王水分解泡塑吸附原子吸收分光光度法测定金

黄富平，陈梅蓉，阿东华，周林

(云南省地质矿产勘查开发局中心实验室滇南测试所，云南普洱 665000)

金矿石样品组成复杂，除存在单一形式的天然金外，还有许多伴生硫化物和锑化合物。完全溶解是测量样品中金含量的先决条件。根据矿石样品的性质采用不同的预处理、分离、富集、吸附和测定的方法[1]。现阶段普遍使用王水溶解，活性炭吸附，原子吸收分光光度法测定的方法，以及王水溶解，泡塑吸附，硫脲解脱原子吸收分光光度法测定的方法，主要以泡塑吸附原子吸收分光光度法测定金含量的方法居多，方法简便、快捷、准确，大大减少酸耗，减少给周围环境带来的污染[2]。

在许多矿山或者小型实验室，采用一些相对简单而又行之有效的分析方法测定金的含量，既指导生产又能保证一定的准确度，满足了生产的要求和需要，这是探讨本文的意义所在。

1 材料与方法

1.1 样品选择

本文采用原子吸收分光光度发测定金矿石的金含量，主要选择了四个不同含量梯度的国家标准物质进行测定，通过国家标准物质的推荐值对最终的检测结果进行监控和比对，最终得出结果的准确性和方法的可行性。

选择不同含量梯度的金国家标准物质GBW07299、GAu-17b、GAu-16b及GAu-19a进行检测。其中矿石金成分分析标准物质GBW07299信息由北京豫维科技有限公司提供，其推荐值53.0g/t，标准偏差2.4；矿石金成分分析标准物质GBW07808(GAu-17b)信息由武汉睿辰标物科技有限公司提供，其推荐值3.2g/t，标准偏差0.1；金成分分析标准物质GBW07807(GAu-16b)信息由武汉睿辰标物科技有限公司提供，推荐值1.10g/t，标准偏差0.03；金成分分析标准物质GBW07297a(GAu-19a)信息由武汉睿辰标物科技有限公司提供，其推荐值18.3g/t，标准偏差0.4。

1.2 样品加工

(1)样品加工主要是针对客户送检样品，主要有金矿石、金银矿石以及其他矿种中金含量的测定。客户送检的岩石样先置于电热恒温干燥箱中105℃烘干(至少2H)。烘干后从烘箱中取出，冷却至室温；(2)称重：冷却后岩石称重，记录原始重量；(3)粗碎：使用鄂式破碎机破碎样，破碎后样品粒径<10mm；(3)中碎1：使用对辊破碎机破碎样，对辊破碎机破碎后样品粒径<2mm；中碎2：对辊破碎机破碎后的样品，再经过圆盘粉碎机粉碎使粒径<0.42mm；(4)缩分：经过圆盘粉碎机粉碎后的样品采用二分法缩分，每次弃去对半样品。待样品质量缩分至约900克时，再缩分，一半作为副样保存；(5)细磨：将缩分的另一半样品用棒磨机细磨至粒径<0.074mm。细磨好的样品置于牛皮纸袋中，放于装有干燥剂的干燥器中保存。

1.3 试验方法

采用湿式分解法溶解金，即王水-氟化钠分解矿石中的金。盐酸和硝酸混合溶液溶解金和金矿物能力最强，本次采用王水(3体积盐酸与1体积硝酸混合溶液)溶解金矿石，使用时将王水配成(1+1)的浓度，加入氟化钠加热溶解。冷却后加入约100mL水，投入聚氨酯泡塑搅匀，置于振荡器上震荡，硫脲溶液解脱，用原子吸收分光光度计测定。本方法具有简易、快速、吸附率高、成本低等优点。

2 实验仪器与试剂

2.1 仪器设备

(1)GGX-810型火焰原子吸收分光光度计，仪器使用条件见表1；(2)AS-1型空心阴极灯；(3)GZX-9070MBE型电热恒温干燥箱；(4)JJ1000B型电子天平；(5)Exceed-Ad-40型艾柯超纯水机。

表1 GGX-810型原子吸收分光光度计测金的工作条件Tab1. Working Conditions for Gold Determination Using GGX-810 Atomic Absorption Spectrophotometer

2.2 试剂

(1)采用足够纯度的试剂，所选用的的试剂以不沾污被测元素为原则，有条件的也可通过提纯的方式是试剂达到纯度；(2)盐酸(ρ=1.19 g/mL)；(3)硝酸(ρ=1.42g/mL)；(4)纯水(Exceed-Ad-40型艾柯超纯水机制水)；(5)王水：取3份盐酸与1份硝酸混合均匀，现用现配；(6)王水溶液(1+1)：取3份盐酸与1份硝酸加4份纯水，混合均匀)；(7)金标准储备液(1.00mg/mL)：称取0.5000g金(ωAu≥99.99%)置于100mL烧杯中，加入20mL王水低温加热至完全溶解，取下冷却至室温，转移至500mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL中含1.00mg金；(8)金标准溶液(100mg/L)：准确移取10.00mL金标准储备液于100mL容量瓶中，加入2mL王水，加水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL中含100ug金；(9)硫脲溶液(5g/L)；(10)泡沫塑料：将市售的聚氨酯软质泡沫塑料(厚度约5mm)浸与磷酸三丁脂中，反复挤压使之浸泡均匀，然后用力挤干泡塑，自然风干，等泡塑风干后剪成约0.5g的小块备用[3]。

3 方法原理

金的原子吸收光谱法具有灵敏度高、精密度好、干扰元素少、使用含量范围宽、操作简便快速等优点，所以，常用聚氨酯泡塑吸附原子吸收分光光度法测定金矿石中金的含量。试料经过高温焙烧后，用王水溶解，泡塑吸附[4]，以5g/L的硫脲溶液解脱，用原子吸收分光光度计在242.79nm波长处测定金的吸光度。

本法使用空气-乙炔贫燃火焰，贫燃火焰稳定性好，噪声低，稳定性好不污染坏境，对人体危害极小。

4 分析步骤

4.1 不同含量梯度国家标准物质浓度测定

对于高含量标准物质称取10.0g样品检测，低含量的标准物质称取20.0g样品检测。分别置于50mL瓷坩埚中，箱式电炉中650℃焙烧1h～2h，焙烧中稍开启炉门约1cm，以保证炉内氧气充足。硫化矿应增加焙烧时间，含砷量高的矿样应在480℃焙烧至少1.5h后再升温至650℃焙烧。焙烧完成后取出冷却，将样品移入250mL～300mL烧杯中加入50mL～60mL(1+1)王水溶液，盖上表皿，置于低温电热板上熔融1h左右，使样品中金完全分解[5]。碳酸盐类样品测定金时，应分次加入王水，以防止反应剧烈试液溢出造成检测结果偏低，待剧烈反应停止后再加入足够量的王水。待样品完全分解后，取下烧杯。

高含金量的标准物质GBW07299(Gau-21)溶解冷却后将溶液转移至1000mL容量瓶中，沉淀物尽量保留在烧杯中，用水洗涤溶液10次，收集于容量瓶中，水稀释至刻度，摇匀制成使用溶液(Ⅰ)。从使用液(Ⅰ)中吸取50mL清液于6个250mL烧杯中，分别加入20mL(1+1)王水，加入适量水，保持体积约150mL左右。

含量较低的标准物质，溶解冷却后加入适量水，保持体积约150mL左右，分别向烧杯中投入一块约0.5g聚氨酯泡塑，用玻棒搅匀，使泡塑充分吸收溶液。同样的方法，分别移取0.00mL、0.30mL、0.50 mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、10.00mL、15.00mL金标准溶液分别置于一组250mL烧杯中，分别加入20mL(1+1)王水，加入适量的水，保持体积约150mL左右，分别投入一块约0.5g聚氨酯泡塑，用玻棒搅匀，使泡塑充分吸收溶液，同系列做工作曲线[6]，然后于室温下振荡30min～45min后取出泡塑，用水冲洗干净并挤干，放入50mL的比色管中，加入5g/L硫脲溶液20.00mL，在水浴锅中加热煮沸20min(以水沸腾开始计时)，取下趁热勾出泡塑、挤干、摇匀溶液、冷至室温、待测。

4.2 空白试验：随同试料做空白试验

4.3 标准曲线的绘制及未知样品的检测

移取的标准曲线中(图1)，含金的质量浓度分别为：0.00ug/mL、0.30ug/mL、0.50ug/mL、1.00ug/mL、3.00ug/mL、5.00ug/mL、10.00ug/mL、15.00ug/mL。选择波长：242.79nm分析线，狭缝：0.2nm，灯电流：5mA的仪器条件，调至仪器性能最佳，并保持稳定，用空气-乙炔、贫燃火焰，吸喷金工作系列溶液。测得金工作序列吸光度见表2：

图1 金标准工作曲线Fig 1. Gold Standard Working Curve

表2 金工作标准序列表Tab 2. Gold Work Standard Sequence

以金的质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制出工作曲线(图1)，在相同条件下分别吸喷样品溶液，测出平行6次标准物质的浓度。

(1)称取10.00g样品，加王水分解，定容至1000mL的标准物质GBW07299(GAu-21)，取50.00mL使用液(Ⅰ)，加聚氨酯泡塑震荡，用5g/L的硫脲溶液(2.2.8)20.00mL解脱，测得浓度及含量见表3：

表3 标准物质GBW07299的浓度及测定值表Tab 3. Concentration and Measured Values of Standard Substance GBW07299

(2)称取10.00g样品，加王水溶解，冷却加聚氨酯泡塑震荡，用5g/L的硫脲溶液(2.2.8)20.00mL解脱，测得国家标准物质GBW07808b(Gau-17b)的浓度及含量见表4：

表4 标准物质GBW07808b的浓度及测定值表Tab 4. Concentration and Measured Values of Standard Substance GBW07808b

(3)称取20.00g样品，加王水溶解，冷却加聚氨酯泡塑震荡，用5g/L的硫脲溶液(2.2.8)20.00mL解脱，测得国家标准物质GBW07808b(Gau-16b)的浓度及含量见表5：

表5 标准物质GBW07807b的浓度及测定值Tab 5. Concentration and Measured Values of Standard Substance GBW07807b

(4)称取10.00g样品，加王水溶解，冷却加聚氨酯泡塑震荡，用5g/L的硫脲溶液(2.2.8)20.00mL解脱，测得国家标准物质Gau-19a的浓度及含量见表6：

表6 标准物质GAu-19a的浓度及测定值表Tab 6. Concentration and Measured Values of Standard Substance GAu-19a

4.4 分析结果的计算方法

式中，ω(Au)-金的质量分数：10-6；ρ-测得试液金的质量浓度(ug/mL)；Ms-称取样品的质量(g)；V-测定试液体积(mL)；Vs-配成试液总体积(mL)；V1-分取试液体积(mL)

5 结 论

通过对不同含量金的国家标准物质检测分析结果显示，对于未知含量的样品，可采用王水分解，加聚氨酯泡塑震荡后用硫脲解脱直接用原子吸收分光光度计测定的方法；对于高品位含量金样品，可采用王水分解，冷却后移入容量瓶中稀释、定容，再从原液中移取一定体积加入聚氨酯泡塑震荡，用硫脲解脱后于原子吸收分光光度计上测定的方法。此方法不仅方法简单易行、便捷快速，而且分析得出的结果准确、可靠，省去了许多繁琐的工序，可以很大的提高工作效率，同时可很大程度节约资源，减少污染。用泡塑吸附，可有效地分离和富集矿石样品中的金，有效的避免干扰，测定准确率得以提升。加入氟化钠可有效抑制硅酸盐类的形成，使样品中的金溶解完全。王水分解，泡塑吸附，硫脲解脱火焰原子吸收分光光度法适用于日常生产中不同含量金的测定。