交流電弧原子發(fā)射光譜測定地質(zhì)樣品中銀、硼、錫效果研究

祁雨凡

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局蘭州礦產(chǎn)勘查院中心實驗室，甘肅 蘭州 730000）

在地質(zhì)化學(xué)測定工作當(dāng)中的76元素測定階段，通常需要使用大型儀器，如：電感耦合等離子體質(zhì)譜、電感耦合等離子體光譜等。但在實驗過程中需要注意，上述三種元素樣品分解難度大，同時容易被污染，這些都會對最終的測定效果產(chǎn)生影響。

1 實驗部分

（1）主要試劑。在整個實驗過程中，技術(shù)人員使用的主要試劑如下，緩沖劑配方組為，上式表示質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比，其中包含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.007%，內(nèi)標(biāo)則是G e O2[1]；基物配方組，具體內(nèi)容如下：，上式表示也質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比。此外實驗過程中使用的巖石、土壤和水系沉淀物以及礦石等都屬于國家一級地球化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)[2]。（2）實驗方式。該實驗的具體方式為技術(shù)人員先稱取粒徑為0.074mm的地質(zhì)化學(xué)樣品與0.1000g緩沖劑，在5mL的陶瓷材質(zhì)管中混合，并加入直徑為4mm的瑪瑙珠。后續(xù)技術(shù)人員將坩堝放置在全自動的光譜樣品全自動攪拌機(jī)中，進(jìn)行振動混合20min，在試樣和緩沖劑全部混合均勻后，安裝在兩根下電極中，保障緊實并滴入2滴比例為的蔗糖乙醇水溶液20g/L，將其整體放置在80℃的烘箱，烘烤40min左右。

同時技術(shù)人員將設(shè)備的上下電極垂直安裝在上下電極夾的位置，結(jié)合設(shè)備實際工作條件，落實兩次平行攝譜工作。直到地質(zhì)化學(xué)元素分析線的強(qiáng)度值、背景值均在檢測器中直讀后，將檢測結(jié)果作為待測元素分析線使用。需要注意的是，若試樣中原本的元素含量＞校準(zhǔn)曲線的測定范圍，則技術(shù)人員使用基物當(dāng)做稀釋劑使用，不會對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確程度造成影響。

2 結(jié)果與討論

（1）激發(fā)電流。在將交流電弧作為激發(fā)源的原子發(fā)射光譜法中，電流本身對弧焰溫度和地質(zhì)化學(xué)樣品中元素的蒸發(fā)，均產(chǎn)生十分明顯的作用。該變化對元素的靈敏度、背景值和準(zhǔn)確度等均產(chǎn)生直接影響。因此，在試驗過程中，技術(shù)人員最終選擇使用一定梯度的電流模式，使用電流的目的是為了在低溫狀態(tài)下起弧，并能夠穩(wěn)定的銜接試樣，作用在于激發(fā)。在升級到二極電流之后，技術(shù)人員再次激發(fā)試樣，并將各種元素的譜線輻射出來。

試驗結(jié)果顯示，一級電流起弧3s之后，若及時升級到二級電流，并保持該電流條件22s，測試工作的靈敏度會更高。

（2）曝光時間。在常規(guī)的固體原子發(fā)射光譜分析過程中，被檢測的元素譜線強(qiáng)度通常會隨著曝光時間變化，產(chǎn)生相應(yīng)的變化，最終對多重元素的測定指標(biāo)以及分析效率產(chǎn)生影響。為保障檢測效果和結(jié)果的準(zhǔn)確性，技術(shù)人員采取瞬時積分強(qiáng)度以及積累曝光的方式進(jìn)行分析，同時，綜合考慮了具體的曝光時間，以此提高分析率。

（3）內(nèi)標(biāo)元素和分析線對。在常規(guī)的原子發(fā)射光譜分析工作落實的過程中，技術(shù)人員使用內(nèi)標(biāo)法，達(dá)到消除由于電弧激發(fā)條件變更，產(chǎn)生的干擾的目的。簡而言之，該方式能夠促使試驗中各種元素和內(nèi)標(biāo)元素蒸發(fā)行為的一致性，同時只需要分析線落實工作能夠?qū)崿F(xiàn)定量相對強(qiáng)度的比值。此外需要注意的是內(nèi)標(biāo)Ge元素和其余分析元素的瞬時強(qiáng)度變化、累加強(qiáng)度變化的行為基本一致。因此，應(yīng)用該元素作為內(nèi)標(biāo)使用十分合理，有效控制各種元素的蒸發(fā)行為保持一致。不同波長的待測元素譜線，以及內(nèi)標(biāo)Ge譜線共同組成的分析線，必然對相關(guān)方法的精確程度以及靈敏性造成影響。因此，選擇長波元素和長波Ge譜線組成的分析線對檢測效果產(chǎn)生的影響更加積極，具體選用方式可以對照表1內(nèi)容確定。

表1 方法的分析線對

（4）背景校正。幾乎全部的光譜分析方式均需要面對背景干擾，其是影響實驗效果的關(guān)鍵因素，對方法檢出限、準(zhǔn)確程度等產(chǎn)生直接影響。

（5）校準(zhǔn)曲線和測定范圍。地質(zhì)化學(xué)檢查的樣品中的樣品種類和類型較多，如巖石、礦物、土壤和水系沉積物等，由此可知基體的組分比較復(fù)雜。部分技術(shù)人員選擇使用人工合成的硅酸鹽光譜分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn)系列，最終建立相應(yīng)的校準(zhǔn)曲線，這種曲線適合土壤以及水系沉積物的樣品類型中使用，若基體復(fù)雜，仍使用此種標(biāo)準(zhǔn)物會影響實驗結(jié)果。實際上根據(jù)組分含量表內(nèi)容，可以確定各種元素的測定范圍以及二次曲線的擬合方程，在大部分地質(zhì)化學(xué)樣品分析中均適用，具體內(nèi)容如表2所示。

表2 校準(zhǔn)曲線相關(guān)參數(shù)

（6）方法精密度和檢出限。該實驗的技術(shù)人員從不同種類的地質(zhì)化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中，選出兩種作為投入樣品，并結(jié)合實驗方式進(jìn)行了12份平行分析，最終目的是計算多種元素的測定結(jié)果以及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。具體的實驗結(jié)果如表3所示。

表3 方法精密度結(jié)果

（7）方法精確度。為檢測該實驗方式的準(zhǔn)確程度，技術(shù)人員選擇幾種不同類型國家的一級地質(zhì)化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行驗證，最終使用雙電極平行攝譜取平均值的方式作為元素含量值，實驗結(jié)果如表4所示。

表4 地質(zhì)化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的準(zhǔn)確度驗證

注意事項，在多目標(biāo)地質(zhì)化學(xué)填圖中，對方法準(zhǔn)確度有明確的要求，具體為含量檢測范圍控制在≤檢出限3倍地范圍內(nèi)，顯然此種方式的準(zhǔn)確度達(dá)標(biāo)。

3 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)下對地質(zhì)化學(xué)樣品中的銀、硼和錫同時展開測定時，可以使用相對成熟的技術(shù)是固定進(jìn)樣技術(shù)，以及不需要酸溶以及堿熔的電弧發(fā)射光譜樣品分析方式展開工作。常見的測定方式是技術(shù)人員先將地質(zhì)化學(xué)樣品手動混合均勻后，將樣品稱量到紙上，再轉(zhuǎn)移到設(shè)備中混合均勻，后續(xù)通過交流電弧激發(fā)地質(zhì)樣品發(fā)射各種元素光譜。但是使用交流電弧原子發(fā)射光譜測定地質(zhì)樣品中銀、硼和錫樣品，有效省去手動混合樣品的步驟，僅需要依靠設(shè)備即可完成測定，且工作效率較高，每次能夠混合30份樣品，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)直讀的目的，該技術(shù)十分適合用于分析大批量的地質(zhì)化學(xué)樣品。