氢化物发生-原子荧光光谱法在有色多金属矿石硒含量测定中的应用

硒元素为多金属矿石材料中常见，也是特别重要的元素之一，有助于金属矿的勘探和开采。氢化物发生-原子荧光光谱法是近几年快速兴起的一类材料元素检测技术，具有灵敏度高、操作简便以及重复性能优良等优点。氢化物发生-原子荧光光谱法以惰性气体为载气，将惰性气体、过量氢气和气态氢化物充分混合后，混合气体导入高温原子化装置中。氢气和惰性气体可在高温原子化装置中充分燃烧，而氢化物则可在高温条件下发生分解反应，待测元素可被分解为基态原子蒸气。分解后基态原子蒸气通常比各类微量元素单独加热所生成基态原子高几倍甚至几十倍。因此，氢化物发生-原子荧光光谱法被广泛用于微量元素含量检测领域。本文利用氢化物发生-原子荧光光谱法，借助于艾斯卡试剂来检测多金属矿石材料中的硒元素含量。

一、氢化物发生-原子荧光光谱法测定多金属矿石中硒元素含量方法的原理

    在国际矿石材料含量测定分析标准中，氢化物发生原子荧光光谱法测定硒元素含量涵盖了土壤学、土质、食品学、金属矿石学以及金属材料学等分析方法。在国内矿石材料含量测定分析标准中，氢化物发生原子荧光光谱法测定硒元素含量主要涉及半金属及半导体材料分析方法、水环境有毒害物质分析方法、食品卫生分析方法、重金属矿分析方法、土壤环境质量分析方法、钢铁与铁合金分析方法等。

    多金属矿石样品和艾斯卡剂混合均匀后，逐渐提高混合物的温度至800℃左右，即可将混合物进行烧灼，使其呈现半熔状态。在半熔状态下，艾斯卡试剂中由于氧化锌熔点较高，可抑制碳酸钠融化。且在烧灼过程中，混合物会发生一系列复杂的固气相反应，使混合物状态更加松散，在一定程度上增加了矿石样品和艾斯卡试剂的接触面积，加速氧化反应的进行。多金属矿石在和艾斯卡试剂发生化学反应后，用热水提取，矿石材料中重金属元素遇热水可快速沉淀，硅也难以以硅酸锌的方式溶解在水溶液中。而硒元素可在其中形成稳定的含氧酸硒，溶解在水溶液中，和其它金属元素分离。

硒元素含量测定

二、仪器及工作条件

仪器名称：原子荧光光度计

工作条件：

负高压  260V

灯电流 80mA

原子化器温度  200℃

原子化器高度  9mm

流速载气  400mL/min

屏蔽气  800mL/min

时间延迟  1.0

读数  10.0t/s

三、硒元素含量测定

(一)实验试剂

FeCl3溶液的制备：精确称取1.0g三氧化二铁固体颗粒，置于盛有15mL盐酸溶液的锥形瓶中，充分混合后向锥形瓶中加入85mL纯化水，摇匀，即可制备成10mg/mLFeCl3溶液。

KBH4溶液的制备：精确称取30.0gKBH4，置于1L浓度为5g/L KOH溶液中，充分振摇，即可制备成30g/L KBH4溶液。

Se(VI)标准储备溶液选用国家标准物质研究中心制备的标准溶液。

Se标准溶液的制备:用移液管精密量取1mLSe(VI)标准储备溶液，置于10mL浓度为5%盐酸溶液中，混合均匀后倒入

100mL容量瓶中，加水定容，即可制备10μg/mLSe标准溶液。

(二)实验过程

实验用硒标准溶液的制备：用移液枪分别精密量取 0.0mL、1.0mL、2.0mL、4.0mL、6.0mL、8.0mL的Se标准溶液，置于6个烧杯中。向每个烧杯中加入40mL盐酸溶液。将烧杯置于90℃恒温水浴锅中充分振摇30min，取出烧杯并向每个烧杯中加入20mL浓盐酸，室温冷却1h，转移至100mL容量瓶中，加入10mL浓度为10mg/mLFeCl3溶液，加水定容，制备成浓度分别为0ng/mL、10ng/mL、20ng/mL、40ng/mL、60ng/mL、80ng/mL的实验用硒标准溶液。

标准曲线的绘制：以表1所示工作条件，采用原子荧光光度计测量浓度分别为0ng/mL、10ng/mL、20ng/mL、40ng/mL、 60ng/mL、80ng/mL硒标准溶液的荧光强度。以浓度为横坐标，荧光强度为纵坐标绘制标准回归曲线，计算斜率及截距，得出回归方程和相似系数，即Y=10.381X+107.16，R2=0.9999。

供试品溶液的制备：将多金属矿石置于烧杯中，向烧杯中加入40mL盐酸溶液。将烧杯置于90℃恒温水浴锅中充分振摇30min，取出烧杯并加入20mL浓盐酸，室温冷却1h，转移至 100mL容量瓶中，加入10mL浓度为10mg/mLFeCl3加水定容，即可制备供试品溶液。

多金属矿石中硒元素含量的测定：以表1所示工作条件，采用原子荧光光度计测量多金属矿石中硒元素的荧光强度，根据标准曲线方程计算硒元素含量。

四、结果与讨论

    (根据国家标准一)艾斯卡剂用量的确定GBW07163《多金属矿石成分分析标准物质》中规定要求，分别称取不同质量的艾斯卡剂进行用量考察试验。实验结果显示，荧光强度随着艾斯卡剂用量的提高而增加，艾斯卡剂用量小于4.0时，荧光强度相对较低。但当艾斯卡剂用量达到4.0g时，荧光强度达到zui大值。因此，本试验确定艾斯卡剂用量为4.0g。

    (以浓度为横坐标二)检出限的确定，荧光强度为纵坐标绘制标准回归曲线，计算斜率及截距，得出回归方程和相似系数，即Y=10.381X+ 107.16，R2=0.9999。连续10次测定供试品溶液，确定检出限度为1.2ng/mL。

五、结论

    硒元素是多金属矿石中的常见微量元素之一，但不同金属矿石中硒元素含量也有较大的差异。本文通过运用氢化物发生-原子荧光光谱法测定多金属矿中硒元素的含量，可在不用甄别矿石主要成分的前提下快速掌握矿石硒含量。且该实验结果证明，氢化物发生-原子荧光光谱法检出限度为1.2ng/ mL，灵敏度高。