李小輝
(河南省巖石礦物測試中心,鄭州450012)
中圖分類號(hào):O657.31 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號(hào):10014020(2017)06071603
銀是一種重要的貴金屬,是地球化學(xué)勘探中非常重要的元素之一,同時(shí)也是一種重要的工業(yè)材料,被廣泛用于感光材料、電子電器、合金、首飾品等領(lǐng)域[1]。
地質(zhì)樣品中的銀往往伴生在一些鉛礦、銅礦等多金屬礦石中,其含量相差較大。礦石樣品中高含量銀的測定通常采用容量法[2]和分光光度法;礦石樣品中低含量銀的測定通常采用石墨爐原子吸收光譜法(GFAS)[34]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICPMS)[1,5]和原子發(fā)射光譜法[6]。由于受礦石中基體元素干擾、試劑空白等因素的影響,GFAAS和ICPMS存在分析周期長、結(jié)果不穩(wěn)定等不足。原子發(fā)射光譜法測定銀已有很多報(bào)道[69],尤其是近年來直讀光譜儀的使用[1011],使分析更加簡便、快速。該方法采用固體粉末直接進(jìn)樣,具有較高的靈敏度和較低的檢出限,被廣泛應(yīng)用于礦石中痕量銀的測定。本工作采用交流電弧直讀原子發(fā)射光譜法測定鉬礦石中的微量銀,通過選擇合適的固體緩沖劑,改善元素的蒸發(fā)行為,去除干擾元素,同時(shí)采取扣除分析線和內(nèi)標(biāo)線背景,以取得理想的分析結(jié)果。
1 試驗(yàn)部分
1.1 儀器與試劑
CCDI型平面光柵電弧直讀原子發(fā)射光譜儀;303型光譜樣品自動(dòng)攪拌機(jī);WJD型交直流電弧發(fā)生器。
緩沖劑的成分 (質(zhì)量分?jǐn)?shù))為 20% K2S2O7、
20% NaF、40% Al2O3、10% KI、10% 碳粉,內(nèi)含
0.007%的GeO2,充分研磨均勻。
蔗糖溶液:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%,介質(zhì)為乙醇(1+1)溶液。所用試劑均為優(yōu)級(jí)純,試驗(yàn)用水為去離子水。硅酸鹽光譜分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) GSESII1~GSESII9:銀的質(zhì)量比為0.034~10mg·kg-1。
1.2 儀器工作條件
攝譜儀:中心波長280nm;全息閃耀光柵,光柵倒線色散率0.37nm·mm-1,光柵刻線2400條·
mm-1;三透鏡照明系統(tǒng),狹縫寬度12μm,中間光欄3.2mm;電極間距3mm。光源:交流電弧,5A起弧,2s后升至12A,保持28s,共截取曝光時(shí)間30s。
電極:上電極為平頭柱狀,直徑4mm;下電極細(xì)頸杯狀,直徑4mm,孔深4.5mm,壁厚0.8mm,細(xì)頸直徑3mm,頸長4mm。
1.3 試驗(yàn)方法
稱 取 粒 度 為 75 μm 的 試 樣 和 緩 沖 劑 各0.1000g,于自動(dòng)光譜樣品攪拌機(jī)中攪拌均勻后,裝入下電極,滴入2%蔗糖乙醇溶液2滴,20min后烘干,置于交流電弧直讀原子發(fā)射光譜儀上,以平頭石墨電極為上電極,試樣電極為下電極,在程序中選擇光譜分析方法,設(shè)置儀器參數(shù),進(jìn)行攝譜。采用硅酸鹽光譜分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)系列,以 Ge為內(nèi)標(biāo),同時(shí)對(duì)分析線和內(nèi)標(biāo)線的強(qiáng)度進(jìn)行扣背景,以分析線與內(nèi)標(biāo)線強(qiáng)度比(犐Ag/犐Ge)的對(duì)數(shù)[lg(犐Ag/犐Ge)]對(duì)銀的質(zhì)量比的對(duì)數(shù)(lg狑)擬合校準(zhǔn)曲線,以提高低含量銀的測定準(zhǔn)確度。儀器可直接計(jì)算出樣品中銀的含量。
2 結(jié)果與討論
2.1 緩沖劑的選擇
在進(jìn)行電弧光譜定量分析時(shí),在樣品中加入一定量合適的緩沖劑,可以起到控制電弧溫度、改善弧燒狀態(tài)、控制元素的蒸發(fā)行為、降低光譜背景、提高分析 的 精 密 度 和 準(zhǔn) 確 度 以 及 降 低 檢 出 限 的 作用[6,13],根 據(jù) 文 獻(xiàn) 報(bào) 道 和 實(shí) 踐 經(jīng) 驗(yàn),對(duì) K2S2O7、
Al2O3、ZnO、NaF、KI、碳粉和硫粉等多種試劑,按不
同組分和不同比例進(jìn)行試驗(yàn),并將緩沖劑與標(biāo)準(zhǔn)系列按照質(zhì)量比1∶1混勻后裝入電極,按照試驗(yàn)方法分別攝譜作標(biāo)準(zhǔn)曲線,觀察弧焰情況和曲線線性。
結(jié)果表明:選用 K2S2O7、NaF、Al2O3、KI和碳粉作為緩沖劑,質(zhì)量比為20∶20∶40∶10∶10時(shí),能夠得到理想的分析結(jié)果。
2.2 內(nèi)標(biāo)元素及分析線的選擇
在光譜定量分析中,采用內(nèi)標(biāo)補(bǔ)償是非常重要的,內(nèi)標(biāo)能有效地監(jiān)控和校正分析信號(hào)的漂移和校正基體效應(yīng),提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度。試
驗(yàn)選用Ge為內(nèi)標(biāo)元素,在實(shí)際樣品中其含量較低不會(huì)引起干擾,采用外加內(nèi)標(biāo)的方法加入緩沖劑中,保證內(nèi)標(biāo)元素含量的一致性。將試樣與緩沖劑磨勻后進(jìn)行攝譜,作分析元素和內(nèi)標(biāo)元素的蒸發(fā)曲線,見圖1。
由圖1可知:鍺與分析元素銀具有一致的蒸發(fā)行為。分析線應(yīng)選擇靈敏度高、干擾少,與內(nèi)標(biāo)線的波長 盡 量 靠 近,試 驗(yàn) 選 擇 銀 的 分 析 線 為 Ag328.07nm,內(nèi)標(biāo)線為Ge326.94nm。
2.3 激發(fā)時(shí)間的選擇
2.4 背景的扣除
背景的存在對(duì)光譜分析結(jié)果有很大的影響,尤其對(duì)基體復(fù)雜的多金屬礦石樣品,背景的不一致直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度[12]。背景扣除前后銀的校準(zhǔn)曲線見圖3,由圖3可以看出,扣除背景后,曲線得到較好的改善。
2.5 方法的檢出限
稱取12份接近空白的基物,按1∶1的質(zhì)量比與緩沖劑混勻后進(jìn)行測定,以分析結(jié)果的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算得方法的檢出限(3狊)為0.018mg·kg-1。
2.6 方法的精密度和準(zhǔn)確度
對(duì)多金屬標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) GBW 07236、GBW 07238和GBW07239平行測定12次,考察方法的精密度
和準(zhǔn)確度,結(jié)果見表1。
由表1可知:本方法所測得的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的認(rèn)定值相吻合,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)不大于5%,測定值與認(rèn)定值的對(duì)數(shù)誤差(Δlg犮)的絕對(duì)值均小于0.1(Δlg犮為地質(zhì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測試結(jié)果準(zhǔn)確度參數(shù)),說明本方法具有較高的精密度和準(zhǔn)確度,能夠滿足分析要求。
2.7 加標(biāo)回收試驗(yàn)
按照試驗(yàn)方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和實(shí)際礦石樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn),結(jié)果見表2。本工作采用交流電弧直讀原子發(fā)射光譜法對(duì)鉬礦石中的銀進(jìn)行測定,選擇最佳緩沖劑及工作條件,采用固體粉末直接進(jìn)樣,操作簡便、快速,分析結(jié)果準(zhǔn)確度可靠,方法檢出限、精密度等分析技術(shù)指標(biāo)都滿足分析要求,具有很強(qiáng)的實(shí)用性。