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.pdf

2009年4月 April 2009 Ⅱ矿测 试 ROCK AND MINF.RAL ANALYSIS Vol. 28 , No. 2 147 150 文章编号0254 - 5357 200902 - 0147 - 04 泡颦吸附 一 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 ，n12为6.45。方法检出限为0.138 Vg/g，线性范 围宽，适用于矿石中0.2 yg/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. 310614. 123 文献标识码B Determination of Gold in Ores by Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry with Plastic Foam Absorption TAN Jiaiz-an, HEI Wen-Iong, HUANG Xing-hua, CHEN Yue-yuan Lanzhou Testing and Quality Supervision Center for Geological and Mineral Products. The Ministry of Land and Resources, Lanzhou 730050, China Abstact Ore sample, pretrealed al 650℃ , was decomposed with aqua regia. Au in the sample solution was then pre-c,oncentrated by adsorbing with polyurethane foam plastic and released with thiourea solution and determined by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry. The detecLion limit of the for Au was 0. 138 Vg/g The has been applied to determination of Au in National Standard Reference materials and the results are in agreement with cert.ified values with precision of 6. 45U/o RSD n 12. rhe provides the advantages of higher stability, higher accuracy and more efficiency compared with atomic absoTption spectrometry Key words inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry; aqua regia dissolution; plastic foam absorpcion; 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I 司含量 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 作者简介淡建安（1963 -） ，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 126. com n - 147 - ChaoXing 第2期 电感耦合等离子休发射光谱法 ICP - AF.S在 围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J，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 同宽、干扰小和多元素同时测定的优点，为本文进 一步探索金的测试力 ‘法提供 J，新的思路。 本文在总结原予吸收光谱和发射光谱测定金 的Ji法和文献成果 -2 的基础h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，方法流科 短、操作简单、速度快、准确度和精密度高，适用于 各类矿石中／ 1i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t作参数 Optima 4300 DV 电感耦 合等离子休光谱仪 （关幽PerkinFlmei ， 公州），-_[作参数见表1。 ， 艾柯KL - UP - III - 20型实验窒专用超纯水器 ， SP 100100 ，唑颚式破碎机（ 武汉探矿机械J ’ ）， 101 -50j\l-J 电热鼓风恒温十燥箱（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 l 仪器I作参数 Fable l Ferating cunditicms oIl chr instrumenl ┏━━━━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━━┓ ┃ 项H ┃ T作参数 ┃ 项LJ ┃ J作参数 ┃ ┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━┫ ┃ Au的测定波长 ┃ 242. 795 nm ┃ 测量方式 ┃ 水平 ┃ ┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━┫ ┃ 高频功率 ┃ 1250 W ┃ 蠕动泉泵速 ┃ 1.5 rnl／min ┃ ┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━┫ ┃ 等离子气Ar流量 ┃ 15.0 L/min ┃ 溶液提升量 ┃ 1.5 ml／川m ┃ ┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━┫ ┃ 雾化气 Ar流量 ┃ 0. 65 L／min ┃ 积分时M ┃ 门 动I 10 s ┃ ┣━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━┫ ┃ 辅助气 Ar流量 ┃ 0 30 I ／lnin ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ l ┃ ┃ ┗━━━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━━━┛ 1.2 标准溶液和主要试剂 金标准储备溶液0.1 g/L。 金标准溶液 10.0 mg/L ，5.0mg/L。 硫脲溶液10 g/J．。 泡沫塑料聚氨脂型或聚醚型，使用 前剪去边 皮后制成3 cm xl.5 cm1.5 cm小块 ，每小块质 嚣约0. 30 9，用妒5（体积分数，下同）的干水浸 泡2 h以上 ，沥干备用。 实验用水为蒸馏水或离子交换水。 - 148 - 1.3 实验方法 准确称取住105 ℃烘干的试样20.0 9，置于力 4 瓷舟中，于马弗炉中从低温升争650 ℃焙烧2 h，冷 却后移人250mI 。锥形瓶巾，加少量水润湿试样 ，加 50的Ii水40 n1L，在电热板卜加热微沸约1 h。 加水约60 mL（控制酸度在1020 ），冷却全 窜温后放人一块泡塑，在振荡器上振荡40 min。 取 m泡型朋水洗上残渣及酸 ，挤丁水分，置于20niI ． 比色管rll,用滴定管加入10 g/L硫脲溶液20 mL ， 盖I褰子，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 渊节仪器，随㈣标准系列测定。， 2 结果与讨论 2.1 仪器I作参数选择 采用5.0 mg/L的Au标准溶液试验了仪器的 雾化气流速、高频强度对测定谱线 Au 242. 795 nm信号强度的影响，图l和罔2结果表明，雾化 气流最住0. 550.65 L/rnin ，高频功率在1250 1350 W ，信弓 。强度较好 。本文选择仪器的最佳J 作参数见表1，存 Au 波长242. 795 nm 处进 jj 测定。 网 1 雾化 7 ‘流镀埘金测定tvj影u向 Fig.1 Effecl【f.flow raletatmnizaliIig gai on Au clettmurimin 图2 ij频功率x\t金测定的影响 Fig..2LiId- 【ofhigh frequeJwy pmvern Aultcerrrlination ChaoXing 第2期 谈建安等泡塑吸附 一 电感耦合等离子体发射光潜法测定矿仃巾的金 2.2 基体的影响和消除 试样经小方法处理后，基体较为简单，I刚l-Lib准 系列与样乩溶液基体 敛 ，从Ij消除了腿体的影响。 2.3 共存元素的 f扰和消除 试样经泡塑振荡吸附后，共存／已素较少，而且 含越很低，小影响Au的测定。 2.4 线性范罔和泡塑吸附试验 将10.0mg/L Au标准溶液依次置于10 支 25 ml．刻度比色管内，用10 g/l ．硫脲溶液定容罕 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、100.0mg/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，线性办程 为y0.000 2x -0.0917 ，Au的质量浓度住100 g/t 内线性关系良好，相关系数为0. 9995。 文献[6]研究了泡朔在工水介质L|-刈Au的吸 附，指出泡塑质量为0.2 0.3 9，吸附体积为80 120 rnL，在io左彳i的王水介质吸附3h ，Au的吸附 率为97 2 。文献[9]研究J，聚氨酯泡龌对小同 价态Au的吸附行为，加标回收试验AuⅢ、Au I、 Au0的同收率分别为98.5 、98. 80/c和104， 参考文献 [6，9]，依据本方法进行吸附试验， Au鞋为50 pog、100g 、150 Ix9、200 p*g、250 Vg 、 300 pog、400卜 Lg 、500 Vg、1000 pog、2000 yg，泡塑吸 附、硫脲 解 脱率依次 为 118 、96. Oo/e、108 、 104 、98.0、106、95. 0 、106、93. 8 、 80.3 ；Au量大于1000 p*g时 ，吸附解脱率明显降 低。因此Au量在0N1000 vg时，用 10 g/L硫脲 溶液稀释标准系列是适宜的。 2.5 检m限 取样L空白进行 12次、F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 vg/g ，标准偏差为0.046 yg/g 。 按3倍标准偏差计算方法检出限为0. 138 lig/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 斗g／g） 、GBW 07204Au含鞋标准值 7.16 Vg/g进行方法准确度试验，Au 的测定值分 别为18.5I“Lg/g和6.64 斗g/g ，本法测定值与标准 值相刈 ‘误差 10 、 用摩内二级标准物质32 - 11Au含量推荐值 3.26 vg/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 质矿产实验事测试质量管理规范 13 的要求。 表2精密度试验 TallP 2 Precision teslJr Lhe methocl ┏━━━━━┳━━━━━━━━━┳━━━━┳━━━━━━━━━┓ ┃ ┃ 训ALI／g ┃ -g ’ ┃ ┃ ┣━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━━┫ ┃ ┃ ┃ ┃ n引J／ ‘加 ┃ ┃ ┃ 分次测定值 ┃ ┃ V均值 ┃ ┣━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━━┫ ┃ 3 ll ┃ 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I J的金矿石标准物质和样品进行试验， 分别采川本法 JCP - 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，兀显著差异。 靛 3 iik Xt Wi; Tal,le 3 Comparis“n “f analyical results of Au in g“lcJ ores bv this meilht J and AAS ┏━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━━━┓ ┃ ┃ Ⅲ ┃ Au/Ug - g- ┃ ┃ ┃ 样品编号 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┣━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ┃ 标准值（参考值） “’ ┃ 本法 ┃ AAS法 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ‘ 03sl -A ┃ 57．I 4 ┃ 57.8 ┃ 56． ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ‘l0351 -B ┃ 37.2 ┃ 36.1 ┃ 36.6 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ T0351 -【 ┃ 20.7 ┃ 22 6 ┃ 21.2 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ 103sl -1 ┃ 2 50 ┃ 2 80 ┃ 2. 90 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ ;BW 07206 ┃ 19.4 ┃ 18.5 ┃ 18.9 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ CBW 07204 ┃ 7. 16 ┃ 6. 64 ┃ 6. 50 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ 32 -11 ┃ 3. 13 ┃ 3. 29 ┃ 2. 82 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ 32 - 05 ┃ 42 6 ┃ 41.3 ┃ 41 8 ┃ ┗━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━━━┛ ①表巾带 s 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r，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 ‘141 。 将样晶风干或低于60 ℃烘十 ，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 ym （ 通 过检查粒度确定磨制时问）。 地质项日送来的化学样品Au品位变化大，用 AAS 法在不分取溶液测定时，只能测定0 ．搿 ～ 15 - 149 - ChaoXing 第2期 岩矿测试 http∥www. ykcs. d. cn vg/g的Au ，Au量超过15 l*c9/9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 Vg/g 以下的样品 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地质项目样品中金品位一般在015 pug/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 Vg/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 [1] 李展强，张汉平，张学华，李其英，李锡坤，阴离子树 脂 一 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 2141 - 144 ． [2] 刘先国，方金东．活性炭吸附 一 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 - 150 - [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [ 10] [ 12] [13] [14] 属，2002，23133 -35 ． 弓礼谦，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Pd[J] ．河北大学学报自然科学 版，2004 ,245494 - 497. 鲁青庆．火试金ICP - AES 同时测定熔剂金矿中的金、 银、铂、钯量[J]．湖南有色金属，2005，21341 -44． 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，2002，21281 - 92. 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 ． 许大兴，郭炳北，金银矿石分析规程（二）泡塑寓集 一 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， 19938-9 ． 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 ， 7264 -66 ． 邹海峰，Hj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．2001，203188 -190 ． 孙晓玲，于兆水，张勤．泡沫塑料吸附富集 一 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，2002，214266 - 270. 曹建勇．泡塑富集 一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 2193 - 194 ． 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 ，l42 151 - 153． DZ/T 0130-2006，地质矿产实验室测试质量管理 规范[s] ． 邱宏喜．提高金矿地质样品制样质量的途径[J]． 黄金地质，2002，8469 -71 ． ChaoXing