原子荧光光谱法在测定矿产中汞含量的应用研究

刘 勇

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局七总队辐射检测院，贵州 贵阳 550000）

原子荧光光光度计是利用硼氢化钾或硼氢化钠作为还原剂，将样品溶液中的待分析元素还原为挥发性共价气态氢化物，然后借助载气将其导入原子化器，在氩—氢火焰中原子化而形成基态原子。通过测量荧光强度就可以确定样品中被测元素的含量[1]。原子荧光光度计作为一种独特的痕量化学分析仪器，兼有非色散系统、光程短、能量损失少；结构简单，故障率低；灵敏度高，检出限低，与激发光源强度成正比；接收多条荧光谱线，适合于多元素分析；采用日盲管检测器，降低火焰噪声；原子化效率高，理论上可达到100%，没有基体干扰；只使用氩气，运行成本低等优点。本方法选用氯化亚锡溶液替换硼氢化钾溶液作还原剂，从而解决了过去我们在测定多金属等矿物中汞含量的不稳定。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

AFS-2100双道原子荧光光度计。汞空心阴极灯。硫酸（ρ1.84g/ml）、高氯酸（ρ1.75g/ml）、硝酸（ρ1.42g/ml）、盐酸（ρ1.18g/ml）、过氧化氢、逆王水（硝酸+盐酸=3+1）用时现配、重铬酸钾溶液：50g/L、氯化亚锡（SnCl2）：15%、盐酸载液：5%硫酸、高氯酸、逆王水、硝酸、盐酸为优级纯，其他试剂为分析纯。

去离子水。汞标准贮存溶液（100μg/ml）：称取0.1354g二氯化汞（HgCl2）（经烘干），置于100ml烧杯中，加入20ml硝酸（1+1），低温加热至溶解完全。取下冷却后，移入1000容量瓶中，补加40ml硝酸（ρ1.40g/ml）以及20ml重铬酸钾（50g/L），用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。

汞标准溶液（1μg/ml）：分取10ml汞标准贮存溶液，置于1000ml容量瓶中，加入50ml硝酸和10ml重铬酸钾溶液（50/L），用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。

1.2 仪器条件与工作环境

负高压：210V；灯电流：8mA；原子化器高度：8mm；载气（Ar）流量：300ml/min；屏蔽气流量：800ml/min；5%盐酸溶液为载液；氩气瓶次级压力：（0.2～0.3）MPa；环境温度 ：（15～35）℃；环境湿度：≤75%。

1.3 样品处理

称取0.5000g左右试样置于50ml烧杯中，加入2ml硫酸（ρ1.84g/ml），摇匀。放置25min[注1]，再加入2ml高氯酸（ρ1.75g/ml），摇匀，加入1ml过氧化氢，摇匀。放置2h以上。缓缓加入10ml逆王水（硝酸+盐酸=3+1），盖上表面皿，待剧烈作用减缓后，置于水浴或可控电路板上（指示温度约160℃）加热分解，保持1.5h。其间摇动3次～4次。移去表面皿，将可控电炉温度调至150℃，蒸发至体积10ml左右时取下[注2]稍冷，用少量蒸馏水吹洗表面皿和烧杯，加入0.5ml重铬酸钾（50g/L），移入50ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀澄清，同时带两份样品空白。

1.4 工作曲线的绘制

分取0.0ml、0.1ml、0.5ml、1.0ml、2.0ml、2.5ml汞的标准溶液[注3]，分别置于一组50ml容量瓶中，加入5ml硝酸（ρ1.42g/ml）和0.5ml重铬酸钾（50g/L），用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。将标准系列溶液倒入自动进样器中。以汞量为横坐标，荧光强度值为纵坐标，绘制工作曲线。标准曲线相关系数为0.9999。

注：①往样品中加入硫酸、高氯酸、过氧化氢冷处理是利用强氧化剂破坏其中的有机质。加入浓硫酸后要摇匀，放置，促使部分有机质炭化。加完过氧化氢后，应放置2h以上，最好能放置过夜，以便有机质破坏完全。以免在测定时产生大量气泡，影响测定结果。

②加热应从低温开始缓缓上升，以免突然加热造成样品反应剧烈从杯中溢出，为准确控制温度，可在电热板上放置一杯水，插入酒精温度计，控制水温98℃～100℃。由于汞易挥发，加热溶矿时，不能蒸干。尤其是不能在电炉上蒸干。③标准溶液配制，分取标准溶液配制标准系列时可根据汞的含量调整标准系列浓度。

2 结果与讨论

（1）测定矿产中汞的含量与结果计算。将样品澄清液倒入自动进样器中，先测定样品空白，再测定样品中汞的含量。

m=cv/M×10-6（m为样品的含量，M为的样品的称重量）结果如下表。

表1 矿物中汞的含量计算列表

（2）氯化亚锡浓度的影响。本文在配制氯化亚锡时，应先用少量50%盐酸完全溶解，否则会降低氯化亚锡的浓度，从而降低还原能力，汞的稳定性降低，测量结果偏差大。本文选用氯化亚锡的浓度为15%。

（3）酸度的选择。酸度增大，溶液荧光强度增强，硝酸在10%内荧光强度基本稳定。本文选用硝酸浓度为10%。

（4）重铬酸钾的影响。在汞元素检测中，重铬酸钾充当保护剂，以防止溶液中的汞元素因吸附或蒸发而损失。本文选用重铬酸钾为0.05%。

（5）实验容器。原子荧光实验所用器皿清洗要求极为严格，实验前必须将所用玻璃容器泡人15%的硝酸溶液中24h，然后用纯水仔细清洗备用。特别应注意，为避免交叉污染，用于原子荧光检测的玻璃容器应单独配制酸液浸泡并及时更换，禁止与其它检测器皿混用清洗液。

（6）载气和屏蔽气的影响。为保证汞的蒸汽在激发区有足够密度和停留时间，载气流量要适当。流量过大会冲稀汞的蒸汽并使其在光路上停留时间较短，使灵敏度降低；而流量过小则难以迅速将汞的蒸汽带入原子化器室，同样降低灵敏度。本文选择的载气流量为300ml/min，屏蔽气流量为800ml/min。

（7）环境因素。自然界中汞普遍存在，同时原子荧光光度计汞的检出限比其它元素的还低一个数量级，对各种干扰更为敏感，环境因素对汞的检测有影响。本文环境温度在（15～35）℃，湿度≤75%。

3 结语

在实际生产中，通过采取上述措施，并选择最佳的仪器工作条件、器皿干净、控制好实验室条件，测定样品中汞将很顺利，并得出可靠测定结果。本方法可用于测定多金属矿物中汞含量的测定。