火試金富集-火焰原子吸收法測定金礦石中金含量的不確定度評定

易建春，邵坤

（中國地質科學院礦產綜合利用研究所，四川 成都 610041）

測量不確定度是測量系統最基本、也是最重要的特性指標，是測量質量的重要標志[1]，是表征合理的賦予被測量值的分散性，是與測量結果相關聯的參數，描述了測量結果正確性的可疑程度和不肯定程度[2-4]。國家計量技術規范[2]中指出檢測結果的完整報告應包含測量不確定度，定量地說明檢測結果的質量；因此開展實驗室檢測結果的不確定度意義重大。礦石中金含量測定主要有活性炭吸附-碘量法[5]、泡沫吸附-等離子質譜法（等離子光譜法）[6-8]、泡沫吸附-原子吸收法[9-10]、火試金重量法（原子吸收光譜法）等，本文依據《測量不確定度評定與表示》，針對以火試金富集-火焰原子吸收光譜法測定金礦石中金含量，對分析測試過程中引入的每個不確定度的來源進行分析和評定，對該方法的可行性和準確性進行科學的判斷，分析檢測方法中各個環節對測試結果的影響，降低試驗過程中對結果的影響，從而提高數據的可靠性。

1 實驗部分

1.1 儀器與主要試劑

ICE3500原子吸收光譜儀器；電子天平；金標準儲備液：1000 μg/mL，GBW(E)083793-50。

HCl、HNO3為優級純，碳酸鈉、氧化鉛、硼砂為工業純，實驗室用水為二次蒸餾水。

1.2 分析流程

準確稱取20.0 g樣品，精確至0.01 g，加入氧化鉛、碳酸鈉、玻璃粉和面粉，置于粘土坩堝中，攪拌均勻后，加入0.5 ～ 1.0 mL硝酸銀溶液和覆蓋劑，于馬弗爐中1100 ～ 1200℃熔成鉛扣，灰吹后形成金銀合粒，將合粒溶解，用鹽酸溶液（1+19）的定容至50 mL,待測[11]。

配制成金濃度為0.00、1.00、2.00、5.00、7.50、10.00 μg/mL的系列標準溶液，將標準溶液于火焰原子吸收光譜儀波長242.8 nm處，測定吸光度，儀器自動建立線性方程，再對樣品進行測定，并根據吸光度讀出濃度值，計算其結果。

1.3 結果計算

根據實驗原理和火試金富集-火焰原子吸收法測定金礦石中金量的整個實驗過程，按下述公式進行結果計算：

式中：WAu-金的質量分數（g/t）；

Ci-標準曲線讀出的試液中金的質量濃度（μg/mL）；

C0-標準曲線讀出的空白試液中金的質量濃度（μg/mL）；

V-試液中的體積，單位為mL；

m-試料的質量，單位克（g）。

1.3.1 不確定度評定

從整個測量過程和結果計算上來看，試樣中金含量的測量不確定度主要來源于下來幾個方面：（1）樣品稱量引入不確定度u(m)；（2）待測溶液的制備時產生的不確定度u(v)；（3）標準曲線的配制與擬合時引入的不確定度u(s)；（4）重復性實驗引入的不確定度u(r)，該不確定度計算了樣品熔融、灰吹以及金銀合粒溶解等樣品前處理流程中引入的不確定度，為避免重復計算，故不再單獨計算樣品前處理過程中引入的不確定度。

1.3.2 稱重的不確定度u（m）

樣品待測溶液制備過程中引入的不確定度u(v)

2.2.1 容量瓶校準時產生的標準不確定度u1(v)

2.2.2 溫度變化產生的標準不確定度u2(v)

該容量瓶已在20℃進行了檢定，而實驗室的溫度在±5℃變動，則50 mL溶液體積的變化為±50×2.1×10-4×5=±0.053 mL ，假設溫度變化為矩形分布，則標準不確定度：

待測溶液制備引起的相對不確定度為：

2.3 標準溶液配制引起的不確定度

2.3.1 標準溶液的不確定度

2.3.2 標準溶液配制過程中引入的不確定度

2.3.2.1 一次稀釋過程引入的標準不確定度

以1000 μg/mL金標準溶液，配制成100 μg/mL的金標液，采用10 mL單標線移液管（A級）和100 mL容量瓶（A級）完成，其不確定度見表1。

表 1 一次稀釋中各量器的不確定度Table 1 Uncertainty of different vessels in the first dilution

所以，第一次稀釋引入的相對不確定為：

2.3.2.2 二次稀釋過程引入的標準不確定度

以一次稀釋后的100 μg/mL的金標液，配制成濃度為(0.00、1.00、2.00、5.00、7.50、10.00)μg/mL的系列標準溶液，采用10 mL分度移液管（A級）和100 mL容量瓶（A級）完成，其不確定度見表2。

表2 二次稀釋中各量器的不確定度Table 2 Uncertainty of different vessels in the second dilution

第二次稀釋引入的相對不確定為：

2.3.2.3 配制過程中溫度對容量瓶體積

則整個標準曲線配制過程引入的相對不確定度為：

2.4 標準曲線擬合時產生的標準不確定度

將標準溶液于火焰原子吸收光譜儀波長242.8 nm處，平行測定2次吸光度，具體數據表3。

表3 金標準溶液的濃度與吸光度Table 3 Concentration and absorption of Au in standard solutions

根據表3數據，由標準溶液的吸光度A與濃度C擬合標準曲線方程，得到A=0.0309C+0.0042，相關系數0.9996，其中a=0.0309,b=0.0042。對試驗進行了2次平行測定，結果為cx=5.53 μg/mL (2次測量值為5.54、5.51 μg/mL)。

由線性擬合帶來的不確定度為:，根據標準溶液的濃度C利用標準曲線求得吸光的理論值，計算實際吸光度Ai與理論值的殘差Ai-(aCi+b)，帶入公示計算得到Sr=0.0018；

p=2（進行了2次測量）；

n=12（對每個濃度標準曲線進行2次測量，共2×6=12次）；

將上述值帶入得到：

2.5 重復條件下的不確定度分量

2.6 金礦石中金元素含量的合成不確定度

由上述各相對不確定度彼此獨立不相關，則金礦石中金含量的相對標準不確定度為:

則合成濃度不確定度為u(C)=5.53×0.054=0.30 μg/mL

2.7 擴展不確定度

當置信率為95%時，包含因子k=2,則擴展不確定度u=2×0.30=0.60 μg/mL。金礦石中金含量檢測結果可表示為：

3 結 語

本文討論了火試金-原子吸收光譜法測定金礦石中金量的各個不確定度分量，通過比較可以看出，本方法的不確定度主要由工作曲線擬合引入，因此，在測定過程中，首先要配制濃度適當的標準曲線系列，再者必須調整好儀器，使其達到最佳狀態，建立合理的標準曲線線性，以減少測量過程中引入的不確定分量，從而提高樣品檢測的準確性。