原子荧光仪在地质矿物硒元素测定试验中的应用

魏丽娟，邵晓龙

（甘肃省有色金属地质勘查局天水矿产勘查院，甘肃 天水 741020）

硒元素是一种重要的矿物元素，能够作为一些矿床的指示元素，从而为矿产开发提供依据。硒元素在地壳中含量较低，而且是人体和动物必要的微量元素，在地质找矿和生物生长方面具有重要的意义。对于人体和动物而言，硒元素缺乏容易产生克山病，但是硒元素过量也会造成人体中毒。地壳中不同矿床的硒元素含量具有差异，利用硒元素含量能够识别相应的矿产种类，从而为矿产开发提供指引。准确测定硒元素含量成为地质找矿的重要内容，当前广泛应用于硒元素定量测量的方法包括石墨炉原子吸收法、等离子—质谱法等方法，但是由于硒元素的离子化效率比较低，因此传统的测量方法精度和准确度都比较低，在硒元素的准确测量中存在局限[1]。

本文将原子荧光仪应用于地质矿物中硒元素的测量，该方法具有操作简单、测试灵敏度高等优点，广泛应用于各种元素的测量中。

1 材料与实验

1.1 试验仪器与原理

本文所用的原子荧光仪为XGY 2020A原子荧光光谱仪，该型原子荧光光谱仪采用特种空心阴极灯作为激发光源，在将元素富集后进行测量，能够有效地提升元素测量的灵敏度。

1.2 实验试剂

实验所需要的主要试剂如下。

（1）基本试剂，选用优级纯的盐酸、硝酸、高氯酸以及氢氟酸作为基本试剂。

（2）称取7g硼氢化钾溶于1000mL的10g/L的氢氧化钾溶液中。

（3）市售有证标准硒标准溶液。

（4）铁盐溶液：称取24.36g三氯化铁，溶于40mL1+1的盐酸溶液中，用水稀释至500mL。

1.3 实验方法与步骤

根据原子荧光仪的应用，首先需要将地质矿物样品进行溶解，获得稀释后的硒元素溶液，在原子荧光的作用下进行测量。具体的实验方法如下：

（1）地质矿物样品分解：将地质矿物样品进行研磨，获得地质样品粉末，并且将地质样品粉末经过200目的筛子进行筛选混匀后，称取0.5g粉末状样品进行消解；将称好的粉末样品置于25mL的聚四氟乙烯的消解罐中，采用少量去离子水进行湿润后，利用硝酸和氢氟酸的混合液作为消解溶液，将样品在消解罐中进行溶解后，加入高氯酸进行加热，分解样品中的盐类物质，持续加热直到样品浓白烟刚冒尽；往消解罐中加入去离子水，冲洗消解罐的内壁后，加入盐酸和铁盐溶液，将样品移入到25mL比色管中，采用去离子水定容至刻度，摇匀后作为测量溶液[2]。

（2）原子荧光仪参数设定，为了达到最好的检测效果，本文的研究所采用的参数设定为，灯电流主电流为55mA、辅助电流为50mA；除残时间为15S；原子化温度为130℃；负高压为-230V；驱气设置为210mL/min，搅拌器流量650mL/min,干燥器流量为300mL/min；该参数能够满足硒元素的测定需求。

（3）原子荧光仪测量，原子荧光光谱法主要使用于金属元素的测定，将消解后的样品加入硼氢化钾溶液，在载气的作用下带入原子化器，形成氩氢火焰，在灯光的作用下激发原子，生成原子荧光，由于原子荧光强度和元素浓度成正比，通过测量原子荧光强度，能够获得元素浓度；通过将样品溶液进行测量，与不同浓度下的硒元素标准溶液的荧光强度进行对比，能够获得样品中的硒元素浓度。

2 结果与分析

2.1 精密度与检出限分析

选用10批次的地质样品作为样品进行测试，为了减少误差，所有样品均经过6次测试取平均值。所得到的结果显示，原子荧光法的标准偏差、检出限与回收率能够满足要求，具体的分析如下：

（1）标准偏差，采用原子荧光法分析硒元素的含量，其标准偏差为0.99%～1.03%，其标准偏差的范围在0.98%～1.51%范围内，能够满足统计学的需求。经过多次测试取平均值，能够尽量减少实验误差的影响，提升测量精度，而且原子荧光分析法具有较好的测量精度，满足测量需求。

（2）检出限，通过对空白样品进行12次测试，计算测试的标准偏差，采用标准偏差进行检出限的计算，数据显示。原子荧光光谱法所得到的硒元素的检出限为10ng/g，检出限能够满足检测的需求。

（3）国家一级标样，通过在同一批样品中插入不同浓度的硒元素标准样品，采用相同的方法进行测量，所得到的样品合格率满足需求。

2.2 样品处理方法的选择

样品处理方法是影响硒元素检测的重要因素之一，通常原子荧光法采用酸对样品进行消解，然后在载气的作用下进行分析检测，采用不同的酸进行处理，所得到的结果也会有所不同，具体的影响如下：

（1）消解方法的选择，消解是原子荧光法的关键步骤之一，需要先将样品研磨成为粉末，然后采用酸溶液进行消解；通常可以选择硝酸和硫酸、硝酸和高氯酸等溶液，也可以选择常温和加热等方式进行消解，不同的方式得到的效果不同，为了充分消解地质样品，需要加入较大体积的酸进行充分溶解；加热过程容易发生溅射等情况，影响测量结果；因此本文采用硝酸和高氯酸进行低温初步溶解之后，再使用高氯酸进行加热溶解，有助于将样品全部溶解于溶液中，保证检测的准确度。

（2）测定介质的影响，研究中采用盐酸、硝酸和王水作为测定介质，分析不同的介质对于检测结果的影响；分析结果显示盐酸介质中硒元素的测量精度最高，灵敏度高，通过对比不同的盐酸浓度，显示盐酸浓度对于检测结果无明显影响；在样品中不同价态的硒元素共存，采用盐酸能够将四价态的硒元素进行还原，从而提升测量准确度。

（3）硼氢化钾的浓度，硼氢化钾是样品中的还原剂，能够将四价态的硒元素进行还原；研究中选择不同的硼氢化钾浓度，研究显示硼氢化钾浓度＜0.4%时无荧光信号，而＞1.0%时则荧光信号不稳定；通过研究下选择硼氢化钾浓度为0.7%。

2.3 测试条件的选择

原子荧光仪的负高压和灯电流对测试结果存在影响，具体的影响如下：

（1）负高压，在原子荧光分析测量过程中，不同的负高压对于荧光影响不同，增大负高压能够提升测量灵敏度，但是随之而来的火焰噪声也不断增大，影响测量精度；本文所用的原子荧光仪为了减少火焰噪声的影响，选择负高压为-230V即得到灵敏度高的测量值。

（2）灯电流的影响，灯电流会荧光强度具有直接的影响，相关研究显示，荧光信号随着灯电流增大而加大，因此硒元素的测量精度也随之加大，为了确保最佳测试效果，选择主灯电流为55mA，辅助灯电流为50mA。

3 讨论

地矿元素测量是地矿开采的关键过程，通过分析地矿物质中的相关元素含量，能够为后续的矿产分析和开采提供依据[3]。

硒元素作为重要的矿物元素之一，在当前的工业生产中发挥着重要的作用。

硒元素在地矿中含量较少，通过定量分析硒元素含量，能够为认识地矿物质提供依据。在本文的研究中，采用原子荧光光谱法分析地矿物质中的硒元素，结果显示该方法能够用于硒元素的定量分析中，而且具有检测精度高、分析效率高、检出率低等特点，能够满足不同含量的硒元素的分析，从而为认识矿产提供依据。

4 结语

综上所述，原子荧光法能够准确测量地矿物质中的硒元素含量。但是在测量过程中，需要选择合适的原子荧光仪以及相应的方法，选择合适的消解方法、原子荧光参数，从而确保样品测试精度，减少误差的影响，从而获得真实可靠的硒元素含量。