电感耦合等离子体质谱法应用于金矿石化学物相分析

肖 江，阳国运，齐永辉，黄献珠，潘倩妮

（广西壮族自治区地质矿产测试研究中心，广西 南宁 530000）

在金矿石中，金的赋存状态有晶隙金、裂隙金、包体金及胶体吸附金等。金矿石化学物相分析的任务和目的是查明金在矿石中以各种相态存在的含量，为地质勘探、矿床评价、化探异常评价、选矿试验研究提供重要资料。

在目前的金矿石化学物相各浸出液中金的测定多采用原子吸收法，由于灵敏度较低、干扰相对较多，均需复杂的分离富集的过程，以达到消除干扰及富集的目的。文献［1］采用泡塑吸附后再灰化，再将金溶出后测定，尽管也可满足检测需求，但手续繁琐、效率低。文献〔2-4〕采用活性炭吸附，灰化后原子吸收光谱法测定浸出液中的金，流程也较长，极难实现批量样品的检测。在现有的文献只有样品的浸出剂及简要流程，实际上通常每一相浸出后，固液分离都采用滤纸过滤的方式，尤其是到褐铁矿包裹金这一相时，已经累积几张滤纸，其清洗更为不便，方法操作难度大。有必要根据分离富集方式对浸出液的处理做调整，以获得理想检测效果。电感耦合等离子体质谱法具有灵敏度高、干扰少的特点，无需复杂的分离富集即可进行金矿石中的金的测定［5］。

本文对测定介质、固液分离、过程内标的引入等条件进行了优化，将电感耦合等离子体质谱法应用于金矿石化学物相分析，取得满意的检测效果。

1 实验部分

1.1 仪器和主要试剂

1）电感耦合等离子体质谱仪，美国Thermo Sci-entific公司，配高盐雾化器。2）所用试剂硫脲、盐酸、硝酸、氢氟酸、溴素、甲醇、氯化亚锡均为AR，水为超纯水。3）铼内标溶液：ρ（Re）＝10μg/mL。4）浸取剂 I：（5g/L碘 -10gNH4I）溶液。5）浸取剂Ⅱ HCIO4（1+99）。6）浸取剂Ⅲ溴素+甲醇（5+95）。7）浸取剂Ⅳ 1%SnCI2，1+1 HCL溶液。

1.2 金物相的分离和测定

1）裸露与半裸露自然金，称取10g（精确至0.01g）试样于250mL离心瓶中，加入50mL浸取剂I，振荡1h，离心分离并水洗残渣一次，滤液合并转人300mL烧杯中。2）碳酸盐包裹金，向1.2.1的残渣中加入150mL浸取剂Ⅱ，置于沸水浴上加热1h（保持溶液pH值为1-2），离心分离，上清液保留。向残渣中加入50m浸取剂I，振荡1h，离心分离并水洗残渣一次，两次滤液合并于300mL烧杯中。3）铜、铅、锌、硫化矿包裹金，向1.2.2的残渣中加入50mL浸取剂Ⅲ，振荡1h，离心并水洗残渣一次，滤液转入300mL烧杯中。4）褐铁矿包裹金，向1.2.3的残渣中加入70mL浸取剂Ⅳ（不断滴加SnCl2溶液，保持溶液无黄色），振荡1h，离心，用（1+99）HCl洗两次，上清液弃去。向残渣中加入60mL浸取剂I，振荡1h。离心分离并水洗残渣一次上清液转人300mL烧杯中。5）黄铁矿包裹金，将1.2.4的残渣移入50mL瓷坩埚，在480～500℃高温炉中灼烧1h，冷却转入250mL离心瓶中，加入50mL浸取剂I，振荡1h。离心分离并水洗残渣一次，清液转人300mL烧杯中。6）石英和硅酸盐包裹金，将1.2.5的残渣移入50mL瓷坩埚，在650℃灼烧20～30min。冷却后将残渣移入聚四氟乙烯烧杯中，加入10mLHF、10 mL HNO3，加热微沸1～2h后蒸发至干，再加10mLHF、10 mL HNO3，加热并放置过夜，次日蒸发至干，加入1+1王水50 mL，微沸30min。7）金矿各物相浸出液的测定，往各态浸出液中加入10.00mL内标，移至电热板上加热至微沸，使大量的碘、溴、甲醇挥发，加入王水50 mL，摇匀，加水至约200 mL，搅匀。吸取清液0.1 mL于聚四氟乙烯坩埚中，加入0.3%硫脲5 mL，待测。

在一系列烧杯中，加入金0、20、100、200、1000、2000μg，加入内标 10.00mL，王水 50 mL，加水至约200 mL，搅匀，制得金标准溶液。分取0.1mL，加入0.3%硫脲5 mL。将试液泵入雾化器，以氩气作载气，将雾化气体导入等离子体火焰中，测量Au、Re的质谱计数，同时绘制工作曲线，从工作曲线上查得试样中的Au的含量。

2 结果与讨论

2.1 样品处理条件实验结果分析

1）测定介质对金测定结果的影响，实验选取3%王水和硫脲溶液介质，在电感耦合等离子体质谱仪测定金，结果发现，在王水介质下测定，金存在较明显的记忆效应，测定高含量样品后，需较长时间清洗才能降至正常水平，难以满足批量样品的检测。选择硫脲介质后，金由三价还原为一价，记忆效应几乎可以忽略，达到了快速、准确测定的要求。

2）固液分离的优化，金相各部分提取液与残渣的分离，传统是通过过滤的方式，会引入较多滤纸，造成清洗及操作的不便，滤液体积稍多，检测效率低。本方法改用离心瓶后，离心分离浸出液及残渣，不仅操作简便，滤液总量相对较少，收集也方便，并且可以密闭，减少液溴挥发对检测人员的损害，与后续操作衔接更紧密，流程简单。

3）引入过程内标，简化测定流程，方法在各态的提取液处理前加入，混匀后，除掉大量碘、溴、甲醇即可，直接在烧杯中粗略定容，由于质谱法灵敏度高，无需后续复杂的分离富集流程，简化了传统的后续流程如样品转移、分离富集、定容等操作，而且也减少这类操作过程及进样系统的所带来的偶然误差，使测定的准确度及精密度均有所提高，并且方法的线性范围宽。

2.2 方法的精密度和准确度

由于缺乏金矿的物相国家标准物质，采用了拟定的分析方法对多次测定的精密度及各相加和的回收率来间接评价方法的可靠性。对四个金矿样品平行分析6份进行试验，结果见表1～表4。试验表明，样品的回收率在91.7%～102.5%，满足地质矿产行业标准DZ/T 0130-2006要求。

3 结论

本文将质谱法用于金矿石物相分析，用硫脲介质来减少金的记忆效应，以离心分离残渣和提取液的方式，改进原来繁琐的过滤操作，并以过程内标的加入方式，简化前处理的流程，提高了检测效率，改善测结果的准确度及精密度。

表1 金矿石物相分析方法精密度及准确度

表2 金矿石物相分析方法精密度及准确度

表3 金矿石物相分析方法精密度及准确度

表4 金矿石物相分析方法精密度及准确度