水浴加热密闭溶样石墨炉原子吸收光谱法测定化探样品中的痕量金

孙鹏飞，毕建玲，高玉花

(山东省物化探勘查院，济南 250013)

水浴加热密闭溶样石墨炉原子吸收光谱法测定化探样品中的痕量金

孙鹏飞，毕建玲，高玉花

(山东省物化探勘查院，济南 250013)

以王水、氟化钾、Fe3+溶液为溶剂，对化探样品进行水浴加热分解1.5 h，经泡沫塑料吸附后，于90℃以上硫脲溶液中解吸20 min，然后采用石墨炉原子吸收光谱仪测定其中的金含量。对仪器分析条件进行了优化。金的质量分数在0.1～100.0 ng／g范围内与吸光度呈良好的线性，线性相关系数r2=0.999 3，检出限为0.100 ng／g。该方法对金标准物质测定结果的相对标准偏差为5.96%～9.25% (n=12)，对国家一级标准物质进行分析，测定结果与标准值相符合。该方法满足1∶50 000化探样品中痕量金的分析要求。

金；水浴加热；石墨炉原子吸收法；化探样品

作为地球化学调查中的一项主要指标，金在各地质调查项目中均作为必测元素。金的地球化学丰度很低，在测定地球化学样品时需要富集后测定。样品一般采用王水敞开式溶解，在溶解过程中产生大量的二氧化氮气体，严重污染环境，影响分析人员的身体健康。金的测定一般采用活性炭吸附、离子交换分离、泡沫塑料吸附等方法先行分离富集，然后采用发射光谱法、火焰原子吸收法以及石墨炉原子吸收光谱法等进行测定［1-6］。

笔者利用市售太空杯作为密闭溶样器，水浴加热，王水溶解，聚氨脂泡沫塑料富集，用石墨炉原子吸收光谱法测定化探样品中金的含量。考察了样品分解时间、解吸温度和时间、石墨炉温度及升温程序等条件。该方法具有样品前处理操作简单、环境污染小、可减轻操作人员劳动强度、降低分析成本等特点，在大批量样品分析中具有明显的优势。该实验使用的石墨炉原子吸收光谱仪采用自动塞曼背景校正，热解涂层横向加热平台石墨管，带有自动稀释自动清洗功能，具有检出限低，重现性好，测量范围宽等优点。该方法经使用国家一级标准物质分析验证，测定结果的精确度符合检测要求。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

石墨炉原子吸收光谱仪：AA600型，美国Perkin Elmer公司；

热解涂层横向加热平台石墨管：北京理焙炭素有限公司；

金空心阴极灯：美国Perkin Elmer公司；

硝酸、盐酸、三氯化铁、硫脲、抗坏血酸、氟化钾：分析纯；

王水：75 mL HCl加25 mL HNO3混合搅匀，用时配制；

Fe3+溶液：100.0 g／L，称取485 g FeCl3·6H2O溶于1 L水中，摇匀；

硫脲解吸液：ρ(H2NCSNH2)=12 g／L，称取12 g硫脲溶于1 L水中，摇匀；

抗坏血酸溶液：1 g／L，称取1 g抗坏血酸溶于1 L水中，摇匀；

金标准溶液：用10.0 μg／mL金标准储备溶液，依次制备质量浓度为0.1，1.0，10 ng／mL的10%王水金标准溶液；

太空杯：150 mL，市售，PC工程塑料材质；

泡沫塑料：市售聚醚型聚氨酯泡沫塑料，剪去边皮后，剪成约0.25 g的小块，用10%盐酸溶液浸泡8 h后用水漂洗，挤干后放入塑料瓶中密闭保存备用。

1.2 仪器工作参数

波长：242.8 nm；狭缝宽：0.7 nm；灯电流：10 mA；测量模式：峰高；最大功率升温，升温程序见表1。

表1 石墨炉升温程序

1.3 实验方法

1.3.1 样品分析

称取试样10.00 g置于瓷坩埚中，放入高温炉内从低温升至700℃，保温1 h。取出冷却后，将试样转入150 mL太空杯中，用少许水润湿，加入25 mL王水，放置20 min，加入0.5 g 氟化钾，2 mL Fe3+溶液［7-8］，拧紧盖子后置于水浴锅内，沸水加热1.5 h。取下冷却，加水至120 mL，放入已处理好的泡沫塑料一块，置振荡机上振荡1 h。取出泡沫塑料，用水洗去上面的矿渣和酸，挤干，放入10 mL比色管中。加入5.0 mL硫脲解吸液，排去气泡后盖上盖子，放入沸水浴中，保持20 min后，趁热迅速取出泡沫塑料，溶液冷却后进行测试。

1.3.2 工作曲线绘制

吸取质量浓度为0.1，1.0，10 ng／mL的金标准溶液适量，置于150 mL太空杯中，加入王水25 mL，加入0.5 g 氟化钾，2 mL Fe3+溶液，按上述实验方法同步操作，制备成质量分数为0.0，1.0，2.0，5.0，10.0，20.0，50.0，100.0 ng／g的金标准系列，绘制工作曲线。

2 结果与讨论

2.1 水浴时间

水浴加热太空杯溶矿，水浴时间直接影响试样的分析结果。对国家一级标准物质化探金标准物质GBW07805 (GAu-2a)，GBW07806 (GAu-7a)和GBW07298 (GAu-20)进行测定，结果见表2。

由表2可知，水浴加热0.5～1 h时，测定结果明显偏低，1.5～2.5 h时测定结果无明显差异且接近标准值。因此实验选择水浴时间1.5 h。

2.2 解吸温度和时间

聚氨酯泡沫塑料的解吸温度和时间影响解吸效果，水浴加热1.5 h后，试验了不同解吸温度对测定结果的影响，结果见表3。

表3 水浴解吸温度对金测定结果的影响 ng／g

由表3可知，当解吸温度高于90℃时，样品解吸完全。解吸液与泡沫塑料应即时趁热分离，否则金的硫脲络合物在冷却和放置过程中，会重新被泡沫塑料吸附，造成金的测定结果偏低［1］，故本实验解吸温度应高于90℃。当解吸温度高于90℃时，试验了解吸时间对测定结果的影响，见表4。由表4可知，解吸时间为20 min以上时结果趋于稳定，实验选择沸水浴解吸时间为20 min。

表4 水浴解吸时间不同时的测定结果 ng／g

2.3 仪器条件优化

2.3.1 干燥温度和时间

干燥温度和时间的选择与样品黏度、基体组成、进样体积等因素有关。本实验进样总体积为25 μL，基体组成简单。若干燥时间短，会产生暴沸现象，使液滴四溅，脱离石墨管加热平台，造成原子化延迟，使测定结果偏低。通过试验观察发现采用两步升温干燥：100℃升温时间20 s，保留时间10 s；120℃升温时间10 s，保留时间8 s。在此条件下，测定结果有较好的重复性。

2.3.2 灰化温度

分取10 ng／mL金标准溶液，在原子化温度1 900℃的条件下，灰化温度从500～680℃，每升高50℃测定1次，结果见图1。

图1 灰化温度与吸光度的关系

由图1可知，当灰化温度达到600℃以上时，吸光度基本趋于稳定，对测定结果没有影响，考虑到延长石墨管的使用寿命，实验选择灰化温度为600℃。

2.3.3 灰化时间

分取10 ng／mL金标准溶液，在原子化温度1 900℃，灰化温度600℃的条件下，每2 s测定一次，结果见图2。

图2 灰化时间对吸光度的影响

由图2可知，灰化温度为600℃时，灰化时间8 s以上时吸光度趋于平稳，因此实验选择灰化时间为8 s。由于金元素自身的特性，灰化温度太高会有损失。升温太快，会使石墨管骤然升温影响寿命，升温太慢影响测试效率，试验发现灰化温度为600℃、升温时间3 s、保持8 s时，标准曲线线良好，信号峰形和加标回收率最佳。

2.3.4 原子化温度

分取10 ng／mL金标准溶液，在灰化温度600℃的条件下，原子化温度从1 600～2 300 ℃，每升高100 ℃测定一次，结果见图3。

图3 原子化温度对吸光度的影响

由图3可以看出，该仪器采用了最大功率升温技术，当原子化温度在1 900～2 300℃之间时，峰形和重现性都好，吸光度最大且呈平台区，从石墨管寿命考虑，原子化温度选择1 900℃，瞬时升温，原子化保持3 s。

2.4 工作曲线方程

对1.3.2金标准系列进行测定，以吸光度(Y)为纵坐标，以金的质量分数(X, ng／g)为横坐标进行线性回归，得回归方程为Y=0.003 4X+0.002 7，线性相关系数r2=0.999 3，线性范围0.1～100.0 ng／g。

2.5 方法检出限

按照实验方法，对空白溶液进行12 次测定并以3倍标准偏差计算方法的检出限，得到方法检出限为0.100 ng／g。

2.6 方法精密度

选择国家一级标准物质化探金标准物质 GBW07805(GAu-2a)，GBW07806(GAu-7a)，GBW07245a(GAu-11a)，GBW07298 (GAu-20)，分别平行称取12份，按照分析方法测定金含量，计算测定结果的相对标准偏差，结果见表5。

表5 精密度试验结果

2.7 方法准确度

为了验证方法的准确度，用所建的方法测定了国家一级标准物质化探金标准物质GBW 07242(GAu-8a)，GBW 07805(GAu-2a)，GBW 07243a(GAu-9b)，GBW 07806(GAu-7a)，GBW 07244a(GAu-10b)，GBW 07245a(GAu-11a)，GBW 07298 (GAu-20)Au 的含量，结果见表6。由表6可以看出，测定值与标准值相吻合，检测结果的相对误差符合DZ／T 0130-2006 《地质矿产实验室测试质量管理规范》［9］和《地球化学普查(比例尺1∶50 000)规范样品分析技术要求补充规定》［10］要求，由此可见，该方法是可靠的。

表6 金标准样品分析结果

3 结语

建立了利用太空杯水浴密闭溶矿聚氨酯泡沫塑料吸附石墨炉原子吸收光谱法测定化探样品中痕量金的分析方法，确定了仪器的最佳工作条件。对标准物质进行测定，测定结果与标准值相一致。该法无需复杂的预处理，简便、快速、准确，可用于痕量金的直接测定。

［1］尹明，李家熙.岩石矿物分析［M］.4版(三分册).北京：地质出版社，2011: 620-621.

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［3］孙晓玲，于照水，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.

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［7］彭求年.氧化矿中金被盐酸溶液溶解的原因［J］.地质实验室，1993，9(4): 219-220.

［8］赵敏政，赵多仲，董守安.贵金属分析［M］.北京：冶金工业出版社，1990(11): 10-18.

［9］DZ／T 0130-2006 地质矿产实验室测试质量管理规范［S］.

［10］DZ／T 0011-1991 地球化学普查(比例尺1∶50 000)规范样品分析技术要求补充规定［S］.

Determination of Trace Gold in Geochemical Exploration Samples by GFAAS with Water Bath Heating Sealed Digestion

Sun Pengfei，Bi Jianling，Gao Yuhua
(Geophysical and Geochemical Exploration Institute of Shandong Province, Jinan 250013, China)

Geochemical exploration sample was treated in the conditions as follows: aqua regia, potassium fluoride and Fe3+solution as the solvent, water bath heating decomposition 1.5 h and disengagement above 90℃ for 20 minutes. Then content of gold in sample was determined by graphite furnace atomic absorption method.Instrument parameters were optimized. The mass fraction of gold was linear with absorbance in the range of 0.1-100 ng／g with the correlation coefficient of r2=0.999 3，the detection limit of the method for gold was 0.100 ng／g. The relative standard deviation of detection results of gold reference material was 5.96%-9.25% (n=12). The method was used to detect standard substance and results were consistent with the standard value.The method can meet the requirements of detection of trace gold in 1∶50 000 geochemical sample.

gold; water bath heating; GFAAS; geochemical explpration sample

O657.3

A

1008-6145(2014)04-0034-04

10.3969／j.issn.1008-6145.2014.04.010

联系人：孙鹏飞；E-mail: sunpengfei8223@163.com

2014-04-20