泡沫吸附-电感耦合等离子体发射光谱法测定低品位金矿样中痕量金

刘海波 黄 丽 张 园*

（1.厦门紫金矿冶技术有限公司 福建厦门 361101；2.厦门出入境检验检疫局）

1 前言

依据国民经济发展预测，国家对矿产品的需求量将不断增加。就黄金资源而言，我国存在短缺和开发利用总体水平不高的状况。分析认为，近十年内黄金是属于不能保证我国工业迅速发展需求的矿种之一。因此，合理开发利用金矿资源，特别是低品位的黄金矿产，意义十分重要和深远。

常用矿样中金的分析方法有火试金法、活性炭吸附原子吸收光谱法、溶剂萃取分离容量法及离子交换树脂分离容量法等[1-5]。火试金法作为金检测仲裁方法可满足此类低品位金的检测，但耗时长、重金属污染；原子吸收光谱法[6-9]、容量法[10]检测速度快、操作简单，但检出限较差，难以保证此类低品位金的检测准确度；ICP-MS具有线性范围广、检出限低等优点，可解决低品位金的检测，但其价格昂贵，一般矿山企业难以配备；与火试金法、活性炭吸附与溶剂萃取分离法及离子交换树脂分离法等测定金的方法相比，ICPOES[10]具有操作快速简便、检出限低、灵敏度高、精密度好等特点，适用于大批量低品位金矿的检测。

常规的泡沫吸附-电感耦合等离子体发射光谱法由于采用硫脲解脱，引入硫脲基体，导致在测定时仪器不稳定，致使重复性及检出限变差。本研究在前人工作[11]的基础上，对泡沫塑料进行灰化处理，通过酸度研究试验，在10%王水介质中对低品位金矿石中痕量金进行检测。

2 材料与方法

2.1 材料

2.1.1 试验样品

试验样品为低品位金矿石，来源于野外探矿。

2.1.2 仪器

Optima 2100DV 电耦合等离子体原子发射光谱仪：美国PE公司；HY-8型调速振荡器：常州国华电器有限公司。

2.1.3 试剂

高纯金：99.999%，紫金矿业黄金冶炼厂研制；盐酸、硝酸：优级纯；氯化钾、无水乙醇：分析纯；实验用水：如无特殊说明，为去离子水，符合实验室三级水标准；（1+1）王水：水、盐酸及硝酸（4：3：1）；聚胺酯泡沫塑料：市售；

2.2 方法

2.2.1 仪器主要工作参数

表1 ICP-OES仪器工作参数

ICP-OES法中功率、载气流量等均是非常重要的仪器条件，通过正交实验对其进行优化，以测量的灵敏度、信噪比、测量的精密度为参考指标，优化参数见表1。

2.2.2 标准溶液配制

10%氯化钾溶液：取氯化钾10g，溶解在100mL水中；

金标准储备液：称取0.1000g高纯金于100mL烧杯中，加入10mL王水，沸水浴蒸发至近干；取下加入1mL HC1，1滴10%氯化钾溶液，继续在沸水浴上蒸至近干；取下加入少量水，微热使盐类全部溶解，冷却至室温；移人盛有10mL HC1的1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀；此溶液ρ(Au)=100μg/mL，逐级稀释成2.00 μg/mL的标准溶液。

2.2.3 样品处理

准确称取10.0-20.0 g试样于瓷舟或50mL瓷坩埚中，于低温马弗炉中逐渐升至650℃保持2h。若样品中硫或有机碳含量较高，应适当延长焙烧时间。取出冷却后移入250或300mL三角瓶中，用少量水润湿样品，加入55-60mL新配制的王水在电热板上低温加热溶解，保持微沸状态约40min，直至溶液体积在15mL-20mL；加水稀释至约100mL，将溶液冷却至室温后，放入0.2-0.5g泡沫塑料，振荡30min；取出泡沫塑料，用水冲洗去残渣及酸，拧去水分，转入瓷坩锅中，滴加一滴无水乙醇，放入低温马弗炉中逐渐升温至400℃灰化；冷却后，加入1mL王水，用水冲洗坩锅壁，水浴溶解，移入比色管中定容至10ml，按表1设置的仪器工作参数，上机测定。

2.2.4 标准曲线绘制

分别移取2.00 μg/mL的金标准溶液0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、8.00mL于100mL容量瓶中，加入5mL王水，稀释至刻度，得到ρ（Au）=0.00、10.00、20.00、40.00、60.00、80.00、160.0 ng/mL的标准曲线。

3 结果与讨论

3.1 谱线的选择

研究被测元素谱线的轮廓图形，观察谱线附近的干扰及背景影响情况。通过查阅谱线表，选择被测元素较为灵敏、背景低、信背比高、检出限低的谱线267.595nm作为分析用谱线。

3.2 泡沫塑料的选择

泡沫塑料是非化学试剂，作为一种吸附载体在金的分析过程起着不可替代的作用，因此泡沫塑料的选择及活化非常重要。本研究选用市售聚氨酯泡沫塑料，修边剪成0.1-0.2g的小块，经过10%盐酸煮沸10min后以水漂洗，挤干后备用。

按上述实验方法，分别加入不同量的金，结果表明0.1g 泡沫塑料足以对300μg以内的金吸附完全，实验结果见表2。综合考虑，实验中选用泡塑量为0.1-0.2g。

表2 泡沫对金的吸附效果

3.3 泡沫塑料吸附时间选择

在室温下，选取10、20、30、40、60、80、100 min分别试验测定吸附率。结果表明，泡沫塑料吸附时间在30min时，吸附率达到最大值；增加吸附时间，吸附率不再增加。因此，本实验选择吸附时间为30min。

3.4 王水浓度对金回收率影响

在泡塑吸附测定金含量的方法中，王水既是溶解金的试剂，它的浓度也直接影响着泡塑对金的吸附率。根据上述实验方法，改变王水的浓度，所得结果如表3，因此，在实验中王水浓度选择控制在15%。

表3 溶液酸度对吸附率的影响

3.5 共存离子的影响

按照实验方法，如样品中含有硫、砷等元素，大部分可通过灼烧除去。本研究针对样品中可能存在的常规元素进行干扰试验，选择于10μg金标准溶液中加入不同质量的常规元素，进行金的泡沫吸附，定容至100mL容量瓶中，并测定其回收率（见表4）。

表4 共存离子的影响

从表4的试验数据可以看出，本方法具有较好的选择性，表中这些常规金属元素基本不干扰金的测定。

3.6 标准曲线及方法检出限

按照仪器工作条件对标准溶液进行测定，标准曲线见图1。

图1 标准曲线

根据标准曲线可以看出曲线的线性较好，相关系数为0.99996。对空白溶液进行11次测定，计算其标准偏差，以3倍标准偏差对应的试液浓度为检出限，由此计算得出金的检出限为0.52ng/g。

3.7 方法准确度和精密度

按照上述的样品前处理及仪器工作条件，选择国家标准物质GBW07245、GBW07246、GBW07248分别平行测定，考察方法的准确度和精密度，结果见表5。

3.8 方法回收率

选择国家标准物质进行加标回收试验，方法回收率为98.0%-102.7%（见表6）。

表5 方法准确度和精密度

表6 方法加标回收率

表7 方法比对（n=6）

3.9 方法比对

选择国家标准物质GBW07246，分别采用石墨炉原子吸收分光光度法和本法进行对比试验，数据表明本法测定的准确度和精密度均高于石墨炉方法（见表7）。

4 结论

本研究运用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）对传统的泡沫吸附原子吸收法进行改进。通过泡沫塑料的灰化处理，消除了复杂基体引入的物理效应及光谱干扰效应。该方法具有操作快速简便、检出限低、灵敏度高、精密度好等特点，适用于大批量此类低品位金样品的快速检测，为此类低品位金的综合开发利用提供了重要的检测手段。

［1］孙中华，诸堃，毛英，等. 小试金富集ICP-OES法同时测定试样中的铂、钯、金[J]. 光谱学与光谱分析，2004，24(2):233-235.

［2］张瑾，李慧芝. 巯基活性炭分离富集发射光谱法同时测定金、铂、钯和闼[J]. 稀有金属材料与工程，2005，34(6):1005-1008.

［3］李增文，鲍长利，张凯. 茜素红S螯合树脂分离富集测定地质样品中的痕量金、铂和钯[J]. 高等学校化学学报，1998，19(7):1062-1064.

［4］来雅文，段太成，甘树才，等. C-410树脂分离富集-电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中的金、铂、钯[J]. 分析化学，2002，30(11):1363-1366.

［5］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痕量金铂钯[J]. 贵金属，2002，23(1):33-35.

［6］孟红，云作敏. 负载泡沫塑料富集发射光谱法测定化探样品中痕量金、铂、钯[J]. 黄金，2005，26(2):51-53.

［7］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.

［8］地矿部金应用试验专题研究组. 泡沫富集-无污染技术在痕量金分析中的应用[J]. 岩矿测试，1988，7(2):155-159.

［9］卢兵，李勇，王丽娟，等. 泡沫吸附发射光谱法测痕量金方法的改进[J]. 黄金，2004，25(10):52-53.

［10］张勇，王玉功，王荣社，等. 活性炭吸附-氢醌容量法测定金的技术要点分析及其应用[J]. 陕西地质，2012，30(2):92-97.

［11］季春红，李建强，黄文杰，等. 电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定矿样中痕量金[J]. 光谱学与光谱分析，2010，30(5):1396-1399.