小中大活性炭吸附富集-X荧光光谱法测定矿石中金的含量
摘要：矿石试样经粉碎、稀王水处理后，采用活性炭吸附富集样品溶液中的金元素。活性炭干燥后采用X荧光光谱仪测试金元素响应强度。一系列金矿石标准物质经活性炭吸附富集、干燥后，经X荧光光谱仪测试，以金元素标准含量-X荧光响应强度建立标准曲线并测试样品。实验结果表明，此方法测试结果准确，精密度好，极大的降低了X荧光光谱仪测定矿石中金元素含量的检出限。
关键字：活性炭；吸附富集；X荧光光谱；金；
矿石中金元素的测试方法目前有原子发射光谱法[1-2]、原子吸收光谱法[3-4]、X荧光光谱法。X荧光光谱法测定矿石中的金元素具有测试速度快、仪器操作简单等特点，但测量过程因易受矿石基体影响，测试结果的准确度及检出限难以满足各行业要求。因活性炭对金元素具有较好的吸附选择性，采用活性炭吸附矿石中金元素，不仅富集浓缩了金元素，同时将金元素与复杂基体分离，消除了基体干扰的影响，改善了X荧光光谱法测定矿石中金含量的准确性及检出限。
吸附富集金元素后的活性炭可密封保存，重复使用以用于校准曲线的绘制，因此无需使用大量的标准物质和试剂，简化了实验流程并节约成本。
1.实验部分
1.1试剂
去离子水（≥18.25MΩ）；稀王水（50%，HCL：HNO3=3:1）；活性炭（AR，上海联合化工试剂有限公司）；金矿石国家标准物质（GBW07804；GBW07803；GBW07802；GBW07801；GBW07300,国家标准物质中心）
1.2 仪器与设备
X荧光光谱仪；水浴恒温振荡器；真空过滤器；水系滤膜；
1.3分析条件
管电压：4.5KV；管电流：0.5mA
1.4 样品处理
称取10g样品，精确至0.0001 g,平铺于瓷舟中，放置于马弗炉中，450℃烘烤30min，600℃烘烤45min；转移样品至250ml烧杯中，加入200ml稀王水，加热板上加热至微沸，保持45min左右；样品溶液使用真空过滤器过滤，弃去滤渣，滤液移至500ml具塞平底烧瓶。精确称取1g活性炭，加入滤液中，70℃水浴震荡1h，冷却，真空过滤器过滤，弃去滤液，活性炭105℃恒温干燥8h，待测。为保证测试结果的准确性，标准物质和样品的处理流程应严格一致，包括样品的称样量、王水浓度、振荡时间等。
1.5标准曲线的绘制
选取一系列浓度的金矿国家标准物质，按1.4处理标准物质，经活性炭吸附富集，干燥后用X荧光光谱仪测试，金矿国家标准物质金元素标准含量及其对应的X荧光响应值如表1所示：
表1.金标准含量及对应X荧光响应值
金矿国家标准物质
GBW07801
GBW07802
GBW07803
GBW07804
金标准浓度(mg/kg)
57.2
37.3
20.9
2.5
X荧光响应强度（CPS）
66.54
45.35
26.21
3.33
以金矿国家标准物质金元素标准浓度及X荧光光谱仪的响应强度绘制标准曲线，如图1所示，校准曲线的线性方程为y=1.155 x+1.292，线性相关系数为0.998。吸附富集金元素后的活性炭可密封保存，重复使用以用于校准曲线的绘制。
图1.校准曲线
1.6样品测定
按1.4处理样品，活性碳吸附富集金元素并干燥后，使用X荧光光谱仪测试其响应强度。从标准曲线上计算其相应浓度。
2.结果讨论
2.1吸附介质对测试结果影响
为考察吸附介质对测试结果的影响，以不同浓度的王水配制10mg/L的金标准溶液，使用活性炭吸附富集后过滤，采用ICP-AES测定滤液中金元素浓度，测试结果如表2所示：
表2.王水浓度对活性炭吸附效率影响
王水浓度
10%
25%
35%
50%
滤液中金残留浓度(mg/L)
0.19
0.13
0.08
＜0.01
吸附率
98.1%
98.7%
99.2%
100%
2.2 振荡时间对吸附效率的影响
不同振荡时间对吸附效率的影响如图2所示，当振荡时间大于1h时，吸附效果最好。
图2.振荡时间对吸附效率影响
2.3共存离子影响
活性炭对金的吸附选择选择性较强，大多数常见离子不干扰金的测定。用50%稀王水配制10mg/L金标准溶液，同时加入铁、铜、锌、镍、铅常见金属元素10mg/L。按照1.4所述方法，使用活性炭吸附富集，金的吸附效率为100%，可见其它元素对金的吸附干扰较小。
2.4测试结果的准确度与精密度
金矿国家标准物质GBW07300(Gau-22)、GBW07801(JY-1)按1.4所述方法处理后，使用X荧光光谱仪连续测量12次，根据校准曲线计算标准物质浓度及测量标准偏差，测试结果如表3所示：
表3.方法准确度与精密度
标准物质
标准值
测试结果
平均值
回收率
RSD%
GBW07300
5.72
1
2
3
4
5
6
5.67
99.2%
4.75%
5.63
5.60
5.72
5.69
5.73
5.76
7
8
9
10
11
12
5.65
5.69
5.68
5.62
5.65
5.66
GBW07801
57.2
1
2
3
4
5
6
56.9
99.5%
1.72%
56.2
53.8
57.9
58.6
57.3
55.8
7
8
9
10
11
12
56.8
60.5
57.2
54.9
56.9
57.2
从表3可以看出，活性炭吸附富集-X荧光光谱法测定矿石中金的含量具有较高的准确度与精密度，回收率94%-106%，相对标准偏差1.72%-4.75%。
3.结论
采用活性炭吸附富集-X荧光光谱法测定矿石中金的含量具有较高的准确度与精密度，同时消除了X荧光光谱法直接测定矿石中金元素时，其它元素对金元素的干扰，极大降低了X荧光光谱法测定矿石中金的含量的检出限。
参考文献
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