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泡塑分离富集-火焰原子荧光光谱法测定地球化学样品中的痕量金

申玉民, 罗治定, 郭小彪, 吴刚, 王趁荣, 付爱瑞, 高树林, 肖凡

申玉民, 罗治定, 郭小彪, 吴刚, 王趁荣, 付爱瑞, 高树林, 肖凡. 泡塑分离富集-火焰原子荧光光谱法测定地球化学样品中的痕量金[J]. 岩矿测试, 2020, 39(1): 127-134. DOI: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201809260108
引用本文: 申玉民, 罗治定, 郭小彪, 吴刚, 王趁荣, 付爱瑞, 高树林, 肖凡. 泡塑分离富集-火焰原子荧光光谱法测定地球化学样品中的痕量金[J]. 岩矿测试, 2020, 39(1): 127-134. DOI: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201809260108
SHEN Yu-min, LUO Zhi-ding, GUO Xiao-biao, WU Gang, WANG Chen-rong, FU Ai-rui, GAO Shu-lin, XIAO Fan. Determination of Trace Gold in Geochemical Samples by Flame Atomic Fluorescence Spectrometry with PUFP Separation and Enrichment[J]. Rock and Mineral Analysis, 2020, 39(1): 127-134. DOI: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201809260108
Citation: SHEN Yu-min, LUO Zhi-ding, GUO Xiao-biao, WU Gang, WANG Chen-rong, FU Ai-rui, GAO Shu-lin, XIAO Fan. Determination of Trace Gold in Geochemical Samples by Flame Atomic Fluorescence Spectrometry with PUFP Separation and Enrichment[J]. Rock and Mineral Analysis, 2020, 39(1): 127-134. DOI: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201809260108

泡塑分离富集-火焰原子荧光光谱法测定地球化学样品中的痕量金

基金项目: 

首都科技条件平台科学仪器开发培育项目“火焰法与氢化法联用原子荧光光谱仪的完善及产业化” Z151100002415012

首都科技条件平台科学仪器开发培育项目“火焰法与氢化法联用原子荧光光谱仪的完善及产业化”(Z151100002415012)

详细信息
    作者简介:

    申玉民, 实验测试分析高级工程师, 从事实验分析测试工作。E-mail:464943298@qq.com

    通讯作者:

    肖凡, 实验测试分析正高级工程师, 从事实验分析测试工作。E-mail:168941141@qq.com

  • 中图分类号: O657.31

Determination of Trace Gold in Geochemical Samples by Flame Atomic Fluorescence Spectrometry with PUFP Separation and Enrichment

  • 摘要: 火焰原子荧光光谱法(FAFS)测定痕量金的灵敏度好、稳定性高及线性范围广,但在测定时干扰极为严重,如果干扰元素不加以分离或扣除,对0.5ng/g以下金无法进行准确测定。本方法在传统泡塑分离富集金的基础上,研究了FAFS法测定痕量金的最佳条件:在选定仪器条件下,提出了选择低背景值(≤0.25ng/g Au)泡塑分离富集Au,采用3.0g/L硫脲-1%盐酸为解脱液可消除记忆效应,在标准系列中加入5μg/mL的Fe3+溶液扣除铁对测定金的干扰。采用本分析方法对国家标准物质GBW07805、GBW07242、GBW07244a、GBW07245a和GBW07247进行测定,相对误差≤4.7%,相对标准偏差(RSD)≤23.2%;采用FAFS法与ICP-MS法对90个原生晕样品和4个控制样品中痕量金同时进行测定,两组测定结果数统计分析的F检验值为1.23,相关系数为1.01,符合性较好,无显著性差异。本分析方法简便、快速与实用,金检出限为0.08ng/g,线性范围为0.08~500ng/g,可达3个数量级。
    要点

    (1) 研究了火焰原子荧光光谱法测定地球化学样品中痕量Au的基体干扰及消除方法。

    (2) 采用3.0g/L硫脲-1%盐酸为解脱液可有效消除记忆效应。

    (3) 与ICP-MS进行比对验证,确认了FAFS测定痕量Au的准确性。

    HIGHLIGHTS

    (1) The matrix interference and its elimination method for the determination of trace Au by FAFS was studied.

    (2) Using 3.0g/L thiourea-1% hydrochloric acid as the extrication solution can effectively eliminate the memory effect.

    (3) Compared with ICP-MS, the accuracy of FAFS in the determination of trace Au was confirmed.

  • 原子荧光光谱法分析有着扎实的理论基础[1-5]。气体发生原子荧光光谱法在分析易生成氢化物和蒸汽的痕量汞、砷、硒、锑、铋、锗等[6]元素时,目前被广泛应用,但对不能直接产生氢化物或蒸汽的元素几乎无能为力。火焰原子荧光光谱法(FAFS)由于采用了双光源单道增强技术、双光源扣背景技术、双曲涡旋气溶胶传输技术及阵列火焰汇聚原子化技术,突破了氢化物发生或蒸汽发生法在原子荧光光谱分析方面的应用局限性,使FAFS测定其他元素成为现实。

    痕量金的分析测定方法很多,有化学光谱法、原子吸收光谱法(AAS)、比色法(COL)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和火焰原子荧光光谱法(FAFS)等[7]。化学光谱法[8]有着很好的测定线性,但操作繁琐且空白不易控制,COL法存在检出限不够、操作繁琐等缺点,这两种方法已很少使用。目前测定地质样品中的痕量金主要采用AAS[9-10]、ICP-OES[11-12]和ICP-MS[13-14]。但在称样量为10g时,AAS无法测定≤200ng/mL Au;NAAS测定线性范围较窄(0~40ng/mL Au),测定速度慢,且对低于2.0 ng/mL Au的测定精密度较差;ICP-OES灵敏度较低,满足不了3.0ng/g及以下Au的测定;ICP-MS存在记忆效应。而火焰原子荧光光谱法(FAFS)具有检出限低、稳定性好、测定范围宽、仪器成本低等优点,但参与其研究的人员很少。火焰原子荧光光谱法(FAFS)测定金具有一定优势,如谷晓霞等[15]采用该方法测定了氰化法选矿工艺各环节中的Au,但对干扰没有进行研究;刘德林等[16]只研究了火焰位置和干扰的关系,由于现有文献对该方法干扰及干扰消除等方面研究得不够充分,导致FAFS法测定痕量Au没有进入人们的视野。本文详细研究了FAFS法测定Au的仪器条件、干扰情况,以及试验了传统的泡塑吸附-硫脲解脱法[17-18]干扰消除、泡塑的选择原则、仪器记忆效应的消除、泡塑吸附及解脱条件等,实现了对痕量Au的测定。

    SK-880型火焰原子荧光光谱仪(北京金索坤技术开发有限公司),金双极空心阴极灯。振荡器:往复型。燃气:丙烷。泡沫塑料:聚氨酯型或聚醚型。仪器测定参数:灯电流为低含量段80mA,高含量段40mA;负高压为低含量段-420V,高含量段-300V;测量时间:延时时间3s,测定时间2s;测量方式:低含量段/单道增强,高含量段/单道;工作方式:浓度直读;燃气流量190mL/min;载气流量6000mL/min;辅助气流量1300mL/min;原子化器高度12mm。

    金标准储备液(Au浓度1000.0mg/L):准确称取高纯金丝(纯度为99.99%)1.0000g置于200mL烧杯中,加入20mL王水,在热水浴加热溶解后,移到1000mL容量瓶中,用水稀释到刻度。金标准工作液1(Au浓度10.0mg/L)、金标准工作液2(Au浓度1.00mg/L):采用逐级稀释的方法进行配制,均为10%王水介质。

    盐酸、硝酸、三氯化铁和硫脲均为分析纯,去离子水(电阻率≥15MΩ·cm)。

    Fe3+溶液(100mg/mL):称取485g的氯化铁(FeCl3·6H2O),加热溶解,水定容至1L。

    硫脲溶液(3.0g/L):称取3.0g硫脲,定容到1L水中,混匀。

    解脱液:3.0g/L硫脲-1%盐酸。

    燃气调制液:3.0g/L硫脲-1%盐酸-5μg/mL Fe3+溶液。

    选择一定量的金标准溶液于250mL溶样瓶中,加入20mL 50%王水、4mL Fe3+溶液(100mg/mL),用水稀释至100mL,加入泡沫塑料振荡吸附40min。取出泡塑,分别用自来水洗涤三次、去离子水洗涤两次,放入已加入10mL解脱液溶液的比色管中,在高于90℃水中水浴解脱20min。取出泡塑,冷却至室温,澄清后上机测定。

    标准曲线1的绘制(适合样品金含量小于50ng/g):吸取金标准工作液2体积为0、0.10、0.30、1.00、2.00、5.00mL于100mL容量瓶中,加入500μg Fe3+溶液,用解脱液稀释到刻度,摇匀,按仪器工作参数进行测定,绘制校准曲线。

    标准曲线2的绘制(适合样品金含量≥30ng/g):吸取金标准工作液1体积为0、0.50、1.00、3.00、5.00、10.00mL于100mL容量瓶中,以下同标准曲线1的绘制。

    金矿石国家标准物质:GBW07805、GBW07242、GBW07244a、GBW07245a和GBW07247。

    水系沉积物国家标准物质:GBW07360、GBW07366。

    某地165件原生晕样品和4个控制样品(标准物质:GBW07805b、GBW07242a、GBW07244b、GBW07243)。

    称取10.0g(精确到0.1g)实验样品于30~50mL瓷坩埚(瓷舟)中,置于高温炉中升温至650~700℃后,焙烧1h。取出,放置至室温,将样品移至250mL溶样瓶中,加入30mL 1%的王水和4mL Fe3+溶液,摇匀,以下同实验方法。

    火焰原子荧光光谱法的仪器测定参数选择与火焰原子吸收光谱法相似,灵敏度调节可通过调节灯电流和负高压实现。实验发现燃气流量对金测定影响较大,特别是测定低含量Au时。当仪器灵敏度满足条件时,需要对燃气流量再次调制,这样可减少火焰的背景干扰。燃气调制方法:采用燃气调制液进行测定,测定期间不断地微调燃气流量,当测定背景值为最小时,此时燃气流量为选定值,本文选择的仪器测定参数见1.1节。

    按实验方法,在选定的仪器工作条件下,绘制两条不同含量段的Au标准曲线,标准曲线1(测定低含量段)的线性方程为:y=328.2988+56.6549x,相关系数为1.0000;标准曲线2(测定高含量段)的线性方程为:y=62.9461+1.9051x,相关系数为0.9992。从线性方程上可以看出,FAFS测定Au不仅具有较高灵敏度,且线性范围宽。

    实验发现,测定100ng/mL Au溶液,当测定介质为硫脲溶液时,随着测定时间增加或测定次数的增多(连续测定),仪器记忆效应逐渐增大。当测定介质中含有少量盐酸时,其记忆效应明显减小且稳定。实验选择硫脲-1%盐酸溶液作为介质,仪器记忆效应明显改善,实验结果见图 1。在测定高含量Au后,可采用1%~10%的盐酸为清洗液,对仪器的原子化系统进行2~3次喷洗,仪器信号值即可恢复至零点状态。

    图  1  Au的记忆效应
    Figure  1.  Memory effect of Au

    火焰原子荧光光谱法的干扰主要来自于火焰背景和火焰散射(反射或折射)。火焰背景主要是测定介质产生,这种干扰可以在测定时抵扣扣除。而火焰散射的干扰主要来自于那些未被激发的物质微粒,这种干扰如果简单,可以扣除,否则干扰元素需要进行分离。

    (1) 共存元素干扰

    对不同元素、测定介质的影响情况进行定性研究,按仪器工作条件,分别采用不同浓度的50个元素(除稀土分量元素外)进行干扰测定。当测定溶液中不含Au时,发现除1.0mg/mL的Li、K、Na、Cs、Rb,20μg/mL的B,100μg/mL的Zn、Cu、Pb、Te、Bi外,几乎所有元素都产生不同程度的正干扰,不同元素的干扰程度情况见表 1。可以判断,Se、Sc干扰最严重;Ca、Mg、Al、Be、Y、Zr的干扰较为严重;其次为Cr、Ni、Mn、V、La、Ce、Nb、Ta、Sn的干扰;P、Ag、Ba、W、Mo的干扰相对较小;Pt、Pd、Ru、Rh、Ir的干扰除其自身干扰外,还由其杂质Au而引起(贵金属标准溶液中含有不同含量的Au)。这些元素的干扰似乎与它们的原子化程度成一定的反比关系,原子化程度越好,其干扰越低,反之,干扰越强。同时,对不同浓度的盐酸、硝酸、硫脲介质和两个采用四酸溶矿后的样品(GBW07360、GBW07366)进行实验,发现它们的干扰强度都随着溶液离子浓度的增加而增加,如Ca对Au的干扰,见图 2

    表  1  不同元素对测定Au荧光强度的影响
    Table  1.  Effect of different elements on the fluorescence intensity of Au
    元素 浓度
    (μg/mL)
    荧光强度
    Ca 80 4400
    Mg 40 1740
    Al 80 3830
    Fe 80 2000
    K 1000 350
    Na 1000 350
    Li 1000 350
    Rb 1000 350
    Cs 1000 350
    Cr 200 3500
    Ni 400 4150
    Mn 400 3000
    Co 200 2800
    Cu 100 350
    Pb 100 350
    Zn 400 350
    As 100 470
    Sb 10 400
    Bi 80 360
    Hg 10 400
    Se 10 1400
    Ge 10 400
    Ga 50 770
    In 10 380
    Te 100 350
    P 100 600
    B 20 350
    Ag 100 863
    Ba 80 420
    Mo 100 470
    W 100 670
    Pt 100 2250
    Pd 100 1450
    Ir 100 1550
    Ru 100 1800
    Rh 100 4330
    Sc 100 7000
    Be 50 2120
    Ta 10 640
    La 40 1340
    Sn 10 700
    Tl 50 610
    U 10 530
    Ce 80 1300
    V 100 1670
    Y 40 2000
    Zr 40 2000
    Nb 500 8000
    Re 1 400
    Cd 10 530
    注:元素Pt、Pd、Ru、Rh、Ir的测定介质为10%王水,As、Sb、Bi、Hg、Se为10%盐酸,Pb、Nb、Ta为5%硝酸,La、Ce、Sc、Be为5%盐酸,其他元素的测定介质均为水。
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    图  2  Ca和Fe对Au的干扰
    Figure  2.  Effect of Ca and Fe on Au

    (2) 干扰元素的消除

    按实验方法,对可能产生干扰的47个元素(包括11个稀土分量元素)进行了干扰分离实验。加入25μg的Pt、Pd、Rh、Ir、Ru,50μg的Se、Ga、In、U、Re,100μg的Ag、Ta、Sc、Cd、P、Mo、W、V、Zr、Nb、Ce、La、Nd、Tm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb、Lu、Th,500μg的Cu、Pb、Ba、Be,2.0mg的Co、Ni、Cr、AI、Mn、Ca、Mg、Al和400mg的Fe,经泡塑分离富集后,除Fe对Au有一定的干扰外,其他元素对2.5ng的Au均不产生干扰。用ICP-MS测定检测液中干扰元素的残留量,见表 2

    表  2  分离富集后测定液中的元素残留量
    Table  2.  Elemental residues after separation and enrichment
    元素 加入量(μg) 残余量(μg)
    Ca 2000 1.01
    Mg 2000 0.2
    Al 2000 0.4
    Be 50 0.15
    Fe 400000 49
    Cr 2000 0.075
    Ni 2000 0.0045
    Mn 2000 0.0075
    Co 2000 ND
    Cu 500 ND
    Pb 500 ND
    P 100 ND
    Ba 500 ND
    Ag 100 0.0125
    Mo 100 0.0025
    W 100 ND
    Tl 50 50
    U 100 ND
    V 500 0.0055
    Re 50 0.455
    Se 50 ND
    In 50 0.0101
    Ga 50 0.0003
    Th 50 0.005
    Sn 100 0.003
    Cd 50 0.0014
    Pt 25 0.0104
    Pd 25 0.0325
    Ir 25 0.0311
    Ru 25 0.0048
    Rh 25 0.0004
    Sc 100 0.0005
    Nb 100 0.0005
    Ta 100 0.0005
    Zr 100 0.0006
    Y 100 ND
    La 100 ND
    Ce 100 ND
    Nd 100 ND
    Sm 100 0.0006
    Gd 100 ND
    Tb 100 ND
    Dy 100 ND
    Ho 100 ND
    Er 100 ND
    Tm 100 ND
    Yb 100 ND
    Lu 100 ND
    Ge 50 ND
    注:ND为未检出,Fe元素为10次实验测定结果的最大值,其他元素为两次实验测定结果的平均值。
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    在样品的焙烧过程中,可去除大量的As、Sb、Hg、Se、Ge、Ga、In、Re;在王水溶矿时,Ta、Nb、Zr、Sc、W、Mo和硅酸盐只能部分溶出。从表 2中可以看出,采用泡塑分离富集法,干扰消除得较为彻底,其中只有Tl被定量回收,Fe回收量小于50μg,其他各元素残留最大值≤1.01μg,已不影响Au测定。由于Tl在地壳分布含量较低,其干扰可以不予考虑。Fe的干扰有点特别,实验研究发现,当测定溶液中Fe3+浓度高于5μg/mL(50μg)时,其干扰信号值不再增加,为一恒定值,相当于Au的浓度为0.25ng/mL,干扰0.5ng/g以下Au的测定。从图 1中可以看出,只需在校准系列和样品中加入Fe3+溶液,控制其浓度为5μg/mL,测定时即可对Fe干扰加以扣除。检测液中Fe3+浓度≤5μg/mL时,干扰随Fe3+浓度增加而增加,将影响低含量Au测定,当Fe3+浓度>5μg/mL时,其干扰为一恒定值。故只需在校准系列和样品检测液中加入5μg/mL Fe3+溶液,测定时即可对Fe干扰加以扣除。

    FAFS测定Au时的空白值主要是由泡塑中基体引起。在选择泡塑时,除要保证Au的吸附率满足要求外,还要考虑其空白基体对Au的影响。由于有的泡塑中可能含有大量的Ca(泡塑生产时添加CaO作为助剂)、Mg、Al等杂质,这些杂质按通常的洗涤方法或在吸附Au时都不能将其完全去除,且硫脲解脱时溶出的杂质量又不一致,忽高忽低,导致无法控制测定结果,特别是对低含量Au(0.5ng/g级以下)测定影响较大。因此,在泡塑使用前应该进行空白实验,检测其空白值。空白液可采用相关分析方法进行干扰元素(参照表 1)检查,或者直接进行FAFS测定。在测定Au含量小于0.3ng/g的样品时,要引起足够重视。空白液中主要干扰元素的总浓度不能大于2.5μg/mL,或者FAFS空白测定值要小于0.25ng/g Au,以此作为选择泡塑的依据,本文选择空白值≤0.25ng/g Au的泡塑进行实验。

    泡塑分离富集法已经是非常成熟的方法,但是当采用的纯硫脲溶液浓度过大时,仪器的雾化器易堵塞,明显存在记忆效应,影响测定。按实验方法,对载金1000ng的泡塑,选择不同浓度硫脲(1~10g/L)与(1~10g/L)硫脲-1%盐酸的解脱液进行比对实验,发现在此浓度范围内的解脱液都能完全解脱Au,解脱率没有显著差异。考虑到较高含量Au的测定,同时为减小记忆效应(图 1),故选择低浓度的酸性硫脲溶液,解脱液为3g/L硫脲-1%盐酸。

    按实验方法,对载金1000ng的泡塑,研究不同温度和不同时间对金的解脱率的影响,见图 3。实验表明,温度对解脱金的影响较大,温度低于70℃,金不能完全解脱;温度在70~80℃时,保温时间小于20min解脱率偏低;温度在90~100℃时,保温时间大于10min金可完全解脱。本实验选择解脱温度为90~100℃,解脱时间为20min。

    图  3  不同解脱时间和温度对金解脱率的影响
    Figure  3.  Effect of desorption time and temperature on desorption rate of Au

    按分析步骤对12个空白样品进行测定,以3倍标准偏差计算其检出限,金测定检出限为0.08ng/g。测定痕量Au目前经常使用ICP-MS和NAAS这两种方法,ICP-MS检出限为0.10ng/g,NAAS检出限为0.3ng/g。FAFS检出限优于NAAS,与ICP-MS基本一致,说明FAFS具有很高的灵敏度。

    选择国家标准物质GBW07242、GBW07805、GBW07244a、GBW07245a和GBW07247,按分析步骤,对其进行9次测定计算准确度和精密度。检测结果及其平均值、相对标准偏差(RSD,≤23.2%)、相对误差的绝对值(≤4.7%)见表 3。从准确度、精密度和误差来看,均满足痕量Au的测定要求。

    表  3  标准物质分析结果
    Table  3.  Measurement results of the standard materials
    标准物质
    编号
    Au测定值(ng/g) RSD
    (%)
    Au认定值
    (ng/g)
    相对误差
    (%)
    分次测定值 平均值
    GBW07242 0.5 0.61 0.6 0.5 23.2 0.5
    (0.1)
    0
    0.39 0.5 0.32
    0.66 0.38 0.53
    GBW07805 0.72 0.62 0.97 0.84 18 0.85
    (0.04)
    -1.2
    0.82 0.82 0.82
    0.82 1.16 0.82
    GBW07244a 4.68 4.6 5.46 4.86 17 5.1
    (0.2)
    -4.7
    4.35 4.08 4.23
    6.67 5.34 4.35
    GBW07245 9.61 10.1 10.3 10.1 6.2 10.5
    (0.5)
    3.8
    10 10.4 10.9
    9 9.45 10.8
    GBW07247 46 48 52 49 5.1 51
    (1)
    -3.9
    50 46 53
    49 47 50
    注:认定值中括号内数据为标准偏差值。
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    对某地区原生晕样品90件,按分析步骤采用4个控制样品(GBW07805b、GBW07242a、GBW07244b、GBW07243)和2个分析批次,并且使用同一份样品溶液和不同检测人员分别采用FAFS与ICP-MS进行Au的测定,两种分析方法测定数据(表 4)的数理统计结果为F检验值=1.23,相关系数为1.01。Au含量在0.10~2143ng/g之间的样品,两种分析方法的误差满足地质行业分析质量要求,且两组数据的F检验值小于1.60(临界值),相关系数很好,说明两种分析方法的检测数据没有显著性差异,符合性较好,进一步确认了应用FAFS测定痕量Au的分析方法可靠。

    表  4  ICP-MS与FAFS测定Au数据比较
    Table  4.  Comparison of analytical results of Au determined by ICP-MS and FAFS
    样品编号 Au测定值(ng/g)
    ICP-MS法 FAFS法
    样品1 2.88 2.55
    样品2 1.78 1.55
    样品3 2.9 2.56
    样品4 6.83 5.81
    样品5 23.19 19.5
    GBW07805b 0.85 0.61
    样品6 25.22 20
    样品7 20.52 16.6
    样品8 11.1 9.32
    样品9 9.15 7.66
    样品10 3.85 3.24
    样品11 2.48 2.23
    样品12 8.93 7.51
    样品13 1.82 1.71
    GBW07244b 5.04 4.32
    样品14 46.65 37.7
    样品15 303.18 248
    样品16 2.08 1.95
    样品17 1.38 1.35
    样品18 7.3 6.15
    样品19 2.56 2.57
    样品20 1.63 1.59
    样品21 1.16 1.23
    样品22 0.73 0.61
    样品23 0.42 0.41
    样品24 2.35 2.18
    样品25 1.37 1.45
    样品26 1.49 1.47
    样品27 1.68 1.51
    样品28 1.68 1.61
    GBW07242a 0.47 0.4
    样品29 0.26 0.52
    样品30 0.46 0.46
    样品31 0.28 0.36
    样品32 5.13 4.54
    样品33 0.22 0.31
    样品34 0.64 0.8
    样品35 0.42 0.58
    样品36 0.51 0.63
    样品37 0.21 0.44
    样品38 0.13 0.28
    样品39 0.18 0.3
    样品40 0.25 0.38
    样品41 0.13 0.18
    样品42 0.45 0.41
    GBW07243 1.43 1.27
    样品43 0.33 0.34
    样品44 0.17 0.19
    样品45 0.53 0.53
    样品46 0.42 0.42
    样品47 0.15 0.3
    样品48 0.11 0.22
    GBW07805b 0.79 0.62
    样品49 0.38 0.45
    样品50 0.21 0.23
    样品51 0.22 0.21
    样品52 0.18 0.22
    样品53 0.23 0.27
    样品54 0.11 0.18
    样品55 0.97 0.89
    样品56 0.22 0.26
    样品57 0.19 0.29
    样品58 0.32 0.35
    样品59 0.74 0.64
    GBW07244b 4.93 5.3
    样品60 0.78 0.83
    样品61 0.5 0.56
    样品62 0.99 0.92
    样品63 1.64 1.28
    样品64 1.15 1.03
    样品65 1.14 1.03
    样品66 1.55 0.6
    样品67 0.79 0.89
    样品68 0.46 0.56
    GBW07242a 0.44 0.42
    样品69 0.79 0.89
    样品70 0.28 0.32
    样品71 0.36 0.49
    样品72 0.46 0.42
    样品73 0.47 0.49
    样品74 27.91 25.1
    样品75 1.25 1.23
    样品76 0.29 0.26
    样品77 0.6 0.58
    样品78 1.52 1.56
    样品79 48.49 43
    样品80 5.46 4.95
    样品81 5.05 4.8
    样品82 0.92 0.9
    样品83 4.96 4.7
    GBW07243 1.49 1.19
    样品84 1.98 1.91
    样品85 1.02 1.03
    样品86 4.71 4.4
    样品87 1287 1054
    样品88 840 744
    样品89 2143 1898
    样品90 2068 1971
    注:4个控制样品Au的认定值分别为:GBW07805b (0.87±0.07ng/g)、GBW07242a (0.5±0.1ng/g)、GBW07244b(5.1±0.2ng/g)、GBW07243(1.5±0.1ng/g)。
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    本文对火焰原子荧光光谱法中共存元素的干扰情况及其干扰消除进行了系统研究,传统泡塑分离富集可以消除铊以外干扰元素,提出采用低背景泡塑进行分离富集,减小测定背景值;以3g/L硫脲-1%盐酸为解脱液,可以有效消除仪器的记忆效应;5μg/mL Fe3+溶液的存在可有效扣除铁对0.5ng/g以下金的干扰;通过对痕量金国家标准物质的测定、90件原生晕样品分析以及与ICP-MS方法的比对验证,确认了该方法测定痕量金的结果准确、稳定。

    应用火焰原子荧光光谱法测定金,5s即可完成一次测定,可对0.10ng/g以上金进行测定。对高含量金的测定,只需对泡塑用量及解脱液体积加以控制,即可实现。该方法测定方式简便、快速,可为地矿行业测定金的方法提供一个重要补充。

  • 图  1   Au的记忆效应

    Figure  1.   Memory effect of Au

    图  2   Ca和Fe对Au的干扰

    Figure  2.   Effect of Ca and Fe on Au

    图  3   不同解脱时间和温度对金解脱率的影响

    Figure  3.   Effect of desorption time and temperature on desorption rate of Au

    表  1   不同元素对测定Au荧光强度的影响

    Table  1   Effect of different elements on the fluorescence intensity of Au

    元素 浓度
    (μg/mL)
    荧光强度
    Ca 80 4400
    Mg 40 1740
    Al 80 3830
    Fe 80 2000
    K 1000 350
    Na 1000 350
    Li 1000 350
    Rb 1000 350
    Cs 1000 350
    Cr 200 3500
    Ni 400 4150
    Mn 400 3000
    Co 200 2800
    Cu 100 350
    Pb 100 350
    Zn 400 350
    As 100 470
    Sb 10 400
    Bi 80 360
    Hg 10 400
    Se 10 1400
    Ge 10 400
    Ga 50 770
    In 10 380
    Te 100 350
    P 100 600
    B 20 350
    Ag 100 863
    Ba 80 420
    Mo 100 470
    W 100 670
    Pt 100 2250
    Pd 100 1450
    Ir 100 1550
    Ru 100 1800
    Rh 100 4330
    Sc 100 7000
    Be 50 2120
    Ta 10 640
    La 40 1340
    Sn 10 700
    Tl 50 610
    U 10 530
    Ce 80 1300
    V 100 1670
    Y 40 2000
    Zr 40 2000
    Nb 500 8000
    Re 1 400
    Cd 10 530
    注:元素Pt、Pd、Ru、Rh、Ir的测定介质为10%王水,As、Sb、Bi、Hg、Se为10%盐酸,Pb、Nb、Ta为5%硝酸,La、Ce、Sc、Be为5%盐酸,其他元素的测定介质均为水。
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    表  2   分离富集后测定液中的元素残留量

    Table  2   Elemental residues after separation and enrichment

    元素 加入量(μg) 残余量(μg)
    Ca 2000 1.01
    Mg 2000 0.2
    Al 2000 0.4
    Be 50 0.15
    Fe 400000 49
    Cr 2000 0.075
    Ni 2000 0.0045
    Mn 2000 0.0075
    Co 2000 ND
    Cu 500 ND
    Pb 500 ND
    P 100 ND
    Ba 500 ND
    Ag 100 0.0125
    Mo 100 0.0025
    W 100 ND
    Tl 50 50
    U 100 ND
    V 500 0.0055
    Re 50 0.455
    Se 50 ND
    In 50 0.0101
    Ga 50 0.0003
    Th 50 0.005
    Sn 100 0.003
    Cd 50 0.0014
    Pt 25 0.0104
    Pd 25 0.0325
    Ir 25 0.0311
    Ru 25 0.0048
    Rh 25 0.0004
    Sc 100 0.0005
    Nb 100 0.0005
    Ta 100 0.0005
    Zr 100 0.0006
    Y 100 ND
    La 100 ND
    Ce 100 ND
    Nd 100 ND
    Sm 100 0.0006
    Gd 100 ND
    Tb 100 ND
    Dy 100 ND
    Ho 100 ND
    Er 100 ND
    Tm 100 ND
    Yb 100 ND
    Lu 100 ND
    Ge 50 ND
    注:ND为未检出,Fe元素为10次实验测定结果的最大值,其他元素为两次实验测定结果的平均值。
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    表  3   标准物质分析结果

    Table  3   Measurement results of the standard materials

    标准物质
    编号
    Au测定值(ng/g) RSD
    (%)
    Au认定值
    (ng/g)
    相对误差
    (%)
    分次测定值 平均值
    GBW07242 0.5 0.61 0.6 0.5 23.2 0.5
    (0.1)
    0
    0.39 0.5 0.32
    0.66 0.38 0.53
    GBW07805 0.72 0.62 0.97 0.84 18 0.85
    (0.04)
    -1.2
    0.82 0.82 0.82
    0.82 1.16 0.82
    GBW07244a 4.68 4.6 5.46 4.86 17 5.1
    (0.2)
    -4.7
    4.35 4.08 4.23
    6.67 5.34 4.35
    GBW07245 9.61 10.1 10.3 10.1 6.2 10.5
    (0.5)
    3.8
    10 10.4 10.9
    9 9.45 10.8
    GBW07247 46 48 52 49 5.1 51
    (1)
    -3.9
    50 46 53
    49 47 50
    注:认定值中括号内数据为标准偏差值。
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    表  4   ICP-MS与FAFS测定Au数据比较

    Table  4   Comparison of analytical results of Au determined by ICP-MS and FAFS

    样品编号 Au测定值(ng/g)
    ICP-MS法 FAFS法
    样品1 2.88 2.55
    样品2 1.78 1.55
    样品3 2.9 2.56
    样品4 6.83 5.81
    样品5 23.19 19.5
    GBW07805b 0.85 0.61
    样品6 25.22 20
    样品7 20.52 16.6
    样品8 11.1 9.32
    样品9 9.15 7.66
    样品10 3.85 3.24
    样品11 2.48 2.23
    样品12 8.93 7.51
    样品13 1.82 1.71
    GBW07244b 5.04 4.32
    样品14 46.65 37.7
    样品15 303.18 248
    样品16 2.08 1.95
    样品17 1.38 1.35
    样品18 7.3 6.15
    样品19 2.56 2.57
    样品20 1.63 1.59
    样品21 1.16 1.23
    样品22 0.73 0.61
    样品23 0.42 0.41
    样品24 2.35 2.18
    样品25 1.37 1.45
    样品26 1.49 1.47
    样品27 1.68 1.51
    样品28 1.68 1.61
    GBW07242a 0.47 0.4
    样品29 0.26 0.52
    样品30 0.46 0.46
    样品31 0.28 0.36
    样品32 5.13 4.54
    样品33 0.22 0.31
    样品34 0.64 0.8
    样品35 0.42 0.58
    样品36 0.51 0.63
    样品37 0.21 0.44
    样品38 0.13 0.28
    样品39 0.18 0.3
    样品40 0.25 0.38
    样品41 0.13 0.18
    样品42 0.45 0.41
    GBW07243 1.43 1.27
    样品43 0.33 0.34
    样品44 0.17 0.19
    样品45 0.53 0.53
    样品46 0.42 0.42
    样品47 0.15 0.3
    样品48 0.11 0.22
    GBW07805b 0.79 0.62
    样品49 0.38 0.45
    样品50 0.21 0.23
    样品51 0.22 0.21
    样品52 0.18 0.22
    样品53 0.23 0.27
    样品54 0.11 0.18
    样品55 0.97 0.89
    样品56 0.22 0.26
    样品57 0.19 0.29
    样品58 0.32 0.35
    样品59 0.74 0.64
    GBW07244b 4.93 5.3
    样品60 0.78 0.83
    样品61 0.5 0.56
    样品62 0.99 0.92
    样品63 1.64 1.28
    样品64 1.15 1.03
    样品65 1.14 1.03
    样品66 1.55 0.6
    样品67 0.79 0.89
    样品68 0.46 0.56
    GBW07242a 0.44 0.42
    样品69 0.79 0.89
    样品70 0.28 0.32
    样品71 0.36 0.49
    样品72 0.46 0.42
    样品73 0.47 0.49
    样品74 27.91 25.1
    样品75 1.25 1.23
    样品76 0.29 0.26
    样品77 0.6 0.58
    样品78 1.52 1.56
    样品79 48.49 43
    样品80 5.46 4.95
    样品81 5.05 4.8
    样品82 0.92 0.9
    样品83 4.96 4.7
    GBW07243 1.49 1.19
    样品84 1.98 1.91
    样品85 1.02 1.03
    样品86 4.71 4.4
    样品87 1287 1054
    样品88 840 744
    样品89 2143 1898
    样品90 2068 1971
    注:4个控制样品Au的认定值分别为:GBW07805b (0.87±0.07ng/g)、GBW07242a (0.5±0.1ng/g)、GBW07244b(5.1±0.2ng/g)、GBW07243(1.5±0.1ng/g)。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-09-25
  • 修回日期:  2019-06-09
  • 录用日期:  2019-10-20
  • 发布日期:  2019-12-31

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