原子吸收法在地矿水土检测中的应用

肖毕芳(新疆地矿局第一水文工程地质大队实验测试中心，新疆 乌鲁木齐 830000)

0 引言

在人类生存发展中，需要有物质的支持。在地质矿产行业发展中，需要对其水体进行检测，以能够了解地质中所存在的不同矿产。原子吸收法属于常用地矿检测方法，在应用中具有较高灵敏度、较强选择性以及广泛分析范围等优势，因此在地矿水土检测中的应用较为广泛[1]。为能够实现对地矿水土中所含有金属元素含量的分析，科学评估相应的地质形态，本次选用活性炭吸附火焰原子吸收法，实现对地矿水土的检测分析。

1 活性炭吸附火焰原子吸收法应用原理

原子吸收法在地矿水土检测中具有重要应用价值，目前存在的应用类型主要为石墨炉法、氢化物法以及火焰法等，不同方法应用中也各具优劣，其中应用最为成熟的是火焰法，应用范围最为广泛；石墨炉法在应用中，范围比较小，同时检查效率也偏低，通常是在火焰法检测结果无法满足实验要求情况下，才会选择石墨炉法继续检测；氢化物法不但具备有较高的灵敏度，也可以实现对火焰法应用中存在的缺陷进行弥补[2-3]。最为重要的是能够实现分析结果的自动化管理，所以更加适合应用在微量元素检测中。在原子吸收法应用中，所存在的特点主要为三方面：第一，分析范围广。截止到目前发现的原子吸收法应用方法有70多种，可以实现对低含量元素、微量元素以及主量元素等几乎所有元素的检测，也能够实现对大部分有机物质以及非金属元素的检测，存在非常广泛的分析范围[4]；第二，选择性强。原子吸收带宽比较窄，因此具备有比较快的检测速度，也能够实现自动化操作；第三，灵敏度高。在地质水土检测中，原子吸收法的应用也具备有比较高的灵敏度，且在应用过程中能够实现对元素ppm的监测，也能够确定相应的ppb数量级浓度范围[5]。从这一点可以看出存在有较高灵敏度，并且操作便利，可以显著提升监测速度，以能够实现对地矿水土环境的有效检测。本次研究以火焰法原子吸收法为例，对其应用展开分析。

地矿开发中，检测分析地质中的多种矿物元素含量具有重要意义。活性炭吸附火焰原子吸收法在地质实验检测中的应用，能够快速分析地质中的金属含量，因此这一方法可以广泛应用在金属含量测定和金属生产中。通常金属含量检测中分为三个步骤，分别为：第一，分离金属，去除杂质；第二，富集金属元素，在活性炭吸附法的应用下实现对金属元素的富集；第三，富集金属元素后检测含量，也就能够在原子吸收法的应用下检测金属元素含量。在整个实验检测过程中，活性炭吸附火焰原子吸收法的应用不但成本低，同时检测速度较快，存在较高分析效率。最为重要的是环境污染率较低，存在有较高回收率[6]。比如在地质矿产中金含量检测中，也可以采用火试金法，即为在矿石中加入溶剂进行熔炼，虽然具有较高分析准确率，这一方法适用性比较广泛，但是存在较大的环境污染性和毒性，所以通常情况下并不会选用这一方法。其中原子吸收法检测过程如图1所示。

图1 原子吸收法检测过程

2 实验研究

2.1 仪器设备及试剂

本次实验研究选用的仪器设备具体如表1所示。另外还需要准备好盐酸、高锰酸钾、硝酸、氯化钠等化学试剂，全部都是分析纯。本次实验以分析地质中的金含量为研究对象，金标准溶液即为10%王水介质，配制不同浓度的金溶液，分别吸取后制备成为不同质量浓度的金标准工作溶液，本次溶液浓度分别 为：8.00 mg/mL、5.00 mg/mL、3.00 mg/mL、1.00 mg/mL、0.50 mg/mL以及0.00 mg/mL。在实验过程中的灯电流设置为7 mA、波长为243.0 nm，空气压力为150 kPa。

表1 本次研究选用的仪器设备

2.2 实验方法

2.2.1 样本预处理

实验前先要对样本实施预处理，在实验中精密仪器设备的应用下精确称取10 g煤渣样品，完成后放置在瓷坩埚内，连同瓷坩埚一起放到马弗炉内对其进行灼烧，灼烧温度设置为500 ℃，灼烧时间4 h左右，结束后即可以对其冷处理。将其最终生成物放置到聚四氟乙烯烧杯中，并加入少量纯净水及14 mL容量混酸，处置完毕后将其放置到加热板上实施加热消解。在以上混合物彻底消解后，仔细观察，且需要对其进行加热蒸发，直到近乎干燥即可。完成以上操作后定量在50 mL容量烧杯或50 mL比色管中实施转移，便于进行样品稀释。样品稀释中，加入实验水将其稀释到100倍容量体积后，并将1%盐酸加入其中，等待检测。

在以上处理过程中，选取的是地质勘察中的煤渣，准确称取活性炭样品10 g，在50 mL烧杯中将样品和15 mL容量5%盐酸溶液进行混合。在针对烧杯中溶液进行稀释的时候，采用去离子水稀释到25 mL，整个过程一定要非常小心，以免出现意外。最后将其在火中煮沸5 min后冷却，进而对最终产物进行过滤以及洗涤，合并成为滤液后稀释到50 mL即可，等待检测。

2.3 结果分析

在以上实验后所得结果即为，加标回收率为97.3%～103.5%。测量过程中严格依照国家标准物质规范，实现对实验样品的准确度以及精密度检测。在活性炭吸附火焰原子吸收法应用中，发现最终检测结果测定值和标准值均存在一致性，由此可见这一方法在应用中存在较高的实验准确度以及精确度。

3 讨论

通过以上实验研究可以看出，活性炭吸附火焰原子吸收法在地质金元素检测中，存在较高检测准确度和精密度。这一方法在应用中，相应的原理为：金和非氧化性酸间不会发生反应，另外对于浓硫酸、浓硝酸等氧化性酸也不会出现强烈反应，在此情况下只能够对其实施王水溶解。因此在地矿中金检测中，首先需要采用王水对金实施分解。金在溶液中的存在形式，主要为一价金离子以及三价金离子。其中前者容易出现歧化反应，进而也就会生成三价金离子以及单质金，因此通常情况下溶液中金离子存在形式都是三价金离子，但是这一存在形式存在较大络合倾向，所以最终的存在形式为络合阴离子形式[7]。在王水溶解溶液中，采用活性炭吸附法进行分析，即能够通过活性炭吸附柱实现对大量金元素的吸附，也能够实现活性炭灰化，针对溶液中溶解的少量金可以实施定容处理。在以上工作完成后，即可以实施火焰原子吸收法分析，针对金含量采用分光光度计实施检测。在以上实验过程中，均存在有较高的检测和分析效率，简而言之也就能够有效检测地质中的金含量。

在实验研究中也需要认识到，存在有部分干扰离子，会直接影响到实验结果，因此也需要针对干扰离子实施处理。比如如果是铁离子，可以采用蒸干共沸去除杂质布置、增加洗涤杂质布置等方法对其实施处理。不但要针对干扰离子实施处理，为提高实验结果准确性，也需要注重实现对其他影响因素的防范。比如在熔烧过程中，因为金的熔点以及沸点均较高，因此不会出现挥发损失，然而在此过程中也需要合理控制焙烧温度，主要是因为在焙烧过程中，如果温度过高容易出现金矿样品黏结，如果是为了去除杂质，所采用的焙烧方法为分段焙烧。即为在金矿样品焙烧中，首先需要对其进行低温焙烧，将其中存在的部分杂质去除后可以进行高温焙烧，在这一方法应用下不但可以有效去除金矿样品中的杂质，也有助于进一步提高测量精确度[8]。在针对金矿样品中的金实施分离和富集中，必须要确保王水的量足够，以能够确保实现充分溶解，将足量的活性炭在吸附柱制作中加入其中，以能够确保在富集操作中得到良好的吸附效果。最后，减压抽滤中负压控制要合理，以免负压过高导致出现吸附不完全情况，影响实验检测效果。只有实现对实验过程中相关影响因素的有效控制，才能够为其测定结果准确性提供有效保障。

4 结语

综上，在地矿水土检测中，针对金元素实施检测和分析，不管是在开采中还是在数据采集中均具有重要应用价值。活性炭吸附火焰原子吸收法在金含量检测中的应用，可以将其分成两种，分别为活性炭动态吸附以及静态吸附，两种方法在应用中均存在较高的检测准确性和精确性。并且这一方法在应用中操作简单便捷，成本不高，也存在有较高的可回收率，不会造成严重的环境污染，毒性非常小，因此应该得到广泛应用，以能够为地矿水土检测中的金含量检测提供有效的技术支持。