發射光譜法對地質樣品中銀錫的同時測定

宋朝生 (廣東省地質局第五地質大隊 廣東 肇慶 526000）

一、發射光譜法介紹

1、發射光譜法定義

不同元素的原子或離子在受熱或通電的情況下會從外界獲得能量，獲得能量后的原子或離子便處于激發狀態，產生與之相對應的電磁輻射。通過特定儀器檢測不同元素原子或離子發出的電磁輻射便能判斷出元素的種類。

2、發射光譜法原理

發射光譜法測定元素主要分為采集光譜與分析光譜兩個過程。此外，再對測定樣品進行激發前還要對其進行適當處理。采用發射光譜法測定地質樣品的過程一般如下：先進行樣品處理，通常會將其加工成溶液或是粉末形式，有時還需要對樣品所含元素進行分離；然后對經過處理的樣品進行激發操作，將樣品置于以電弧發生器為代表的激發源上，對樣品進行蒸發，激發樣品元素原子或離子產生發射光譜；利用光譜儀獲得原子或離子的發射光譜并將其記錄；采用相關儀器對所記錄的光譜進行分析，判斷樣品所含元素種類。

3、發射光譜法特點

3.1 發射光譜法的優點

發射光譜法測定元素是依據元素受激發產生的特征譜線，不同元素的特征譜線均不相同，因此，只需要對所測樣品進行一次激發，其所含元素便均會產生互補相同的特征譜線，接收并分析這些特征譜線就能同時對樣品所含各元素進行準確測定。

采用發射光譜法測定樣品元素，樣品是固體或液體并不影響測定的準確性，并且，也不需要對樣品首先進行化學處理，既能使得測定工作更加方便，也能有效節約測定工作所需時間。

與化學方法測定地質樣品所含元素相比，發射光譜法在測定準確性方面也存在明顯優勢。首先，化學方法對于化學性質比較接近的元素缺乏有效的分離與測定方法，化學性質相近元素的特征光譜差別則十分明顯，這也為發射光譜法的準確測定提供了極其有利的條件。此外，發射光譜法測定樣品所含元素也更加靈敏，各元素的檢出限相對較低，特別是電感耦合等離子體的應用，更是大大降低了檢出限。

與測定樣品所含元素的各傳統方法相比，發射光譜法在測定過程中對樣品節約的效果也是十分明顯的。一方面是由于發射光譜法測定樣品所含元素可對多種元素實現同時測定，不需要單獨取樣測定；另一方面由于發射光譜法對元素的測定十分靈敏，其檢出元素所需樣品量也相對較小。

3.2 發射光譜法的缺點

放射光譜法測定樣品所含元素只能用來判斷元素的是否存在，而不能像物相分析法一樣，測定出元素形態與結構。

發射光譜法用于元素測定，當樣品所含元素量較低時其效果與優勢較為明顯，當樣品中元素含量較高時其測定結果的準確性會受到較大影響。

元素的特征譜線是發射光譜法測定樣品所含元素的重要依據，一旦元素的特征譜線靈敏度不佳，將對測定結果產生較大影響。由于大多數非金屬元素的特征譜線不佳，因此，發射光譜法在測定非金屬元素方面的應用受到了較大的限制。此外，能影響元素特征譜線的因素較多，特別是試樣組分對其有著較大影響，實際應用時要加強對樣品組分的重視程度。

二、發射光譜同時測定銀錫

表1.發射光譜法測定銀錫的檢出限結果

表2.采用發射光譜法測定銀錫的準確度

隨著物理化學等學科的發展進步，對于地質樣品中銀錫元素測定的精確度要求也越來越嚴格。目前，國土資源地質調查工作要求，對于地質樣品中含量在0.02ug/g以上的銀元素，含量在0.5ug/g以上的錫元素均能進行準確測定。發射光譜法和原子吸收光譜法是銀錫元素的常用測定方法，其中，發射光譜法憑借其測定方便迅速、準確性可靠性好等特點成為了地質樣品中銀錫測定的最主要方法，下文所述銀錫元素的測定方法均是針對發射光譜法而言[1]。

1、測定儀器與藥品介紹

1.1 測定儀器選擇

為準確測得銀錫元素原子所發射光譜，測定工作選用WP-1型一米光柵攝譜儀，此攝譜儀的光柵刻線密度為1200條/mm，閃耀波長與中心波長均為300nm，色散率為0.8nm/mm，狹縫長度為7um，中間光欄規格為3.0mm×10mm，此外，還采用一級光譜與三透鏡照明系統。

電弧發生器選用額定電壓為220V，額定電流為14A，曝光時間為25s的WJD型交直流電弧發生器。此外，電弧發生器的上電極應選用直徑是6毫米尖錐形光譜純石墨電極，下電極則應選用帶頸光譜純石墨電極，電極規格為3.0mm×4.0mm×0.7mm。

其它主要測定儀器選擇如下：感光板選用天津光譜干板；顯影液選用天津光譜干板配方，并將顯影溫度設為20℃，顯影時間設為90s；定影液也采用津光譜干板配方，定影時間設為10至15分鐘，并要求水洗至呈透明狀，再使用紅外燈進行烘干；測光儀選用GBZ-Ⅱ光譜相板測光儀，規格要求高度4至8mm，狹縫寬度為20um。

1.2 測定藥品配制

緩沖液是最主要的測定藥品之一，其在測定工作中起著燒弧過程中排除其它化學元素干擾，提高線背比，提高發射光譜法測定準確度與靈敏度的作用。采用發射光譜法測定銀錫是應選用氯化鉀和硝酸鉀飽和溶液作為緩沖液，飽和溶液中氯化鉀與硝酸鉀濃度均為0.25g/ml，用量為200ml。

測定需要地質樣品50mg，并將其裝入電弧發生器的電極中，再滴入氯化鉀與硝酸鉀的飽和溶液，經過紅外燈烘干后再進行攝譜。

2、測定方法與步驟設計

進行銀錫測定前首先要制作測定樣品。先將電極中的樣品取出，以樣品50mg與0.02ug銀，50mg樣品與1.0ug錫的比例進行測量樣品的制備，測量樣品需要制備20個。采用電弧發生器激發銀錫的原子或離子，使其產生特征光譜，利用光譜儀接收特征光譜并進行記錄。

2、測定結果與數據討論

采用發射光譜法測定銀錫的檢出限結果如表1所示

根據特征光譜法所測得的銀錫所發出的特征光譜進行分析，分別計算出銀和錫的標準偏差、算檢出限以及相對標準偏差。通過對特征光譜的分析與計算可以發現，采用發射光譜法測定地質樣品中所含銀和錫的檢出限符合國土資源地質調查工作要求。

采用發射光譜法測定銀錫的準確度如表2所示

根據表2可以看出，對國家一二級標準物質水系沉積物巖石土壤樣品的測定結果，測定值與標準值吻合，表明采用發射光譜法測定銀錫的準確度較高。此外，發射光譜法測定銀的精確度為15.2%-17.9%。測定系的精確度為12.5%-15.2%。

三、發射光譜法對地質樣品中銀錫同時測定的注意點

盡管利用發射光譜法測定地質樣品中的銀和錫具有眾多優點，但是其測定結果的準確性仍會受到一些因素的影響，此外，發射光譜法也不能滿足一些具有特殊要求的銀錫測定。因此，為了提高發射光譜法測定地質樣品中銀錫的效果，應做到以下幾點。

1、放射光譜法只能測定與判斷地質樣品中銀錫元素的存在，并不能分析出銀錫的存在狀態與存在形式。實際工作中如需對其存在狀態與存在形式進行測定，應選擇物相分析法等其它測定方法。

2、節約測量樣品用量是發射光譜法測定銀錫工作的顯著優點，實際測定時應嚴格控制樣品用量。此外由于銀錫特征光譜受樣品組分影響，也應注意控制樣品組分。

3、是否采用發射光譜法對地質樣品所含銀錫進行測定需要考慮銀錫的含量。由于發射光譜法測定銀錫時檢出限極低，并且，在銀錫元素含量較高時，發射光譜法測定效果反而不佳，因此，在地質樣品銀錫含量較小的情況下選擇發射光譜法比較合適[2]。

結束語：

1、發射光譜法測定地質樣品所含銀錫元素在便捷性與準確性方面，較傳統化學方法有著巨大優勢，實際工作中可加以推廣。

2、發射光譜法測定地質樣品所含銀錫元素仍受樣品組分等一些關鍵因素的影響，應繼續加強對其研究，提高其適用性。

[1]陳忠厚.發射光譜法同時測定地質樣品中的銀錫[j].有色礦冶，2008（6）：57-58

[2]胡憲.淺析發射光譜法對地質樣品中銀錫的同時測定[j].中國高新技術企業，2009（5）：43-44