王水消解-氫化物發生-原子熒光光譜法測定礦石中汞含量

蘇瑜璽

(新疆維吾爾自治區有色地質勘查局七〇三隊 伊寧 835000)

1 引言

采用水浴加熱法消解樣品，受熱均勻，反應溫度易于控制，消解過程中溫度變化平穩有利于反應的進行。與其他消解方法相比，該方法操作簡單、設備低廉，更適用于普通實驗室。

本實驗方法的原理為：

2 實驗部分

2.1 實驗材料

實驗中的礦石樣品來源于新疆有色金屬地質勘查703隊，將其編號為150401020～150401029。

2.2 實驗主要儀器及主要試劑

實驗中的主要儀器及主要試劑均來源于新疆有色金屬地質勘查 703隊，主要儀器如表 1，主要試劑如表2：

表1 實驗的主要儀器

表2 實驗的主要試劑

（1）實驗用水均為去離子水，所用酸均為優級純（分析純鹽酸中一般均含有較高濃度的汞），其他試劑均為分析純；

（2）因 Hg的靈敏度非常高，故需特別注意來自各方面的污染，實驗所用玻璃儀器都用體積分數為20%硝酸浸泡24h以上，用去離子水沖洗干凈后使用。

2.3 實驗所用國家標準物質

本實驗所采用的國家標準物質GSS-12、GSD-8a均來源于物化探研究所。

2.4 標準溶液的配制

表3 實驗中汞標準系列的配制

2.5 樣品前處理

礦石樣品先通過顎式破碎機進行初步破碎，再將破碎后的礦石顆粒倒入對碾機，進行二次粉碎。然后篩分得到粒徑小于 100 μm 的礦石粉。經過縮分、盤磨、拌勻、縮分，得到均勻的礦石粉，再通過棒磨機進一步細磨，最后得到礦石粉。用電子天平準確稱取0.2500 g（精確到0.0001 g）樣品于25 mL的比色管中，用加液器準確加入10 mL 1：1的王水于比色管中并搖勻，放入電熱恒溫水浴鍋中水浴加熱溶解1h，每隔20min搖晃一次使其充分溶解，水浴加熱完畢后冷卻至室溫，用50g/L的酒石酸溶液定容至25mL（其目的為掩蔽其他重金屬離子對汞元素測定的影響），靜置溶液澄清后進行樣品中汞含量的測定。

2.6 試樣預處理的優化

2.6.1 消解酸百分含量的優化

表4 不同體積比的王水對試樣的消解效果的影響

標準樣品 王水體積分數% 測定值/（mg/kg） RSD/%（n=5） 標示值/（mg/kg）5% 0.0176 2.11 GSS-1210% 0.0078 2.63 15% 0.0029 2.80 20% 0.0027 2.71 0.021±0.0055 5% 0.0520 2.10 GSD-8a 10% 0.0440 2.43 15% 0.0420 2.70 20% 0.0390 2.81 0.024±0.005

由表4可見，當王水體積分數為10%時，測定值與認定值最接近，且相對標準偏差（RSD）相對最低。故實驗選擇體積分數為10%的王水作為消解酸。

2.6.2 消解時間的優化

表5 不同消解時間對試樣的消解效果的影響

由表5可見，當消解時間為1h的時候，試樣能夠完全消解且汞損失量較少，測定值與認定值最為接近，且調整相對標準偏差（RSD）相對最低。故本實驗選擇消解時間為1h。

2.7 儀器工作參數的確定

表6 儀器的工作參數

2.8 載氣液與還原劑的選擇

2.8.1 載氣液的選擇

選擇硝酸作為載流液有利于減小汞測定過程中產生的記憶效應，本實驗采用0.5%～9%的硝酸作為載流對汞熒光值的影響。本實驗選擇2%的硝酸作為載流。

表7 不同酸體積分數對應的熒光值

2.8.2 還原劑百分含量的選擇

表8 不同混合液百分含量對應的熒光值

3 結果與討論

3.1 標準曲線

AFS-930原子熒光光度計在優化條件下，測得的汞的標準曲線可以得出該標準曲線 R=0.99977，線性回歸方程為Y=18.56835+3753.77196X。結果表明，該標準曲線在0.0～1.0 μg/mL的范圍內與響應值有良好的線性關系。說明該標準曲線可以用來進行本實驗中樣品的測定。

表9 標準曲線的測定

3.2 實驗精密度的測定

由于本實驗采取標準曲線法測定樣品中汞元素的含量，因此在測定樣品前需要對標準空白溶液進行精密度的檢驗，以保證此方案結果的真實準確性。以標準曲線法和儀器的最佳條件平行 3次測定樣品并測出平均值，求出相對標準偏差。結果如表10所示。

表10 方法精密度的測定結果

由表10可知，標準空白溶液的測定值的相對標準偏差為 3.21%，說明儀器性能穩定，測量結果可靠。可以進行對礦石樣品下一步的測定。

礦石中汞含量的方法可取，具有較高的準確度和精密度。

3.3 加標回收率實驗

本試驗對樣品進行了加標回收率實驗，即在樣品中加入一定量的汞標準溶液，在儀器的最佳條件下進行測定并求出加標回收率，由表11可知，實驗方法的加標回收率在101%左右，結果符合檢測要求。

表11 加標回收率實驗的測定結果

4 結論

本文采用王水消解-氫化物發生-原子熒光光譜法測定礦石中的汞含量，確定了儀器最佳測定條件即負高壓為270 V、原子化器高度11 mm、燈電流35 A、載氣流量 400mL/min、屏蔽氣流量 800 mL/min、讀數時間10.0 s、延遲時間0.5s。對載流液及還原劑的適宜濃度進行了優化，載流液為 2%HNO3、還原劑為0.2% KOH-KBH4，并且確定了試樣預處理部分的消解酸的含量和消解時間即王水含量10 %、消解時間為1h。在上述條件下，國家標準物質的汞含量測定值在標示值范圍內。重復上述條件測定樣品中的汞含量，得出礦石樣品汞含量測定的相對標準偏差為2.40%，加標回收率在101.22%，在0.0～1.0μg/mL的范圍內與響應值有良好的關系，滿足質量控制要求。綜上所述，本文方法操作簡便，靈敏度和準確度高，加標回收率較高，為地質勘探礦石樣品提出了更精確的測定方法。

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