李林濤
(浙江省遂昌金礦有限公司)
金作為一種貴金屬,既有貨幣存儲的價值,又是重要的戰(zhàn)略物資。金錠中雜質(zhì)元素的檢測方法有很多,目前采用的國標方法[1-4]既需要原子吸收測定,又需要ICP測定。一個樣品的測定常常需要采用多種方法溶樣、檢測,過程復(fù)雜,檢測周期長。而國標方法所要求測定的雜質(zhì)元素包括但不限于Ag、Cu、Pb、Fe、Bi、Sb、Mn、Mg、Pd、Sn、Cr、Ni等。為了高效、準確、快速地測定金錠中的常見雜質(zhì)元素,介紹了采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定金錠中16種雜質(zhì)元素含量的情況。
(1)光譜儀為ICAP 6300電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(賽默飛)。
(2)儀器工作參數(shù)包括:沖洗泵速50 r/min,分析泵速50 r/min,RF發(fā)生器功率1 150 W,霧化器流量0.70 L/min,輔助器流量0.5 L/min,觀測方向為水平,積分時間為短波范圍15 s、長波范圍5 s,檢測次數(shù)2次,樣品沖洗時間為30 s。
各雜質(zhì)元素分析譜線的優(yōu)化選擇見表1。
?
硝酸、鹽酸、乙酸乙酯均為優(yōu)級純(G.R.)試劑,水為高純水或二次去離子水,高純氬氣(體積分數(shù)99.999%),標準溶液為1 000μg/mL的單元素標準溶液(國家有色金屬及電子材料分析測試中心)。
所有元素均采用1 000μg/mL標準溶液進行配制,標定于100 mL容量瓶。系列標準溶液及其介質(zhì)見表2。
?
1.5.1 水碎法
水碎法是將熔化的金液在鑄錠前倒出1/3,然后向水中徐徐倒入少量金液,邊倒邊用木棍攪動,使金凝聚成小珠,并將此珠作為一個樣品;當鑄錠時坩堝內(nèi)金屬剩下1/3時,再按上述方法取一份樣品;2份樣品同時進行檢測分析,分析結(jié)果要求滿足不確定度,否則需要重新取樣檢測分析。
1.5.2 鉆孔法
鉆孔法參照國標進行取樣、制樣。
1.5.3 樣品溶解
稱取2.000 0 g試樣于100 mL燒杯中,加入15 mL的體積濃度為50%的稀王水,低溫加熱使試樣完全溶解,加入15 mL乙酸乙酯萃取分離,振蕩30 s,靜置分層后將水相倒入新的分液漏斗,有機相加入3 mL鹽酸,振蕩、靜置分層后,水相合并,定容后上ICP檢測。
因檢出限的不同,采用同一標準溶液系列,有些元素的檢出信號并不理想。各雜質(zhì)元素檢測信號隨溶液濃度的不同、介質(zhì)的不同而有所差異,為了達到檢測結(jié)果的精確,對不同介質(zhì)、不同濃度進行實驗,最終確定最佳介質(zhì)條件,結(jié)果見表2。
除Fe元素單獨檢測,其他元素采用聯(lián)測。用ICP檢測Fe元素,發(fā)現(xiàn)回收率相對較低,多種元素同時檢測對Fe元素的檢測信號影響較大,在低濃度時此類檢出系統(tǒng)的儀器對Fe的檢測有一定的局限性,可適當增大其濃度,單獨檢測Fe以獲得滿意的效果。
分析檢測過程中的主要干擾是光譜干擾,因此選擇元素譜線非常重要。譜線選擇原則上以靈敏度高、光譜干擾小的譜線為佳[5]。
在元素光譜列表中選出最優(yōu)的3條譜線,通過加標回收實驗,根據(jù)被測元素的干擾情況和靈敏度,選擇最優(yōu)譜線波長,選擇結(jié)果見表1。
在1.1節(jié)儀器工作參數(shù)條件下平行測定空白試劑,采用13次測定結(jié)果的3倍標準偏差計算各元素的檢出限;準確稱取0.200 0 g純金(質(zhì)量分數(shù)不小于99.995%)試樣,按1.5.3節(jié)的方法溶解,分別定量加入16種被測元素,采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法,在1.1節(jié)工作參數(shù)條件下檢測各元素回收率,見表3。
?
從表3可以看出,電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定的各元素回收率在95.6%~103.8%,都能達到檢測要求。
為保證檢測結(jié)果的準確性,對同一批次金錠進行了三方比對實驗。因上海黃金交易所要求質(zhì)保書分析元素為7種,所以此次實驗僅對7種元素進行驗證。參加方為國家金銀及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(長春)、福建紫金礦業(yè)測試技術(shù)有限公司和本公司,比對結(jié)果見表4。
?
從表4可以看出,三方比對結(jié)果滿意,表明本方法能完全滿足分析要求。
(1)通過優(yōu)化實驗方法、儀器參數(shù)條件,對標準溶液系列進行分組調(diào)整,達到直接采用ICP快速、準確檢測金錠中16種元素的目的,提高了工作效率、降低了分析成本,比國標方法多檢測4種元素。
(2)三方比對實驗結(jié)果表明,該方法的準確性完全滿足分析要求。