原子熒光光譜法在測定礦產中汞含量的應用研究

劉 勇

（貴州省有色金屬和核工業地質勘查局七總隊輻射檢測院，貴州 貴陽 550000）

原子熒光光光度計是利用硼氫化鉀或硼氫化鈉作為還原劑，將樣品溶液中的待分析元素還原為揮發性共價氣態氫化物，然后借助載氣將其導入原子化器，在氬—氫火焰中原子化而形成基態原子。通過測量熒光強度就可以確定樣品中被測元素的含量[1]。原子熒光光度計作為一種獨特的痕量化學分析儀器，兼有非色散系統、光程短、能量損失少；結構簡單，故障率低；靈敏度高，檢出限低，與激發光源強度成正比；接收多條熒光譜線，適合于多元素分析；采用日盲管檢測器，降低火焰噪聲；原子化效率高，理論上可達到100%，沒有基體干擾；只使用氬氣，運行成本低等優點。本方法選用氯化亞錫溶液替換硼氫化鉀溶液作還原劑，從而解決了過去我們在測定多金屬等礦物中汞含量的不穩定。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

AFS-2100雙道原子熒光光度計。汞空心陰極燈。硫酸（ρ1.84g/ml）、高氯酸（ρ1.75g/ml）、硝酸（ρ1.42g/ml）、鹽酸（ρ1.18g/ml）、過氧化氫、逆王水（硝酸+鹽酸=3+1）用時現配、重鉻酸鉀溶液：50g/L、氯化亞錫（SnCl2）：15%、鹽酸載液：5%硫酸、高氯酸、逆王水、硝酸、鹽酸為優級純，其他試劑為分析純。

去離子水。汞標準貯存溶液（100μg/ml）：稱取0.1354g二氯化汞（HgCl2）（經烘干），置于100ml燒杯中，加入20ml硝酸（1+1），低溫加熱至溶解完全。取下冷卻后，移入1000容量瓶中，補加40ml硝酸（ρ1.40g/ml）以及20ml重鉻酸鉀（50g/L），用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。

汞標準溶液（1μg/ml）：分取10ml汞標準貯存溶液，置于1000ml容量瓶中，加入50ml硝酸和10ml重鉻酸鉀溶液（50/L），用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。

1.2 儀器條件與工作環境

負高壓：210V；燈電流：8mA；原子化器高度：8mm；載氣（Ar）流量：300ml/min；屏蔽氣流量：800ml/min；5%鹽酸溶液為載液；氬氣瓶次級壓力：（0.2～0.3）MPa；環境溫度 ：（15～35）℃；環境濕度：≤75%。

1.3 樣品處理

稱取0.5000g左右試樣置于50ml燒杯中，加入2ml硫酸（ρ1.84g/ml），搖勻。放置25min[注1]，再加入2ml高氯酸（ρ1.75g/ml），搖勻，加入1ml過氧化氫，搖勻。放置2h以上。緩緩加入10ml逆王水（硝酸+鹽酸=3+1），蓋上表面皿，待劇烈作用減緩后，置于水浴或可控電路板上（指示溫度約160℃）加熱分解，保持1.5h。其間搖動3次～4次。移去表面皿，將可控電爐溫度調至150℃，蒸發至體積10ml左右時取下[注2]稍冷，用少量蒸餾水吹洗表面皿和燒杯，加入0.5ml重鉻酸鉀（50g/L），移入50ml容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻澄清，同時帶兩份樣品空白。

1.4 工作曲線的繪制

分取0.0ml、0.1ml、0.5ml、1.0ml、2.0ml、2.5ml汞的標準溶液[注3]，分別置于一組50ml容量瓶中，加入5ml硝酸（ρ1.42g/ml）和0.5ml重鉻酸鉀（50g/L），用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。將標準系列溶液倒入自動進樣器中。以汞量為橫坐標，熒光強度值為縱坐標，繪制工作曲線。標準曲線相關系數為0.9999。

注：①往樣品中加入硫酸、高氯酸、過氧化氫冷處理是利用強氧化劑破壞其中的有機質。加入濃硫酸后要搖勻，放置，促使部分有機質炭化。加完過氧化氫后，應放置2h以上，最好能放置過夜，以便有機質破壞完全。以免在測定時產生大量氣泡，影響測定結果。

②加熱應從低溫開始緩緩上升，以免突然加熱造成樣品反應劇烈從杯中溢出，為準確控制溫度，可在電熱板上放置一杯水，插入酒精溫度計，控制水溫98℃～100℃。由于汞易揮發，加熱溶礦時，不能蒸干。尤其是不能在電爐上蒸干。③標準溶液配制，分取標準溶液配制標準系列時可根據汞的含量調整標準系列濃度。

2 結果與討論

（1）測定礦產中汞的含量與結果計算。將樣品澄清液倒入自動進樣器中，先測定樣品空白，再測定樣品中汞的含量。

m=cv/M×10-6（m為樣品的含量，M為的樣品的稱重量）結果如下表。

表1 礦物中汞的含量計算列表

（2）氯化亞錫濃度的影響。本文在配制氯化亞錫時，應先用少量50%鹽酸完全溶解，否則會降低氯化亞錫的濃度，從而降低還原能力，汞的穩定性降低，測量結果偏差大。本文選用氯化亞錫的濃度為15%。

（3）酸度的選擇。酸度增大，溶液熒光強度增強，硝酸在10%內熒光強度基本穩定。本文選用硝酸濃度為10%。

（4）重鉻酸鉀的影響。在汞元素檢測中，重鉻酸鉀充當保護劑，以防止溶液中的汞元素因吸附或蒸發而損失。本文選用重鉻酸鉀為0.05%。

（5）實驗容器。原子熒光實驗所用器皿清洗要求極為嚴格，實驗前必須將所用玻璃容器泡人15%的硝酸溶液中24h，然后用純水仔細清洗備用。特別應注意，為避免交叉污染，用于原子熒光檢測的玻璃容器應單獨配制酸液浸泡并及時更換，禁止與其它檢測器皿混用清洗液。

（6）載氣和屏蔽氣的影響。為保證汞的蒸汽在激發區有足夠密度和停留時間，載氣流量要適當。流量過大會沖稀汞的蒸汽并使其在光路上停留時間較短，使靈敏度降低；而流量過小則難以迅速將汞的蒸汽帶入原子化器室，同樣降低靈敏度。本文選擇的載氣流量為300ml/min，屏蔽氣流量為800ml/min。

（7）環境因素。自然界中汞普遍存在，同時原子熒光光度計汞的檢出限比其它元素的還低一個數量級，對各種干擾更為敏感，環境因素對汞的檢測有影響。本文環境溫度在（15～35）℃，濕度≤75%。

3 結語

在實際生產中，通過采取上述措施，并選擇最佳的儀器工作條件、器皿干凈、控制好實驗室條件，測定樣品中汞將很順利，并得出可靠測定結果。本方法可用于測定多金屬礦物中汞含量的測定。