未經分離富集—ICP—MS測定地質樣品中微量金探究

彭磊 張沐

摘 要：當前地質樣品中微量金的檢測技術一般采用活性炭吸附—火焰原子吸收法（FAAS），由于此方法分離富集過程流程長，我們嘗試使用不經分離富集，直接稀釋原溶液，ICP-MS測定方法來檢測地質樣品中微量金含量，并對兩種方法的檢測結果進行了對比，結果顯示，樣品溶解后定容澄清，稀釋一定比例，可以滿足ICP-MS測定微量金的要求，一種更簡單快速的分析方法。

關鍵詞：活性炭吸附；電感耦合等離子質譜；基體效應

目前，實驗室檢測地質樣品中金的方法主要有活性炭吸附萃取原子吸收法[1]、泡沫塑料分離富集石墨爐原子吸收法[2]以及火試金法。金在樣品中含量都很低，通常需要富集才能滿足儀器的測定要求。鄒愛蘭等[3]采用三正辛胺棉富集金，原子吸收測定，也能獲得和泡沫塑料吸附相同的效果。活性炭吸附-FAAS法，是一種比較成熟可靠的測定微量金的方法，檢出限可達到0.05ppm。不足的是該方法的前處理過程相對煩瑣，耗費時間較長，分析者的勞動強度較大。電感耦合等離子質譜（ICP-MS）儀在分析痕量元素上具有天然的優勢，徐紅梅，童紹先等[4]人利用該儀器測定過地球化學樣品中痕量金，檢出限可達0.04×10-9，且重現性好，準確度高。電感耦合等離子體質譜儀本身具有分析低含量元素能力，因此，如果能夠消除干擾，就可以直接用來測定低含量元素。基于此，我們利用ICP-MS在測定地質樣品中微量金做了一些試驗。

1 試驗方法

1.1 活性炭吸附-FAAS法測定金

1.1.1 方法步驟

稱取10克礦樣置于瓷皿中，在高溫爐內低溫升至700℃灼燒1小時，除去樣品中硫、碳并使硫化物充分氧化，冷卻后，移入250毫升燒杯中，用水潤濕，加入25-50毫升鹽酸，蓋上表面皿，在電熱板上加熱15分鐘，取下稍冷卻，加入10-20毫升硝酸，繼續加熱微沸1小時，使體積約30毫升時取下，用水吹洗表面皿及杯壁，加水至200毫升左右，安裝好活性炭吸附過濾裝置，將燒杯內濾液倒入裝置中進行過濾，用5%的鹽酸洗滌7-8次，然后用水再洗滌2-3次，最后等濾液徹底抽干后，將活性炭同濾紙轉移到瓷坩堝中，置于高溫爐內，開爐門，升溫待煙冒完后，再升溫至700℃灰化完全，取出冷卻，殘渣加入2.5毫升王水，在水浴上加熱至金溶解，移入10毫升帶塞比色管中，用水稀釋至刻度，搖勻，放置澄清，上機測定。

1.1.2 儀器和試劑

王水：3份鹽酸和1份硝酸混勻（現用現配）；活性炭：粒度200目；金標準溶液： ρ（Au）=100μg/mL；Thermo SLAAR M6原子吸收儀。

1.2 直接定容稀釋-ICP-MS測定金

1.2.1 方法步驟

稱取10克礦樣置于瓷皿中，在高溫爐內低溫升至700℃灼燒1小時，除去樣品中硫、碳，并使硫化物充分氧化，冷卻后，移入250毫升燒杯中，用水潤濕，加入25-50毫升鹽酸，蓋上表面皿，在電熱板上加熱15分鐘，取下稍冷卻，加入10-20毫升硝酸，繼續加熱微沸1小時，使體積約30毫升時取下，用水吹洗表面皿及杯壁，冷卻后將溶液轉移至250毫升容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，搖勻，靜置澄清，吸取上層清液稀釋一定比例后ICP-MS儀測定。

1.2.2 儀器和試劑

王水：3份鹽酸和1份硝酸混勻（現用現配）；金標準溶液：ρ（Au）=100μg/mL；Thermo XSeries 2 ICP-MS儀。

1.3 上述兩種方法檢測能力對比（見表1）

1.4 ICP-MS儀器參數

X Series 2電感耦合等離子質譜儀，儀器參數：功率為1200W，霧化氣流量為0.92L/min，輔助氣流量為0.70L/min，冷卻氣流量為13.0L/min，采樣錐孔徑為1.0mm，截取錐孔徑為0.7mm，掃描次數為45次，樣品間隔沖洗時間為29秒，測量方式為跳峰。

2 試驗結果討論

2.1 活性炭吸附-FAAS測定結果

選取三個金標準樣品，含量分別為0.1μg/g、2.5μg/g、3.14μg/g，按1.1.1方法處理后，火焰原子吸收測定結果見表2：

表2 活性炭吸附-FAAS法測定金標樣結果 單位：μg/g

[標準樣品 ＼& 平行樣 ＼&測定值＼&標準參考值＼&GAu-14

GAu-17

GBW07804＼&1

2

3

1

2

3

1

2

3＼&0.10

0.11

0.10

3.03

2.97

3.12

2.44

2.23

2.39＼&0.10

3.14

2.50＼&]

從表2中測定數據來看，該方法金結果準確度和平行性都比較好，特別是0.1μg/g低含量金的分析結果也很理想。

2.2 ICP-MS測定結果分析

選擇和活性炭吸附-FAAS同樣的標準樣品進行試驗，按1.2.1方法進行處理，ICP-MS測定結果如下。

2.2.1 原溶液直接測定

分取澄清的溶液或者干過濾的濾液5-10毫升，用ICP-MS進行測定金，結果見表3：

表3中測定結果顯示：在這種狀態下直接測定金，結果非常不理想，其原因主要是基體鹽度太大，嚴重干擾金的測定。ICP-MS測定金時一般選用錸（Re）作為內標元素進行儀器校正，測定過程中，內標元素計數率大約為50%，正常值為100%。

2.2.2 原溶液稀釋一定比例測定結果

考慮到原溶液鹽分太大，造成了測定偏差，因此，下面試驗將原溶液稀釋一定比例再進行測定，稀釋倍數分別為5，10，15，分析結果見表4：

表4中數據分析：隨著稀釋倍數增加，金的測定結果越準確，因此，如果將溶液鹽度降低到一定范圍內，就可以滿足ICP-MS的測定要求，同時也要考慮稀釋后，金的檢出限問題，一般鹽度在1%左右就可以滿足儀器測定要求。考慮到金的檢出限問題，10-15倍的稀釋比例比較合適，錸內標計數率可以達到90%以上，準確度和穩定性有了很大的改善。

2.3 ICP-MS測定金的檢出限

平行測定王水濃度為5%的空白溶液11次，其測定值分別為：0.0056、0.0038、0.0035、0.0027、0.0026、0.0027、0.0029、0.0031、0.0041、0.0052、0.0064（單位：μg/g）。

根據測定結果及標準偏差計算公式得到標準偏差結果為0.0013，若按三倍標準偏差計算檢出限，則檢出限約為0.004μg/g。因此，即使在樣品稀釋若干倍的基礎上，該方法也完全能滿足地質樣品中金的測定。

3 結論

通過試驗過程、試驗結果等方面對比活性炭吸附-FAAS與ICP-MS分析地質樣品中高含量金的方法，兩者各有優勢，也分別存在不足。實際工作中，選用檢測方法首先是看該方法的準確度和精密度，其次要考慮可操作性以及分析成本，ICP-MS法測定高品位金，可以減少分析流程，縮短分析時間，且準確度有保證。

參考文獻：

[1]活性炭吸附-萃取原子吸收法測定金含量.巖石和礦石分析規程（DZG93-09）.1994.

[2]泡塑富集-石墨爐原子吸收法測定金量.巖石和礦石分析規程（DZG93-09）.1994.

[3]鄒愛蘭，鄧世林.三正辛胺棉富集分離原子吸收光譜法測定金[J].光譜實驗室，2002，19（4）：451-454.

[4]徐紅梅，童紹先，杜白.ICP-MS法測定地球化學樣品中痕量金[J].云南地質，2012，31（1）：131-133.

作者簡介：

彭磊（1981-），男，實驗測試工程師，主要從事巖石礦物，土壤檢測工作。