原子吸收光譜法測定金礦中的金實(shí)驗(yàn)條件探討

易靈紅

（廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院資源工程系，廣西 河池 547000）

原子吸收光譜法測定金礦中的金實(shí)驗(yàn)條件探討

易靈紅

（廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院資源工程系，廣西 河池 547000）

本文以甲基異丁基甲酮為萃取劑，采用火焰原子吸收光譜法測定了河池金礦中的金含量，并對實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了優(yōu)化。探討了灼燒溫度及時間、萃取條件、干擾離子等因素對金測定結(jié)果的影響。結(jié)果表明適宜條件為：灼燒溫度700℃，灼燒時間2h，試樣溶液用量50mL，磷酸氫二鈉用量5g，甲基異丁基甲酮用量10mL，萃取時間1.5min。方法檢出限為0.10 μg·mL-1，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.78%（n=6），加標(biāo)回收率在95.4%～102.6%之間。

金；甲基異丁基甲酮；萃取；火焰原子吸收光譜法

廣西河池是著名的有色金屬之鄉(xiāng)，是世界罕見的有色多金屬共生富礦區(qū)。河池地區(qū)的金礦通常以金屬互化物的形式存在，常與硫、碳、砷、汞及其它有機(jī)物共存，具有含量低、均勻性差、組成復(fù)雜的特點(diǎn)，這給礦石中金的準(zhǔn)確測定提出了巨大的挑戰(zhàn)。目前，已報道的金的測定方法主要有原子吸收光譜法[1-5]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法[6-7]、原子熒光光譜法[8]、分光光度法[9]等。其中，原子吸收光譜法測定金應(yīng)用較多，方法較成熟。本文采用原子吸收光譜法，對河池金礦中的金含量進(jìn)行了測定。探討了灼燒溫度、灼燒時間、萃取條件、干擾離子等因素對金礦中金含量測定的影響，優(yōu)化了測定金的實(shí)驗(yàn)條件。方法應(yīng)用于河池金礦中金的測定，靈敏度和精密度較高，結(jié)果滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

WFX-130B原子吸收分光光度計，金空心陰極燈，電子分析天平； SD101型電熱鼓風(fēng)干燥箱，馬弗爐。

金標(biāo)準(zhǔn)儲備液（0.1mg·mL-1）：稱取純金（99.99%）0.1000g于50mL 燒杯中，加王水10mL，加熱溶解完全，加20%氯化鈉溶液5滴，于水浴上蒸干，加鹽酸2mL，蒸發(fā)至干，重復(fù)3次，加鹽酸100mL溶解，移入1L容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

金標(biāo)準(zhǔn)工作液（5μg·mL-1）：準(zhǔn)確吸取金標(biāo)準(zhǔn)儲備液50mL于1L容量瓶中，用10%鹽酸稀釋至刻度，搖勻。

飽和甲基異丁基甲酮溶液：用10%鹽酸5份，甲基異丁基甲酮1份，放入125mL分液漏斗中，震蕩2min，分層后棄去水相。

甲基異丁基甲酮(MIBK)、十二水合磷酸氫二鈉、氯化鈉、硝酸、鹽酸。

實(shí)驗(yàn)所用試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。

1.2 儀器工作條件

波長242.8nm，狹縫0.4nm，燈電流3.0mA，燃燒器高度6mm，空氣壓力0.3MPa，空氣流量7.0L·min-1，乙炔流量0.4L·min-1，火焰類型：氧化性藍(lán)色焰。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備與分析

準(zhǔn)確稱取試樣10g于瓷坩堝中，放于600～700℃高溫爐中，灼燒1～2h，中間攪拌2次，取出冷卻。轉(zhuǎn)入300mL燒杯中，加王水40mL，于電爐上低溫溶解蒸至近干。加鹽酸25mL，用少量的水沖洗杯壁，加熱使鹽類溶解，轉(zhuǎn)入250mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。視含量高低，吸取分液25～100mL于125mL分液漏斗中，加磷酸氫二鈉5g，搖勻。加甲基異丁基甲酮10mL，萃取1.5min，澄清后進(jìn)行測定。用10%鹽酸飽和的甲基異丁基甲酮調(diào)整儀器零點(diǎn)。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別吸取金標(biāo)準(zhǔn)工作液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0mL于分液漏斗中，用鹽酸調(diào)酸度到10%，與試樣條件一致進(jìn)行萃取測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 灼燒溫度及時間

礦樣在一定溫度下進(jìn)行灼燒可以除去硫、碳、砷、汞及其它有機(jī)物，使得礦樣容易被王水溶解完全。準(zhǔn)確稱取10g金礦樣，放入高溫爐中，于不同溫度下灼燒一定時間，按1.3實(shí)驗(yàn)方法，測定礦樣中金的含量。在消除干擾的情況下，條件的探討以金含量測定結(jié)果最高為準(zhǔn)。結(jié)果表明，礦樣經(jīng)700℃灼燒2h后，金含量測定結(jié)果最高。當(dāng)溫度低于700℃時且灼燒時間少于2h時，礦樣灼燒不完全。當(dāng)溫度高于700℃時，金在灼燒過程中揮發(fā)，導(dǎo)致金含量測定結(jié)果偏低。因此，本實(shí)驗(yàn)選擇灼燒溫度700℃，灼燒時間2h。

2.2 試樣溶液用量

吸取一定體積的分液于125mL分液漏斗中，對金含量進(jìn)行測定。結(jié)果表明，分液體積取50mL時，用甲基異丁基甲酮萃取后，金含量濃度較合適，能與所繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線相匹配。因此，本實(shí)驗(yàn)分液體積取50mL。

2.3 磷酸氫二鈉用量

在萃取時加入磷酸氫二鈉，其作用是使試樣中的Fe3+生成Fe(HPO4)2-絡(luò)合物而不被甲基異丁基甲酮萃取，從而消除Fe3+對金測定的干擾。金礦經(jīng)王水溶解后，溶液成黃色，說明礦樣中含有較多的Fe3+。

本實(shí)驗(yàn)磷酸氫二鈉用量主要以完全將Fe3+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(HPO4)2-且對金含量測定無影響為依據(jù)。吸取試樣溶液50mL，按1.3實(shí)驗(yàn)方法，加入不同量的磷酸氫二鈉，探討磷酸氫二鈉用量對金含量測定結(jié)果的影響。結(jié)果表明，隨著磷酸氫二鈉用量的增加，萃取時溶液黃色逐漸變淺，F(xiàn)e3+含量逐漸降低。當(dāng)加入磷酸氫二鈉5.0g時，溶液黃色全部褪去，說明三價鐵離子已完全轉(zhuǎn)變Fe(HPO4)2-，此時，金含量測定結(jié)果也是最好的。之后繼續(xù)增加磷酸氫二鈉用量，萃取液無機(jī)相中有白色絮狀沉淀析出，對金有吸附作用，導(dǎo)致有機(jī)相金含量測定結(jié)果降低。因此，本實(shí)驗(yàn)磷酸氫二鈉用量為5.0g。

2.4 甲基異丁基甲酮用量

甲基異丁基甲酮（MIBK）是萃取劑，其用量直接決定試樣中的金是否萃取完全。吸取試樣溶液50mL，加入磷酸氫二鈉5.0g，加入不同量的MIBK，探討MIBK用量對金含量測定結(jié)果的影響。結(jié)果表明，隨著MIBK用量的增加，礦樣中金含量測定結(jié)果逐漸升高。當(dāng)加入MIBK為10.0mL時，繼續(xù)增加MIBK用量，金含量測定值趨于穩(wěn)定。這說明，50mL試樣溶液中加入MIBK為10.0mL時已萃取完全。因此，本實(shí)驗(yàn)MIBK用量為10.0mL。

2.5 萃取時間

采取人工振蕩的方法進(jìn)行萃取，振蕩時間1.5min（震蕩次數(shù)90次）以上，試液金含量測定值趨于穩(wěn)定。本實(shí)驗(yàn)選擇萃取時間1.5min。

2.6 共存離子的影響

對常見的共存離子進(jìn)行了干擾試驗(yàn)。在含金20μg的溶液中，2500mg的鈣，1000mg的鉀，800mg的鋅，350mg的鎳，300mg的鈉，200mg的錳、鉍，150mg的砷不干擾測定。大量Fe3+對金的測定有正干擾，本實(shí)驗(yàn)采用加入磷酸氫二鈉的方法加以消除。10%鹽酸、5%硝酸對金的測定沒有影響。

2.7 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 The standard curve

分別吸取金標(biāo)準(zhǔn)工作液 0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0mL于分液漏斗中，用鹽酸調(diào)酸度到10%，與試樣條件一致進(jìn)行萃取測定。測定時將標(biāo)準(zhǔn)系列與10%鹽酸飽和的甲基異丁基甲酮溶液間隔噴入火焰進(jìn)行測定。以金的質(zhì)量濃度(μg·mL-1)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。金含量在0～3.0μg·mL-1范圍內(nèi)成線性關(guān)系，線性回歸方程為A=0.0071C+0.0057，相關(guān)系數(shù)R=0.998。對標(biāo)準(zhǔn)空白溶液測定11次，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差σ，按3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)工作曲線斜率的計算方法，檢出限為0.10μg·mL-1。

2.8 樣品測定

準(zhǔn)確稱取金礦樣品10g，根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)探討的最佳條件按1.3的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行灼燒、溶樣、萃取后進(jìn)行金含量的測定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 金礦中金含量測定結(jié)果

2.9 加標(biāo)回收率測定

吸取試樣溶液50mL于分液漏斗中，加入金標(biāo)準(zhǔn)工作液2.0mL，按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行金含量加標(biāo)回收率測定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 金含量回收率測定結(jié)果

3 結(jié)論

用甲基異丁基甲酮萃取-火焰原子吸收光譜法對河池金礦中金的含量進(jìn)行了測定，探討了灼燒溫度與時間、試樣溶液用量、磷酸氫二鈉用量、甲基異丁基甲酮用量、萃取時間、干擾離子等因素對金含量測定結(jié)果的影響。結(jié)果表明，礦樣經(jīng)700℃灼燒2h后，分取試樣溶液50mL，加入磷酸氫二鈉5g，甲基異丁基甲酮10mL，萃取時間1.5min時，金含量測定結(jié)果最好。

[1] 劉秋波，王皓瑩.活性炭吸附-火焰原子吸收光譜法測定粗硒中的金[J].中國無機(jī)分析化學(xué)，2015(2)：67-69.

[2] 冉恒星.泡沫塑料富集-原子吸收光譜法測定鉛精礦中的金[J].中國無機(jī)分析化學(xué)，2015(3)：45-47.

[3] 高云濤，吳立.乙醇-氯化鈉-水雙水相萃取原子吸收法測定金的研究[J].黃金，2001，22 (1)：47-49.

[4] 單興剛，林云芬.乙酸丁酯萃取-火焰原子吸收光譜法測定礦石中痕量金[J].冶金分析，2011，31(3)：64-67.

[5] 趙麗琴，呂緒東，馬秀蓮.甲基異丁基甲酮萃取原子吸收光譜法測定礦石中金的含量[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報，1999，11(2)：85-87.

[6] 王干珍，嚴(yán)慧，易曉明，等.氯化銨除銻-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定銻礦石中的金[J].理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊，2016，52(3)：342-344.

[7] 張翼明，張立鋒，周凱紅.電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定硫化礦石中金[J].冶金分析，2014，34(12)：44-47.

[8] 劉德林，高樹林，黃煉.火焰-原子熒光光譜法測定微量金的研究[J].黃金，2011，32(6)：53-56.

[9] 穆肖，王愛香.偶氮熒光桃紅-溴酸鉀體系阻抑動力學(xué)光度法測定金礦石中的痕量金[J].冶金分析，2014，34(6)：57-60.

Experimental Determination Conditions of Gold in Gold Mine by Atomic Absorption Spectrometry

YI Linghong
(Department of Resources Engineering, Guangxi Modem Polytechnic College, Hechi 547000, China)

With methyl isobutyl ketone extraction as extracting agent, the gold content of hechi gold mine was measured by flam atomic absorption spectrometry. The experimental conditions were optimized. The influence factors were discussed, including the calcination temperature and time, the extraction conditions and interfering ions. The results showed the proper conditions as followed: the calcination temperature was 700℃, the calcination time was 2h, the dosage of sample solution was 50mL, the dosage of disodium hydrogen phosphate was 5g, the dosage of methyl isobutyl ketone was 10mL and the extraction time was 1.5min. Detection limit of this method was 0.10 μg/mL. The relative standard deviation was 1.78%（n=6）and the recovery rate was between 95.4%～102.6%.

gold; methyl isobutyl ketone; extraction; flame atomic absorption spectrometry

O 657.7+3

A

1671-9905(2017)01-0032-03

易靈紅（1983-），女，碩士，講師，主要從事化學(xué)教學(xué)及其科研工作，E-mail：yilinghong888@163.com

2016-11-04