活性炭吸附-电感耦合等离子体质谱法测定化探样品中痕量金

活性炭吸附-电感耦合等离子体质谱法测定化探样品中痕量金袁潇;夏继超
【摘要】采用王水溶样,活性炭动态吸附富集,电感耦合等离子体质谱法测定化探样品中痕量金,优化了样品分解、吸附条件、干扰消除等条件.结果表明,检出限0.13 ng/mL,RSD＜4.7％,回收率97.63％～103.35％.该法准确可靠、简便快速,能满足化探样品检测要求.
【期刊名称】《广东微量元素科学》
【年(卷),期】2012(019)003
【总页数】5页(P48-52)
【关键词】金;电感耦合等离子体质谱法;活性炭吸附;化探样品
【作者】袁潇;夏继超
【作者单位】成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都 610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院,四川成都 610059
【正文语种】中文
【中图分类】O657.63
地球化学方法找金矿已是一个卓有成效的方法［1］，因此准确测定化探样品中金含量，对金矿的勘探和开发具有重要意义。

化探样品中痕量金的测定方法主要有分光光度法、电化学法、火焰原子吸收光谱法(FAAS)、石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱法
(ICP-MS)等［2-4］。

电感耦合等离子质谱(ICP-MS)操作快速、简便、线性范围宽，可进行多元素同时测定及同位素分析，适用于大批量化探样品的测试。

同时因其具有灵敏度高、检出限低、精密度好等优点，在铂族元素和金的分析中得到了广泛应用［5-9］。

由于金具有块金效应，测定时称样量往往在10 g以上，采用
ICP-MS直接测定容易超过2 g/L的最大可溶固体量(TDS)，造成盐分在采样锥和
截取锥上堆积，因此测定前需要进行适当的分离富集。

常见的富集分离方法有湿法和干法(火试金法)［1］。

火试金法是经典的分析方法，准确度高，但对试剂要求高，耗时长，同时产生大量铅、镍等重金属元素［10］。

湿法富集分离通常有离
子交换法，泡沫塑料、纤维素、巯基棉、活性炭吸附，浮选分离，沉淀与共沉淀分离，液膜分离等［11-12］，富集效果好，操作简便。

本文采用王水溶样，活性炭动态吸附富集，Rh作内标，电感耦合等离子体质谱法
测定化探样品中痕量金，该法准确可靠、简便快速，能满足化探样品检测要求。

1 实验部分
1.1 主要仪器和试剂
ELAN DRC-e型电感耦合等离子体质谱仪(美国Perkin Elmer公司)。

金标准溶液(1 000 μg/mL):国家有色金属及电子材料分析测试中心提供，逐级稀释至100 ng/mL。

氟化氢铵(2%):称取2.0 g氟化氢铵溶于水中，并稀释至100 mL。

纯化活性炭:称取250 g市售活性炭(粒度200目)用新配置的王水浸泡过夜、过滤、水洗，再用2%氟化氢铵水溶液浸泡2 d后，抽气过滤并以2%盐酸和去离子水洗
净氟离子，烘干备用。

纸浆:将小块定量滤纸于水中浸泡，捣碎后备用。

所用试剂均为分析纯，实验用水均为去离子水。

实验所用器皿均用10%硝酸浸泡
3 d。

1.2 仪器工作参数及测定同位素
射频功率:1 175 W，雾化气(Ar)流量:0.88 L·min-1，冷却气(Ar)流量:15 L·min-1，辅助气(Ar)流量:10.75 L·min-1，采样锥孔径:1.0 mm，截取锥孔径:0.88 mm，扫描模式:跳槽高峰，驻留时间:50 ms。

测定时所选同位素:197Au。

1.3 吸附装置
将少量玻璃棉填入漏斗底部，倒入滤纸浆，抽干后约2～3 mm厚，装入约0.2 g
活性炭，再铺一层薄滤纸浆，抽干，备用。

1.4 样品处理
称取10.0 g样品于瓷坩埚中，放入高温马弗炉，从低温逐步升到650℃灼烧2 h
后转入250 mL锥形瓶中。

先加入50 mL水，然后加入45 mL盐酸，待剧烈反应后置于电热板上加热并保持微沸5 min左右，再加入15 mL硝酸，微沸45 min，蒸发至近干，再加入10 mL浓HCl，加水稀释至100 mL左右。

将试液缓慢倒入
吸附柱内，待试液过滤完后可抽气，用5%HCl洗涤吸附柱3次，然后用2%的氟
化氢铵热溶液洗3次，最后用2%热HCl和蒸馏水各洗3次，抽干。

取出活性炭
纸柱放入10 mL瓷坩埚中，在马弗炉中300℃左右充分炭化，升温至600℃灰化0.5 h，待无黑色炭粒后取出，冷却，加入2 mL HCl，将金残渣分解完全后，用水转移至10 mL容量瓶，加入100 ng Rh标液作内标，定容，ICP-MS测定。

同时附带两份空白。

2 结果与讨论
2.1 工作曲线
移取100 ng/mL金标准溶液0.00、0.50、1.00、2.00、4.00 mL于10 mL容量
瓶中，均加入100 ng Rh标液作为内标，2%HCl定容至10 mL，摇匀后上机测定，绘制相应工作曲线。

结果见表1，标准曲线见图1。

表1 金标准曲线Table1 Data of calibration curve of gold by ICP-MS?
2.2 干扰及其消除
ICP-MS测定化探样品中痕量金时，TaO会产生干扰，但溶液中Ta的质量浓度很低，可以忽略不计。

另外，本文以质量浓度均为10 μg/L的9Be、59Co、115In、138Ba、140Ce、209Bi、238U混合标准溶液进行全质量范围内质量校正和仪器
条件最佳化选择，使氧化产率和二价离子变异系数均小于2%。

同时采用Rh做内标，消除基体效应和校正仪器漂移，通过对不同样品溶液中Rh信号进行11次测
量表明，仪器稳定性的RSD为4.61%。

图1 金标准工作曲线Fig1 Calibration curve of gold by ICP-MS
2.3 样品分解
大多数金矿与其它矿物共生，这些共生矿物中的大部分元素会影响金的测定，所以通过焙烧可除去硫、砷、汞、锑、碳及其化合物等挥发性物质［13］。

本文将样
品于650℃焙烧后采用湿法分解，在传统王水一次性直接加入的基础上改变试剂
加入顺序，这样可以再进一步分解碳、硫化合物，使金及其化合物溶解更彻底。

2.4 吸附酸度和活性炭用量
活性炭对贵金属离子有很强的吸附能力，在不同的介质和酸度下对各元素的吸附能力是不同的。

据文献［14］介绍，活性炭吸附金的酸度范围很宽，在1～6 mol/L 的HCl介质和10% ～40%的王水介质中均能定量吸附。

实验采用0.1～0.5 g的
活性炭分别在10%的盐酸介质中吸附金，吸附率97.8%～106.33%。

见表2。

因此，实验选用0.2 g活性炭，定量吸附化探样品中痕量金的同时可降低空白值。

表2 活性炭用量对金吸附率的影响Table2 The interference of amount of activated carbon on adsorption rate of gold?
2.5 共存离子干扰
针对化探样品的基体组成进行干扰实验，一般化探样品中的K+、Na+、Ca2+、
Mg2+、Al3+、Fe3+、Cu2+、Pb2+、Zn2+、Co2+、Ni2+等离子的含量均不
干扰金的分离富集和测定。

2.6 检出限和相对标准偏差
将样品空白在相同实验条件下测定11次。

方法检出限由公式LD=3 sA/k(式中:sA 为标准偏差，k为工作曲线的斜率)计算，得金的检出限为0.13 ng/mL，RSD＜4.7%。

2.7 加标回收率
随机抽取3份四川江油地区化探样品，加入不同含量的金标准溶液，按照实验方
法进行回收率实验，测定结果见表3。

表3 样品加标回收测定结果(n=5)Table3 Analytical results of recovery experiments?
3 结论
本文采用王水溶样，活性炭动态吸附富集，Rh作内标，ICP-MS法测定化探样品
中痕量金，检出限0.13 ng/mL，RSD＜4.7%，回收率97.63% ～103.35%。

该
法准确可靠、简便快速，能满足化探样品检测要求。

参考文献:
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