含金量样品分析检测方法现状

周立红，周西林

(1.河南省三门峡黄金工业学校，河南 三门峡 472000；2.重庆市计量质量检测研究院, 重庆 401123)

含金量样品分析检测方法现状

周立红1，周西林2

(1.河南省三门峡黄金工业学校，河南 三门峡 472000；2.重庆市计量质量检测研究院, 重庆 401123)

综述了近年来金含量测定的样品的各种分析测定的方法，内容涉及到干法分析和湿法分析的分类，并分别对各个方法进行点评；通过相关文献对这几年金含量分析测定技术的进展概况进行了综述，对金含量分析测定技术今后的发展方向提出建议。

金；含量；分析检测；方法

黄金作为人类最早认知和使用的贵金属之一，已有数千年的历史。但金在自然界中含量极低，其在地壳中丰度约为 1mg/t。随着科学技术发展,基于黄金优异的理化性质，在现代高新技术产业中被广泛应用，如宇航技术、电子技术、通讯技术、化工技术、医疗技术等[1-3]。因此测定金含量的样品将会越来越多。目前，金含量测定的样品有有矿物土壤、电解阳极泥、固体废弃物、电镀液、镀金产品、贵重金属首饰、纯金属等。金含量样品的测定方法有干法分析和湿法分析两类。干法分析的方法有X-荧光光谱法、光电直读光谱法和直流电弧原子发射光谱法；湿法分析的方法有重量法、滴定法、分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体光谱法及质谱法。

本文根据近几年来国内期刊发表的关于含金样品金含量分析测定方法的相关文献，对这几年金含量分析测定技术的进展概况进行了综述，对金含量分析测定技术今后的发展方向提出建议。

1 干法分析

干法分析就是将固体试样直接进行分析的方法。干法的方法有X-荧光光谱法、光电直读光谱法和直流电弧原子发射光谱法。采用干法分析的样品首先必须是固体，也就是说样品几乎未经过破坏性处理，或者改变它的存在状态。

1.1 X-荧光光谱法

X射线荧光光谱法是通过X射线管产生入射X射线(一次X射线)，激发被测样品。受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线，并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性，这些放射出来的二次X射线的能量及数量被探测系统测量出，然后将这些信息转换成样品中各种元素的种类及含量。能分析Be(4)～U(92)之间所有元素。已成为样品多元素同时测定的有效方法之一。适合于固体、粉末、压片、熔融片、液体等样品的分析[4]。该法可以对上述所有样品的含金量进行测定，可对黄金产品可以进行无损分析，现已在黄金首饰行业广泛应用。吴奕阳[5]等波长色散X射线荧光光谱法测定纯金中金。目前用安徽省质监部门已经发布了该法测定铜阳极泥样品含金量的标准方法[6]。由于该法具有分析速度快、不破坏样品组成、检测范围广、结果稳定可靠等优点，并且可测元素范围广、可测浓度范围宽、能同时测定多种元素、成本低等特点，具有重现性好，测量速度快，灵敏度高的特点。随着X射线荧光光谱仪的制造不断进步，不久的将来，该法将会成为含金量样品分析的主要方法。

1.2 光电直读光谱法

光电直读光谱法是样品经过电弧或火花放电激发成原子蒸汽，蒸汽中原子或离子被激发后产生发射光谱，发射光谱经光导纤维进入光谱仪分光室色散成各光谱波段，根据每个元素发射波长范围，通过光电管测量每个元素的最佳谱线，每种元素发射光谱谱线强度正比于样品中该元素含量，通过内部预制校正曲线可以测定含量，直接以百分比浓度显示的一种原子发射光谱分析方法[4]。该法具有分析速度快、检测范围广、并且可测元素范围广、可测浓度范围宽、能同时测定多种元素、成本低等特点，具有重现性好，测量速度快，灵敏度高的特点。但是该法要求样品必须是导体，目前该法目前只能对金属样品的含金量进行分析。现在国家已有了测定黄金含金量测定标准方法[7]；但是该标准方法测定含金量是通过测定其样品中杂质元素含量，通过差减法获得的。

1.3 直流电弧原子发射光谱法

直流电弧原子发射光谱法是以直流电弧为激发光源将样品激发成原子蒸汽，蒸汽中原子或离子被激发后产生发射光谱，发射光谱经中阶梯光栅-棱镜双色散系统后色散成各光谱波段，根据每个元素发射波长范围，通过电荷转移检测器(CTD)为读数系统测量每个元素的最佳谱线，每种元素发射光谱谱线强度正比于样品中该元素含量，通过内部预制校正曲线可以测定含量，直接以百分比浓度显示的一种原子发射光谱分析方法。该法能够方便、快速、准确地同时进行多元素分析。该法可对粉末样品和金属样品进行分析，在分析时，可将矿物、土壤和阳极泥制成粉末进行分析。由于地矿样品在湿法分析溶解过程中，有难溶解、容易飞溅、溶解时间长、样品被污染等问题，给测定结果带来了很多的不确定因素。直流电弧原子发射光谱法可以将地矿样品制成粉末直接进行分析检测，省去了复杂的样品溶解过程，具有重现性好，测量速度快，灵敏度高的特点。目前，该法已经广泛应用于地矿部门[8]。陈洪泽[9]利用该法测定黄金样品中的杂质元素含量，通过差减法获得黄金样品的含金量。目前，安徽省质检部门已经发布了区域地球化学调查样品含金量测定的地方标准方法[10]。

2 湿法分析

湿法分析是将试样制成溶液的分析。采用湿法分析测定样品金含量的方法有重量法、滴定法、分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体光谱法及质谱法。

2.1 滴定法

滴定法,又叫滴定分析，是将已知准确浓度的标准溶液滴加到被测物质的溶液中直至所加溶液物质的量按化学计量关系恰好反应完全，然后根据所加标准溶液的浓度和所消耗的体积，计算出被测物质含量的分析方法。由于这种测定方法是以测量溶液体积为基础，故又称为容量分析。在含金含量的样品的滴定分析方法中，主要有氢醌法、碘量法和电位滴定法。其中，碘量法滴定反应快，终点变化明显，但选择性差，需加入掩蔽剂，且富集分离所需的活性炭要预先进行处理，洗涤条件要求严格，否则滴定终点不明显；氢醌法选择性较好，易于操作，但由于反应分两步进行，滴定过程中产生回头现象，对于滴定高含量金，滴定时间较长[3]。该法是一个传统的化学分析方法，其应用技术已经成熟；具有成本低、测定范围宽、选择性好、准确度高等优点，但存在操作繁琐、效率低、不适于批量检测等缺点，该法可以作为仲裁分析和标准样品的定值。比如杨巧维[11]将含碳高的矿样经过焙烧封闭溶样和硫酸-硝酸-高氯酸钾-王水溶样后，碘量法测定，其结果准确可靠，通过了精密度、准确度试验及国家标准物质验证。目前，山东省质检部门及有色行业部门已经发布了金矿石和金化合物测定含金量的标准方法[12-14]。

2.2 重量法

重量法就是根据单质或化合物的重量，计算出在供试品中的含量的定量方法。在金含量的样品的重量法中主要火试金重量法、水合肼重量法和亚硝酸钠还原重量法，常用的方法为火试金重量法。样品经配料、熔融，得到含有贵金属的铅扣和易碎性的熔渣，于950℃进行灰吹，使铅及杂质氧化与金银分离，金银珠合粒留在灰皿中，用微量电子分析天平称出金银珠合粒的重量，金银珠用硝酸分金后再称重出金的重量，通过计算得出样品中Au和/或Ag的浓度。该法也是一个传统的化学分析方法，具有成本低、测定范围宽、选择性好、准确度高等优点，但存在操作繁琐、耗时、不适于批量检测等缺点。该法作为一个成熟的分析方法，将它用于样品仲裁分析和标准样品的定值还是很好选择。目前，国家及行业标准部门已经发布了金合金首饰、阳极泥、齿科烤瓷修复用金基合金、冰铜、矿物等样品的含金量测定标准方法，约11个。其中《GB/T 28016-2011金合金首饰 金含量的测定 重量法》为国家标准方法，其余均为行业标准方法。

2.3 分光光度法

分光光度法是通过测定被测物质，在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析的方法。分光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立的分析方法。它具有灵敏度高、准确度较高、应用广泛、仪器简单、操作简便、快速等特点。该法常用的显色剂有硫代米蚩酮(TMK)、罗丹明B和孔雀绿等，硫代米蚩酮法存在许多金属元素干扰问题，在分析时，需要对样品进行富集处理；作为碱性染料的罗丹明B和孔雀绿也同样存在这个方面的问题，只不过没有前者严重。在日常分析工作中，主要以碱性染料作为显色剂，对矿石、氰化液以及氯金酸溶液中金的分析测定[3]。目前，安米基[15]在野外勘探中，以硫代米氏酮(TMK)为显色剂，丙酮为分散剂的 1mL 小体积溶液显色法，用微量分光光度计对金矿中微量金含量进行测定，其检出限为 5ng/g。

2.4 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法，是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法，是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法[4]。该法是一个常规的、传统的仪器分析方法，具有测定范围宽、灵敏度高、选择性好、抗干扰能力强、准确度好等特点。原子吸收光谱法测定痕量金有火焰原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收光谱法。由于由于自然界存在的金分散、稀少且不均匀，样品含金量低，直接分析达不到规定要求，因此大部分样品在测定过程中，样品溶解后都不能直接上机，需要对样品溶液进行分离富集[3]。常见的分离富集方法很多，有阴离子交换法[16]、8531纤维微型柱法[17]、火试金法[18]、泡沫塑料吸附法[19]、活性炭吸附法[20]、固相萃取法[21]、碲共沉淀法[22]，上述分离富集方法都存在着操作繁琐，耗时长等缺点。目前国家及行业部门对矿物和冰铜样品含金量测定发布原子吸收光谱标准方法，约6个。

2.5 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法(AFS)是介于原子发射光谱(AES)和原子吸收光谱(AAS)之间的光谱分析技术，测量待测元素的原子蒸气在一定波长的辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的方法[24]。原子荧光光谱(AFS)亦是一种应用广泛的仪器，原子荧光法在检出限方面与石墨炉原子吸收法相近，但线性范围、分析速度、测试成本都较石墨炉原子吸收法有一定优势。目前该法应用较少，无国家相应的标准方法，相关文献也不是很多。目前，程文康[23]的采用泡沫吸附-原子荧光光谱法对地质样品中的金含量进行测定，并在样品溶液中加入0.04% DDTC，还原剂溶液中加入0.2%DDTC提高其金挥发物的挥发率，通过对仪器工作参数和反应体系参数进行优化，使标准溶液检测信号较原子吸收法提高10倍以上。

2.6 电感耦合等离子体光谱法及质谱法

电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)是以等离子体为激发光源的原子发射光谱分析方法，可进行多元素的同时测定。电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)是以等离子体为离子源的一种质谱型元素分析方法。主要用于进行多种元素的同时测定，并可与其他色谱分离技术联用，进行元素价态分析。和原子吸收光谱比，电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)及质谱法(ICP-MS)属于多元素检测，线性范围宽，克服了原子吸收法测定的线性范围小，而稀释倍率大，造成分析误差偏大的不足。另外该法还具有准确度高、重现性及再现性好的特点。由于大多数样品含金量很低，还有共存元素干扰等问题；它和原子吸收光谱法一样，样品溶解后都不能直接上机分析，还需要对样品溶液进行分离富集。常用的分离富集方法有泡沫塑料吸附法[24-25]、活性炭-阴离子交换树脂[26]、试金法[27]、有机萃取[28]等，另外还有采用内标法[29]直接对溶液进行定的。

3 结语

目前，无论是干法分析，还是湿法分析，样品的含金量测定都有明显的进步。干法分析由于不需要对样品溶解，解决了样品在溶解过程中被测元素损失和溶液污染问题，以及分离富集过程中操作繁琐和耗时长问题，极大的提高了工作效率，其分析结果具有快速、准确、稳定等特点。随着科学技术的进步，仪器的小型化发展，准确度和灵敏度的提高，可解决野外勘探及痕量金的测定，检测结果向。湿法分析在样品的制备、溶解、分离富集等方面也取得了进步，但是和干法相比，还存在着实验流程长、劳动强度大、材料能耗高和环境污染大等特点。

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(本文文献格式：周立红，周西林.含金量样品分析检测方法现状[J].山东化工，2017，46(06)：79-81.)

Gold Sample to the Analysis of Current Detection Method

ZhouLihong1，ZhouXilin2

(1. Sanmenxia Gold Industrial School of Henan Province, Sanmenxia 472000,China;2.Chong Qing Academy Of Metrology And Quality Inspection，Chongqing 401121，China)

In recent years were reviewed for the determination of various samples for the determination of gold content analysis method, the content involves the classification of the dry process and wet process analysis, and review of every method, respectively; Through related literature to the annuity content analysis to determine the progress of technology are reviewed, the determination of gold content analysis technology in the future development direction are proposed.

gold; content; analysis test; methods

2017-02-09

周立红(1965—)，女，湖南岳阳人，工程师，主要从事化学分析教学工作。

P595

A

1008-021X(2017)06-0079-03