草酸铵为基体改进剂石墨炉原子吸收光谱法测定碳酸盐岩中的痕量银.pdf

2016年3月
岩矿测试
Vol 35. No.2
March 2016
ROCK AND MINERAL ANALYSIS
134~138
文章编号:0254-5357(2016)02-0134-04
D0:10.15898/j.cnki.11-2131/td.2016.02.004
草酸铵为基体改进剂石墨炉原子吸收光谱法测定碳酸盐岩中
的痕量银
徐国栋,金斌,葛建华“,董俊,程江
(中国地质调査局成都地质调査中心,四川成都610081)
摘要:目前采用酸溶分解试样,以硫脲或磷酸氩二铵为基体改进03
(a)未加基体改进剂
剂,应用石墨炉原子吸收光谱法( GFAAS)可以直接测定各类地质0.20
吸光度值
样品中的痕量银;但应用于测定碳酸盐岩中的痕量银时,基体元素
015
一背景值
兴0.10
钙镁会产生干扰,同时影响石墨管的使用寿命。本文用盐酸一馨
硝酸一氢氟酸一高氟酸四酸溶样,硝酸提取,以草酸(45.5gL)09
作基体改进剂,试液中的钙镁与草酸铵快速反应生成白色沉淀物
而分离,并形成了具有挥发性的铵盐介质环境,可显著提高石墨妒
0.5L.01.52.02.5
的灰化温度进一步除去铵盐介质,从而消除了基体元素的各种影
时间(s)
响。本方法操作崗羊,国家标准物质验证,其定值与标准值的"23
(b)加入基体改进剂
0.20
相对偏差均小于10%,检出限为0.010g/g,精密度(RSD,
吸光度值
背景值
n=12)小于1.0%。本方法不仅分离了干扰基体,而且比前人
采用的一米光栅发射光谱法的检出限(0.04pg/g)更低。
0.0
0.05
关键词:碳酸盐岩;痕量银;石墨炉原子吸收光谱法;草酸铵;o0
钙镁干拢
0.05
0.51.01.52.02
中图分类号:P588.245;0657.31
文献标识码:B
时间(s)
碳酸盐岩石主要由沉积形成,在地壳中其面积等基体元素,降低光谱背景,从而获得较好的测定结
约占沉积岩总面积的20%,其主要化学成分(以氧果,但该方法流程长、效率低,稳定性较差。邓士荣?
化物表示)有Ca0、Mg0及CO2,其余的氧化物还有通过加入草酸溶液使钙沉淀的方式改进了火焰原子
SiO2、TiO2、Al2O3、Fe203、K20、Na20、SO2等,同时还吸收光谱法(FAAS)测定碳酸盐岩样品中微量元素
含有部分微量元素。根据碳酸盐岩应用和研究银、镉的方法,但由于检出限的原因不能准确测定碳
的不同要求,除了传统的简项分析和全分析外,往往酸盐岩中的痕量银。因此针对碳酸盐岩石样品中含
还要求进行痕量元素铜、铅、锌、钨、钼、砷、锑、金、银有大量基体元素钙镁的特征,建立一种操作简单快
的分析。
速、准确可靠的痕量银测定方法尤为必要。
银在自然界中含量较低,主要以硫化物形式存
石墨炉原子吸收光谱法(CFAS)具有灵敏度
在,其测定方法主要有原子吸收光谱法2、发射光谱高、准确度好、操作简单等特点,已广泛应用于矿石、
法、质谱法4等。张文华等?对碳酸盐岩样品中化探、岩石、土壤、水系沉积物等地质样品中痕量银
痕量B、Sn、Ag等元素的发射光谱定量分析方法进行的测定,该方法一般采用四酸(盐酸一硝酸一氨氟
了研究,认为这类样品中基体元素Ca、Mg含量较高,酸一高氯酸)溶解样品,以硫脲或磷酸氢二铵作为
严重影响光谱测定,可以通过加人缓神剂抑制Ca、Mg基体改进剂,不经过任何分离可以直接进行测定。
收稿日期:2015-12-16;修回日期:2016-02-11;接受目期:2016-03-10
基金项目:西藏华钰股份有限公司资助项目(20121129)
作者简介:徐国栋,硕土,工程师,主要从事岩石矿物分析工作。E-mail:xgd1230@163.com。
通讯作者:葛建华,高级工程师,主要从事岩石矿物分析工作。E-mail:ginger@163.com。
34
第2期
徐国栋,等:草酸铵为基体改进剂石墨炉原子吸收光谱法测定碳酸盐岩中的痕量银
第35卷
但本项目组采用酸溶CFAS法测定碳酸盐岩中的2.5mL3%的硝酸,加热提取5min,取下冷却后转
痕量银时,在分析过程中出现以下问题:①测定信号移至25mL比色管中,加入12mL草酸铵溶液45.5
不稳定,会产生强大的背景吸收从而掩盖银元素的
用水稀释至刻度,摇匀放置过夜,待沉淀完全
测定信号,严重影响方法的灵敏度和准确度;②石墨后,取上清液用 GFAAS法进行测定。
管的使用寿命大大降低。针对上述问题,本文通过
在酸溶解后的试液中加入基体改进剂,经沉淀分离2结果与讨论
除去基体元素钙镁,反应生成挥发性的铵盐介质环2.1溶样方法的选择
境,在此介质环境中可以提高石墨炉原子吸收光谱
碳酸盐岩石的主要化学成分是碳酸钙和碳酸
仪的灰化温度,从而消除了基体元素钙镁对痕量银镁,因此相对于其他试样而言,碳酸盐岩试样较易分
测定的各种影响。
解。纯度很高的碳酸盐岩石,甚至可以直接用盐酸
溶解,但是对于硅酸盐杂质较多的碳酸盐岩试样,用
1实验部分
盐酸难以将试样完全分解,其试样分解仍按硅酸盐
1.1仪器及工作条件
岩石处理。夏辉等?采用王水水浴法溶解岩石、土
ZEENIT650P型石墨炉原子吸收光谱仪(德国耶壤及水系沉积物样品,取得了不错的效果,溶解方法
拿分析仪器股份公司),工作条件为:波长328.1简单、快速。但王水水浴法溶样方式更偏重于是
nm,狭缝0.5nm,灯电流4mA,积分时间2.5s,石种提取方式,对于能否将样品中银完全溶解出来,缺
墨炉升温程序见表1,配MPE60型自动进样器;EHP乏理论的指导,其可靠性需要长期的分析实践验证。
型电热板(天津拓至明仪器有限公司);BSA1248型因此为保证碳酸盐岩样品中的痕量银能充分地溶解
电子天平(德国赛多利斯公司)
出来,本文采用常规可靠的四酸(盐酸一硝酸一氢
氟酸一高氯酸)溶解试样的方法。
表]石景炉升温程序
2.2基体改进技术的应用
Table 1 Temperature program of graphite furnace
2.2.1基体元素干扰机理的探讨
温度
斜坡
保持时间
步骤
本文选用四酸溶解的方式分解试样,因此碳酸
℃/s)
干燥
盐岩中的基体元素钙镁在四酸溶解、硝酸提取后的
干燥
试液中主要以氯化物(氯化钙、氯化镁)和硝酸盐
干燥
(硝酸钙、硝酸镁)形式存在。实验发现,当采用该
灰化
试液直接测定痕量银时,会产生以下问题:①测定信
灰化
30
15
原子化
号不稳定,会产生强大的背景吸收从而掩盖银元素
除残
4的测定信号;②石墨管的使用寿命大大降低
结合前人的研究结论?和本实验出现的具体
1.2标准溶液及主要试剂
干扰情况,分析认为产生干扰的主要原因是试液中
银标准储备溶液(国家有色金属及电子材料分基体元素钙镁的氯化物属于易挥发难解离的化合
析测试中心):100g/mL,使用时用1%的硝酸逐物,在石墨炉原子化阶段可以快速挥发,得到较密集
级稀释