石墨炉测试化探金准确度

石墨炉测试化探金准确度LT
求越来越高。

目前测金的方法主要有活性炭吸附——化学光谱法、泡沫塑料吸附——石墨炉原子吸收光谱法，化学光谱法时间长、成本较高、效率比较低。

石墨炉原子吸收光谱法具有灵敏度高，重复性和选择性好、操作比较简便、快速、结果准确、可靠。

是最常用最有效的方法之一。

因此，我们选择进口的石墨炉光谱仪进行化探样品中痕量金的测定，以“石墨炉原子吸收光谱法准确度的提高”作为课题进行活动是十分必要的。

三、现状调查
在生产过程中，通过对分析过的资料进行分析统计，发现有个别样品的化探金分析不准确,其影响因素主要来自碎样过程、称样过程、人和分析手续等四个方面（表2、图2）。

序号样品结果影响因素样品数量影响质量个
数
合格率% 不合格率%
1 碎样过程100 20 80 20
2 称样过程100 19 81 19
3 人100 18 82 18
4 分析手续100 20 80 20
调查者：刘鹏宇日期：2008.11.21 地点：测试中心调查方式：分类统计
四、设定目标
通过现状调查,本次活动的目标设定为：改善石墨炉光谱仪进行化探样品中痕量金的测定条件，提高测定结果的准确度和精确度及再现性，提高
痕量金分析数据精确度，样品分析合格率达到85%以上。

制
图人：刘鹏宇 制图时间：2009.12.20
目标实现的可行性分析：
1.大队综合管理处、地质处及分析测试中心领导高度重视，并给以大力支持。

2. QC 小组主要成员从事分析工作多年，不仅具有较高的理论知识，而且具有丰富的实践经验。

3.方法和操作程序的某些参数是可以控制和改变的。

图4 目标实现的可行性分析流程图
五、原因分析
通过对平常分析的观察和分析得知，影响分析质量的因素大致可归纳为人、碎样过程、称样过程和分析手续等四个方面，具体可分为以下八点（图5）：
1．操作员技能低；
有关部门领导高
度重视，大力支持 QC 小组骨干实践经验丰富
方法和操作程序参数可以控制改变
目标实现是可行的
2．操作员责任心不强；
3．碎样粒度不够，样品不均匀；
4．碎样过程中清理不干净，致使样品互相污染； 5．称样过程中没有把样品搅均匀；
6．仪器测试条件中，干燥、灰化、原子化和除残温度与时间的影响。

7．石墨管质量好坏、使用时间的长短对样品测试结果有很大影响。

8．保护气质量好坏对结果和石墨管使用寿命有很大影响。

图5 因果图
制
图人：刘鹏宇 制图时间：2009.12.20
六、要因确认
针对上述原因，小组经过深入分析（表3、图5、图6），得出以下结果： 1.碎样粒度不够，样品不均匀。

碎样过程中清理不干净，致使样品互相
样品分析准确度低
称样过程
人
碎样过程 操作过程
操作员责
操作员
没搅
应称同一份样
仪
石墨管，
清理不净，粒度不够，
污染可以人为改善和控制，因此，为非要因。

2. 分析员方面的因素可以通过教育和培训予以消除，因此，为非要因。

3. 仪器测试条件中，干燥、灰化、原子化和除残温度与时间对仪器测试的稳定性、速度以及效益的计算有很大的影响，必须通过改变分析手续的条件才能消除，因此为要因。

4. 石墨管质量好坏、使用时间的长短对样品测试结果有很大影响，因此为要因。

5. 保护气质量好坏对结果和石墨管使用寿命有很大影响，因此为要因。

图6 影响因素排列图20
19
18
20
100100
100
100
102030405060708090100
碎样过程称样过程
人
分析手续
检查个数
10
2030
不合格率（%）
系列4
系列1
制图人：刘鹏宇 制图时间：2009.12.21
序号
末端因素
确认内容 确认方法
判定标
准
取得数据 与标准比
较 是否要因
1 操作员技能低
操作方法 现场测试 操作规程 ───
有不
符合操作规程之处 否
2
操作员责任心不强
操作方法 现场检查 操作规程 ──
─
有不
符合操作规程之处 否
3 碎样粒度不够，样品不均匀
操作方法 现场检查 碎样规程 20%
不能
通过0074
mm 筛孔
不稳定
否
4
清理不干净，样品互相污染 操作方法 现场检查 碎样规程 ─── 不稳定 否 5
称样时没有把样品搅均匀 操作方法 现场检查 操作规程 ─── 不稳定
否
6 仪器测试条件中，干燥、灰化、原子化和除残温度与时间
操作方法 现场测试 操作规程 ───
不稳定
是
7 石墨管质量好坏、使用时间的长短
操作方法 现场测试 操作规程 ───
不稳定
是
8 保护气质量好坏 操作方法 现场测试 操作规程 ─── 不稳定 是
制表人：刘鹏宇 制表时间：2009.12.21
七、制定对策
针对以上主要原因,小组制定了以下相应对策（表4）：
1、培训分析人员业务水平，在工作中严细操作确保分析数据的准确度。

2．改变测试条件：对仪器测试条件中，干燥、灰化、原子化和除残温度与时间进行优化。

3、国产石墨管质量参差不齐，采取措施进行选择。

4、保护气氩气的纯度对石墨管的使用寿命和测试结果有很大影响，与生产成本有很大关系，采购时选择纯度高的氩气。

表4 对策表
序号要因对策目标措施负责人地点完成时间
1 对仪器
测试条
件中，
干燥、
灰化、
原子化
和除残
温度与
时间
改变
分析
方法
进行
优化
使样品分
析合格率
≥85%
试验确
认方法
中的分
析条件
杨向
东
刘鹏
宇
测试
中心
2009年
5月19
日
2
石墨
管
通过
人工
和仪
器
使样品分
析合格率
≥85%
试验确
认石磨
管的好
坏
杨向
东
刘鹏
宇
测试
中心
2009年
6月10
日
3
保护
气
采购
优质
的氩
气
使样品分
析合格率
≥85%
试验确
认氩气
的好坏
杨向
东
刘鹏
宇
测试
中心
2009年
6月30
日
制
图人：刘鹏宇制表时间：2009.12.21八、实施对策
实施一：确认仪器测试条件，如果仪器条件不是最佳会导致测试结果不稳定和测试时间过长，所以对干燥、灰化、原子化和除残温度与时间进行优化。

在波长242.8nm ,光谱通带0. 7nm ,无极放电灯电流8mA ,BOC 2.0s ,进样体积20μl ,石墨炉横向加热的条件下。

优化结果如表5。

表5 石墨炉程序优化结果
步骤温度
( t/
℃)
斜坡升
温时间
( t/ s)
保持时
间
( t/ s)
气体流
量
q v/
ml·min -
1
气体
类型
干燥1 干燥2 灰化原子化高温清除
90
130
600
1800
2300
2
7
7
1
7
12
16
3
3
250
250
250
250
Norma
l
Norma
l
Norma
l
Norma
l
Norma
l
制
表人：刘鹏宇制表时间：2009.12.21
采用了优化后的条件
干燥温度及时间的选择
在石墨炉原子化程序中，样品的干燥阶段对分析方法的可靠性和稳定性是非常重要的。

样品的干燥应该是平稳地进行，控制溶液不要沸腾，否则产生的溅射会引起吸收信号的峰形不规则或出现双峰，引起测定结果的不稳定。

完全排除石墨管中样品溶液的蒸气对延长石墨管的寿命非常重要。

残留的蒸气在灰化和原子化阶段会对石墨管严重腐蚀。

经过试验本法采用第一步干燥90℃，斜坡升温2秒，保持时间7秒。

第二步干燥130℃，斜坡升温7秒，保持时间为12秒。

灰化温度和原子化温度的选择
一般使用仪器给出的条件和基体改进剂。

如果不加基体改进剂，要适当降低灰化的时间和温度。

灰化阶段的斜坡时间30~40秒，使用较短的保持时间10~20秒，这样对排除样品基体比较有效。

横向加热石墨炉比纵向加热石墨炉的原子化温度低200~300℃，由于原子化阶段内气流要停止，保持时间一般为5秒左右，以得到完整吸收信号为宜。

固定原子化温度为1800 ℃(推荐条件) ,在相同的干燥条件下,对灰化温度进行优化,得最佳灰化温度为800 ℃，但本法未加基体改进剂得最佳条件600℃。

固定灰化温度为
600 ℃,斜坡升温时间和保持时间均设为10秒。

在相同的干燥条件下,对原子化温度进行优化,得最佳原子化温度为1800 ℃，保持3秒。

高温清除
较低的原子化温度和较高的清除温度对延长石墨管寿命及消除记忆效
应有很大影响。

大多数情况下，清除温度选择2400℃，保持3~4秒。

经过实验证明清除温度2300℃，保持3秒，可以将杂质有效清除同时有利于延长石墨管的寿命。

采用以上优化条件，提高了工作效率，节约了成本。

实施二：培训分析人员业务水平，进行石墨炉原子吸收测试痕量金规范的学习；加强对石墨管好坏技能的判断，及时检查工作数据及时调整或更换石墨管；进行职业道德的学习，增强责任心，在工作中严细操作确保分析数据的准确性。

实施三：保护气
保护气的目的是保护石墨管和石墨锥，同时内保护气可去除挥发的基体。

使用N2作保护气时，不但灵敏度降低，而且N2在温度高于2300℃时会产生有毒的C2N2。

推荐使用高纯氩气(99.999%Ar)，经过多次实验显示，99.99%的氩气也能满足测试要求，并大大节约了成本。

九、检查效果
1.实行效果
（1）采用优化后的条件进行测试，缩短了工作时间，提高工作效率，同时由于仪器自动测试，解放了劳动力，创造了更多的经济效益。

（2）按本实验方法对化探金的分析,所得结果通过下表可知，方法精密度为3.61和3.10均〈 5% ，符合痕量金的测试。

准确度为+1.88、-0.57
说明方法重复性很好。

对GBW07243和GBW07244进行平行18次测试，结果见表6
表6 测试方法精密度和准确度（n=18）
样品编
号
GBW07243(Au) GBW07244(Au) 标准值
ng/g
1.60 5.30
测定值ng/g 1.60.1.85.1.50.1
.80.
1.80.1.55.1.50.1
.70.
1.50.1.75.1.40.1
.70.
1.50.1.60.1.55.1
.60.
1.55.1.75
5.70.5.30.
6.20.5.
70.
5.70.
6.50.5.40.6.
10.
5.80.
6.20.5.40.5.
80
5.75.5.90.5.10.5.
00
5.10.
6.00
平均值
ng/g
1.62 5.70 RSD% 3.61 3.10
RE +1.88 -0.57
制
表人：刘鹏宇 制表时间：2009.12.21
(3)检出限
对空白值进行20次测定，以三倍标准偏差计算出金的检出限3S/K 为0.229ng/g 。

总之，通过改进仪器测试条件及对分析人员的培训，分析数据准确率提高到了85%以上，为地质找矿提供了可靠的依据。

图7 措施
采取前后影响结果图
制图
人：刘鹏宇 制图时间：2009.12.21
2. 经济效益
此项活动给中心节省了大量生产科研费用（图8）。

如果利用原来的方法进行分析，按09年中心分析化探金样品50000个计算，每个工作日按10小时计算，每小时测试痕量金20个，一天完成200个，每瓶氩气使用6天。

按优化后条件进行测试，每个工作日按10小时计算，每小时测试痕量金30
施
施施
施
施施
施
施称80%
85
85
85
86
80
81
82
碎
称
人 人 方方碎
个，一天完成300个，每瓶氩气使用6天，节约氩气15瓶，每瓶500元，共计7500元，同时节约了80多天可以从事其它的工作。

实验中由原来的进口石墨管改用国产石墨管，进口石墨管每个可以测试样品1000个，每个为1800元；国产石墨管每个可测试500个样品，每个为280元，如果采用进口石墨管要50个才能完成50000个样品，国产的要100个完成，全年共节约约70000元。

每个样品按10元计算，全年共创造产值500000元。

制图人：刘鹏
宇 制图时间：2009.12.21
3. 社会效益
通过开展此项QC 活动，不仅增强了分析测试中心全体技术人员的创新意识和质量意识，同时提高了技术人员的责任心与职业道德，为今后工作的开展打下了良好的基础，而且为二0八大队其它二级单位起到了很好的示范效应。

图8 经济效益对比图
111000
41500
20000
4000060000
80000100000120000优化前 优化后分析所需费用（元）
十、巩固措施
为了将小组取得的QC 成果继续保持下去，我们制定了以下错施： 1．使分析测试中心全体技术人员认真学习和领会分析国标规范，并搞好他们在分析方面的再教育工作。

图9 措施巩固流程图 2．提高分析操作人员的责任心。

3．培育全中心职工的创新意识和质量意识。

4．继续开展与提高生产效率有关的QC 活动。

十一、回顾总结与今后打算 1、回顾总结
通过本次QC 活动，不仅解决了很多分析过程中存在的问题，使目标实现，而且增强了团队精神 。

从本次QC 活动看，单这么一个项目就给中心节约增效近70000余元，成绩是可观的，所以以后这样的活动要坚持搞才能既提高分析质量又能创造经济效益。

2、今后打算
(1)继续开展QC 活动；
(2)提高职工的科学思维能力、分析与解决问题的能力，从而使职工立足于本职岗位也能成才；
3、一点建议
加强职工培训教育
进行QC 培训
开展新的QC 活动
提高职工责任心及敬岗敬业精神， 成果攻固
目前，随着市场的发展，在分析过程中，分析项目的逐渐增加，分析仪器的缺乏，使技术人员肩上的担子越来越重，所以我们建议，要经可能的购置一部分先进的分析仪器，解决分析所需，为社会所需：要求全体技术人员应多学习业务知识，掌握更多的分析方法，这样才能保证分析项目所需，才能保证质量。