矿石中金含量检测方案(二手分析仪器)

2009年4月April 2009岩矿测试ROCK AND MINERAL ANALYSISVol.28，No.2147~150 岩矿广测 试http：/www. ykcs.ac. cn第2期2009年 文章编号：0254-5357(2009)02-0147-04 泡塑吸附-电感耦合等离子体发射光谱法测定矿石中的金 谈建安，黑文龙，黄兴华，陈月源 (国土资源部兰州矿产资源监督检测中心，甘肃兰州 730050) 摘要：试样在650℃烧制、王水溶解、泡塑振荡吸附、硫脲解脱，用电感耦合等离子体发射光谱法测定矿石中的金量，克服了原子吸收光谱法对低含量金测定稳定性和精密度差、对高含量金测定分取误差大和返工率高等不足，缩短了分析时间。方法经国家一级标准物质分析验证，结果与标准值相符。对二级标准物质测定的方法精密度(RSD，n=12)为6.45%。方法检出限为0.138 pg/g，线性范围宽，适用于矿石中0.2 ug/g以上金的测定。 关键词：电感耦合等离子体发射光谱法；王水溶解；泡塑吸附；硫脲解脱；金；矿石 中图分类号：0657.31；0614.123 文献标识码：B Determination of Gold in Ores by Inductively Coupled IPlasma-AtomicEmission Spectrometry with Plastic Foam Absorption TAN Jian-an， HEI Wen-long， HUANG Xing-hua， CHEN Yue-yuan (Lanzhou Testing and Quality Supervision Center for Geological and Mineral Products， The Ministry of Land and Resources， Lanzhou730050，China) Abstact： Ore sample， pretreated at 650℃， was decomposed with aqua regia. Au in the sample solution was thenpre-concentrated by adsorbing with polyurethane foam plastic and released with thiourea solution and determined byinductively coupled plasma-atomic emission spectrometry. The detection limit of the method for Au was 0. 138ug/g. The method has been applied to determination of Au in National Standard Reference materials and theresults are in agreement with certified values with precision of 6.45% RSD (n=12). The method provides theadvantages of higher stability， higher accuracy and more efficiency compared with atomic absorption spectrometry(AAS). Key words： inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry； aqua regia dissolution； plastic foamabsorption； thiourea elution； gold； ore 矿石中金的测定方法有经典的火试金法、容量法、原子吸收光谱法等。原子吸收光谱法为地质找矿发挥了非常重要的作用；但对于大量的不同含量金的样品，上机时间长，受火焰变化仪器的稳定性变差，精密度不是很高，尤其是对超低含量金的测 定存在稳定性和精密度差等缺点；对高含量和含量变化范围大的金的测试，需要分取样品，存在分取误差大、返工率高的缺点，影响分析速度和报告的及时率。因此，建立一种快速、简单、适用性强的测试方法显得非常必要。 ( 收稿日期：2008-07-31；修订日期：2008-10-06 ) ( 作者简介：谈建安( 1 963-)，男，甘肃岷县人，工程 师 ，主要从事地质实验测试及其质量管理工作。 E -mail： jianantan@ 12 6. com。 ) 电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)在国内外已迅速发展为一种极为普遍、适用范围广的常规分析方法，并已广泛应用于各行业的多种样品、70多种元素的测定。ICP - AES 技术在地质实验测试领域的广泛应用，显示了较强的竞争力，为地质样品的检测提供了便利，取得了大量成果。ICP - AES 具备的检出限低、精密度高、动态线性范围宽、干扰小和多元素同时测定的优点，为本文进一步探索金的测试方法提供了新的思路。 本文在总结原子吸收光谱和发射光谱测定金的方法和文献成果11-121的基础上，建立了泡塑吸附和硫脲解脱的样品处理技术，用 ICP -AES 法测定矿石中的金量。经国家标准物质验证，方法流程短、操作简单、速度快、准确度和精密度高，适用于各类矿石中不同金量的测定，为野外地质找矿工作赢得了宝贵的时间。 1实验部分 1.1仪器及工作参数 Optima 4300 DV 电感耦合等离子体光谱仪 (美国 PerkinElmer 公司)，其工作参数见表1 艾柯KL-UP-Ⅲ-20型实验室专用超纯水器，SP 100×100 型皮碎破碎机(武汉探矿机械戒)，101-50型电热鼓风恒温干燥箱(杭州蓝天化验仪器厂)，振荡器，208326A 型密封式球磨机(澳大利亚)。 表1仪器工作参数 Table 1COperating conditions of the instrument 项目 工作参数 项目 工作参数 Au 的测定波长 242.795 nm 测量方式 水平 高频功率 1250W 蠕动泵泵速 1.5 mL/min 等离子气(Ar)流量 15.0 L/min 溶液提升量 1.5 mL/min 雾化气(Ar)流量 0.65 L/min 积分时间 自动1~10s 辅助气(Ar)流量 0.30 L/min 1.2 标准溶液和主要试剂 金标准储备溶液(0.1g/L)。 金标准溶液(10.0 mg/L，5.0 mg/L)。 硫脲溶液(10 g/L)。 泡沫塑料：聚氨脂型或聚醚型，使用前剪去边皮后制成3 cmx1.5 cm×1.5 cm 小块，每小块质量约0.30 g，用=5%(体积分数，下同)的王水浸泡2h 以上，沥干备用。 实验用水为蒸馏水或离子交换水。 1.3实验方法 准确称取在105℃烘干的试样20.0 g，置于方瓷舟中，于马弗炉中从低温升至650℃焙烧2h，冷却后移多250 mL 锥形瓶中，加少量水润湿试样，加50%的王水40 mL，在电热板上加热微沸约1h。加水约60mL(控制酸度在10%~20%)，冷却至室温后放入一块泡塑，在振荡器上振荡40 min。取出泡塑用水洗去残渣及酸，挤干水分，置于20 mL比色管中，用滴定管加入10 g/L 硫脲溶液20 mL，盖上塞子，置于沸水浴中加热20 min，挤出泡塑冷却备用。随同试样进行空白试验。 在优化的仪器试验条件下，按照仪器工作条件调节仪器，随同标准系列测定。 2结果与讨论 2.1仪器工作参数选择 采用5.0 mg/L 的Au 标准溶液试了了仪器的雾化气流速、高频强度对测定谱线( Au 242.795nm)信号强度的影响，图1和图2结果表明，雾化气流量在0.55~0.65 L/min，高频功率在1250~1350 W，信号强度较好。本文选择仪器的最佳工作参数见表1，在 Au 波长242.795 nm 处进行测定。 图1：雾化气流量对金测定的影响 ：Fig.1Effect of flow rate of atomizating gas on Au determination 图2 高频功率对金测定的影响 Fig.2 Effect of high frequency power on Au determination 2.2 基体的影响和消除 试样经本方法处理后，基体较为简单，而且标准系列与样品溶液基体一致，从而消除了基体的影响。 2.3 共存元素的干扰和消除 试样经泡塑振荡吸附后，共存元素较少，而且含量很低，不影响 Au 的测定。 2.4 线性范围和泡塑吸附试验 将10.0 mg/L Au标准夜液依次置于10支25mL刻度比色管内，用10 g/L硫脲溶液定容至20 mL，摇匀后配制成0.0、2.5、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0、20.0、50.0、100.0 mg/L的 Au 标准溶液系列(可根据样品中Au 的含量调节标准溶液的最高浓度)。在优化的仪器工作条件下，采集 Au标准溶液系列，仪器自动绘制标准曲线，线性方程为y=0.0002x-0.0917，Au 的质量浓度在100 g/t内线性关系良好，相关系数为0.9995。 文献[6]研究了泡塑在王水介质中对 Au 的吸附，指出泡塑质量为0.2~0.3 g，吸附体积为80~120 mL，在10%左右的王水介质吸附 3 h，Au 的吸附率为97%±2%。文献[9]研究了聚氨酯泡塑对不同价态 Au 的吸附行为，加标回收 Au (Ⅲ)、Au(I)、Au(0)的回收率分别为98.5%98.8%和104%。 参考文献[6，9]，依据本方法进行吸附试验，Au量为 50 pg、100 pg、150 pg、200 pg、250pg、300 pg、400 pg、500 pg、1000 pg、2000 pg，泡塑吸附、硫脲解脱率依次为118%、96.0%、108%、104%、98.0%、106%、95.0%、106%、93.8%、80.3%；Au 量大于1000 pg时，吸附解脱率明显降低。因此 Au量在0~1000 pg时，用10 g/L硫脲溶液稀释标准系列是适宜的。 2.5 检出限 取样品空白进行12次平行测定，结果为0.14、0.08、0.20、0.07、0.09、0.10、0.15、0.08、0.13、0.08、0.18、0.06 pg/g，标准偏差为0.046 pg/go按3倍标准偏差计算方法检出限为0.138 pg/g。 2.6 准确度和精密度 用国家一级标准物质 GBW 07206(Au 含量标准值19.4 pg/g)、GBW 07204 ( Au含量标准值7.16 pg/g)进行方法准确度试验， Au 的测定值分别为18.5 pg/g和6.64 pg/g，本法测定值与标准值相对误差<10%。 用室内二级标准物质32-11(Au 含量推荐值3.26 pg/g)进行方法精密度试验，测定结果见表2，平均值与推荐值的相对误差<4%，符合《地质矿产实验室测试质量管理规范》31的要求。 表2 精密度试验 Table 2 Precision test of the method w(Au)/(pg'g RSD/% 分次测定值 平均值 3.11 3.29 3.08 2.81 3.22 3.25 2.94 3.38 3.16 6.45 3.17 3.34 3.37 2.97 2.7 方法对照 选用不同的金矿石标准物质和样品进行试验，分别采用本法(ICP- AES)、原子吸收光谱法(AAS)进行测定，表3结果表明，本法测定结果与AAS法和标准值或参考值比较，无显著差异。 表3方法对照 Table 3Comparison of analyical results of Au in gold oresby this method and AAS 样品编号 w(Au)/(pg'gg) 标准值(参考值) 本法 AAS 法 T0351 -A 57.1* 57.8 56.0 T0351 -B 37.2* 36.1 36.6 T0351-C 20.7* 22.6 21.2 T0351 -D 2.50* 2.80 2.90 GBW 07206 19.4 18.5 18.9 GBW 07204 7.16 6.64 6.50 32-11 3.13 3.29 2.82 32-05 42.6 41.3 41.8 ①表中带*结果为2007年能力验证样品的中位值。 3 质量控制 金矿地质样品制备过程中，粒度和质量是保证样品代表性的关键，在此基础上，把握好样品缩分、细碎工艺两个环节，即可获得较为理想的分析样品14] 将样品风干或低于60℃烘干，在颚式破碎机上碎至<2 mm，视样品质量进行缩分，将缩分后的样品装入密封式球磨机，一般磨制6 min 就能达到74 p.m(通过检查粒度确定磨制时间)。 地质项目送来的化学样品 Au 品位变化大，用AAS 法在不分取溶液测定时，只能测定0.x~15 ug/g的Au， Au 量超过15 pg/g 的样品需要分取溶液进行测定，影响分析速度。而采用 ICP - AES 法测定因线性范围宽，Au 量在50 pg/g以下的羊品不需要分取溶液，从而加快了分析速度。 标准曲线建好后，先测定样品空白、二级标准样品(32-11)，然后测定样品；测定25个样品用二级标准样品(32-11)进行监测控制，如果测定结果相对误差在±10%内变化，继续测定；反之，检查工作参数，重新建立标准曲线，重复上述操作步骤，并反向重复测定进行结果验证。 4结语 (1)对于硫化矿等原生矿石样品，必须将样品在400℃保温 30 min，烧样过程微启炉门，充分灼烧，否则结果偏低。 (2)方法适合用于批量样品中金的测定，标准曲线线性范围宽，减少分取量。方法快速、经济。 (3)也质项目样品中金品位一般在0~15 pg/g，采用此方法可及时为野外项目分队提供可靠的分析数据，从而为野外地质找矿工作赢得宝贵时间。 (4)金量大于50 pg/g的样品建议采用分取溶液的方法进行处理。 (5)建议标准系列采用与样品吸附解脱相同的条件，建立标准曲线。 ( 5参考文献 ) ( 李展强，张汉平，张学华，李其英，李锡坤.阴离 子 树脂-活性炭分离富集等离子体发射光谱法测定富钴锰结核中的痕量金银 铂 钯[J] . 岩矿 测 试，2005，24 (2 ) ：141-144. ) ( [ 2 ] 刘先国，方金东 . 活性炭吸附-电感耦合等离 子 体发射光谱法测定化探样品中的痕量金铂钯[J] . 贵金 ) ( 属，2002，23(1)：33- 3 5. ) ( 「 3] 马 礼谦，安朴英，杜保安，申世刚，李志庭，孙汉文.电感耦合等离子体发射光谱法定量测试成色剂中的微量元素 Au、Sn 和 P d[J].河北大学学报：自然科学 版，2004，24(5) ： 494 - 497. ) ( [ 4] 鲁青庆.火试金 IC P -AES 同 时测定熔 剂 金矿中的 金 、银、铂、钯量[ J ] . 湖南有色金属， 2 005，21(3)：41-44. ) ( [ 5] 盛绍基，戚文玲，杨祥，熊 立 新，靳 兰兰 ，查晓峰.野外现场多元素快速分析方法的研究和应用Ⅰ.分析技术及金的测定[J] . 岩矿测 试 ，2002，21(2)：81-92. ) ( 「 6 1 熊昭春.泡塑吸附技术研究及其在化学分析中的应 用[ M ] . 北京：地质出版社，1992，6，38-45. ) ( [ 7 ] 许大兴，郭炳北.金银矿石分析规程( 二 )泡塑富集-石墨炉原子吸收法测定金量[M] / 岩石和矿石分析规程(第 二 分册).西安：陕西科学技术出版社， 1993：8-9. ) ( [ 8 1 周红，宋艳合，李 红 霞 ，曹丽 妍.用载炭泡塑吸附原子吸收法 测定 地质样品中金 [ J ] . 黄 金地质，2001， 7(2 )： 64- - 66. ) ( [ 91 邹海 峰 ，田 丽 玉，姜桂 兰 ，邱兆明，覃海 亮 .聚氨酯泡 塑对 不同价态金吸附性能的研究及应用[J ].岩 矿 测试，2001，20(3)：188-190. ) ( [ 10 ] 孙晓玲，于兆水，张勤.泡沫塑料吸附富集-石墨炉原子吸收光谱法测定勘查地球化学样品中超痕量金[ J ] . 岩矿测试，2002，21(4)：266-270. ) ( [ 11 ] 曹建勇.泡塑富集-硫代米蚩酮萃取微珠比色法在野 外测金的应用[J].岩 矿 测试，2006，25(2)：193-194. ) ( [ 12 ] 李小玲 . 活性炭富集、原子吸收分光光度法测定工业废料中金[ J ] . 广东有色金属学报，2004，1 4 (2)： 151-153. ) ( [ 13 ] DZ/T 0 1 30—2006，地质矿产实验室测试质量管理 规范[ S ] . ) ( [ 14 ] 邱宏喜.提高金矿地质样品制样质量的途径[J ] . 黄金地质，2002，8(4)：69-71. ) All rights reserved. http：//www.ykcs.ac.cn 试样在650℃烧制、王水溶解、泡塑振荡吸附、硫脲解脱，用电感耦合等离子体发射光谱法测定矿石中的金量，克服了原子吸收光谱法对低含量金测定稳定性和精密度差、对高含量金测定分取误差大和返工率高等不足，缩短了分析时间 。 方法经标准物质分析验证，结果与标准值相符。 对二级标准物质测定的方法精密度(RSD,n = 12)为6.45% 。方法检出限为0.138 μg/g, 线性范围宽 ，适用于矿石中0.2 μg/g以上金的测定。