所示。

表10 方法精密度的测定结果

由表10可知，标准空白溶液的测定值的相对标准偏差为 3.21%，说明仪器性能稳定，测量结果可靠。可以进行对矿石样品下一步的测定。

矿石中汞含量的方法可取，具有较高的准确度和精密度。

3.3 加标回收率实验

本试验对样品进行了加标回收率实验，即在样品中加入一定量的汞标准溶液，在仪器的最佳条件下进行测定并求出加标回收率，由表11可知，实验方法的加标回收率在101%左右，结果符合检测要求。

表11 加标回收率实验的测定结果

4 结论

本文采用王水消解-氢化物发生-原子荧光光谱法测定矿石中的汞含量，确定了仪器最佳测定条件即负高压为270 V、原子化器高度11 mm、灯电流35 A、载气流量 400mL/min、屏蔽气流量 800 mL/min、读数时间10.0 s、延迟时间0.5s。对载流液及还原剂的适宜浓度进行了优化，载流液为 2%HNO3、还原剂为0.2% KOH-KBH4，并且确定了试样预处理部分的消解酸的含量和消解时间即王水含量10 %、消解时间为1h。在上述条件下，国家标准物质的汞含量测定值在标示值范围内。重复上述条件测定样品中的汞含量，得出矿石样品汞含量测定的相对标准偏差为2.40%，加标回收率在101.22%，在0.0～1.0µg/mL的范围内与响应值有良好的关系，满足质量控制要求。综上所述，本文方法操作简便，灵敏度和准确度高，加标回收率较高，为地质勘探矿石样品提出了更精确的测定方法。

[1] 陈德兴.美国北卡罗来纳州炼金引起的汞污染[J]. 地质科技情报,1995,14(4)：82～84.

[2] 丁振华,王文华,瞿丽雅,等.贵州万山汞矿区汞的环境污染及对生态系统的影响[J]. 环境科学,2004,25(2)：111～114.

[3] 何慧,洪山区人大代表、民盟地大总支主委马振东教授发出：“保护武汉市生态环境化学”的呼吁[Z]. http： //unit.cug . edu.cn.

[4] 《岩石矿物分析》（第三分册）,第六篇 有色金属矿石分析, 166.

[5] 《岩石矿物分析》（第一分册）,11.3原子荧光光谱,475.

[6] 苏明跃,陈广志,王晶,等.水浴消解-顺序注射-氢化物发生原子荧光光谱法测定铁矿石中砷和汞[J].岩矿测试,2011,30：210～213.