封闭溶样一电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中痕量金

Determination of Trace Gold in Geological Samples by InductivelyCoupled Plasma M ass Spectrometry with PressurizedSample Decomposition TechniqueZHANG Yong .WANG Yugong。.LIU Jianj un。

(1.ShanXi Sixth Geological Team for Geological and Mineral Exploration，The Development Bureau.Xi'an，ShanXi 710611，China2.Lanzhou Testing and Quality Supervision Center for Geological and Mineral Products。

The Ministry of Land and Resources，Lanzhou Gansu 730050，China)Abstract A new inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS)method was established for thedetermination of trace gold in geological samples.The novelty of this method is the utilization of a polyeth-ylene plastic bottle to seal the heating bath.The samples were digested with aqua regia solution and analy-sis was conducted using rhenium internal standard.The experimental results indicates that due to sealingof the water bath with polyethylene plastics bottles，the gold of the Ore samples can be completely decomposed，which result in saving cost and reducing environmental contamination.The method has been verifiedby analysis of national primary reference materials and results are consistent with the standard values.Therelative standard deviation for the method was 4.1%～6.7%(RSD， -9).The detection limit was 0.12 ng/g。

It concludes that the method is suitable for analysis of bulk field sample。

Keywords pressurized decomposition；water bath；foam plastic adsorption；inductively coupled plasma massspectrometry；gold；收稿 日期 ：2012-09-14 修 回臼期 ：2012-11 28作者简介 ：张勇，男 ，助理工程师，主要从事岩石矿物分析及地质矿产研究工作。

通信作者 ：王玉功，男，工程师，主要从事岩石矿物分析研究。E-mail：wangyugong586###sohu.com中r UOrJ e S e nh C第 1期 张 勇等：封闭溶样-电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中痕量金 35U 刖 再地质样品中痕量金的分析 ，通常采用王水溶解 ，泡沫塑料或活性炭吸附富集 ，微珠比色法 引，石墨炉原子吸收法测定E。]，目前应用最多的是泡沫塑料吸附-石墨炉原子吸收法↑几年发展起来 的电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)[8 ，具有操作简便、快速、检出限低、灵敏度高、精密度好等特点○的测试工作中试样分解是-个关键步骤。总的原则是使试样分解完全。针对不同的样品，应选择合适的溶样方法，旧能使金的溶出率达到最高。

通过大量实验，对现在流行 的 ICP-MS分析金的方法进行了改进 ，建立 了水浴封闭溶样，泡沫塑料吸附，以铼为内标，电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中金的分析技术。使分析结果精密度更好，准确度更高。

1 实验部分1.1 仪器和试剂艾柯 KL-UP-II-20型实验室专用纯水机 ，调速多用振荡器 。

Xseries2电感耦合等离子体质谱仪(美国 Per-kin Elmer公司)，其工作条件列于表 1。

表 1 等离子体质谱仪工作参数Table 1 Instrumental operation parameters for ICP-M S参数 设定值 参数 设定值高频功率 1150 W 测量方式 跳峰冷却气流量 13 L/rain 截取锥孔径 0.7 lTlm辅助气流量 0.75 L/min 采样锥孔径 1.0 trim雾化气流量 0.89 L/min 扫描次数 8O次扫描次数 8O次 数据采集时间 3 S金标准储备溶液(1.000 0 mg/mL)：准确称取1.000 0 g纯金于 50 mL烧杯中，加入新配置的王水2O mL，放 在水浴 上 溶解 并蒸 发 至小体 积后 转 入1 000 mL容量瓶 中，加入王水 200 mL，以蒸馏水 定容，摇匀。用时逐级稀释至 100 ng/mL的工作溶液。

硫 脲 溶 液 (10 g/L)， 三 氯 化 铁 溶 液(FeC13·6H2O，250 g/L)。

聚氨酯泡沫塑料：使用时剪成 2 cm×1.0 cm×1.0 cm的虚 ，用王水(3 )浸泡 2 h以上，沥干备用。

1.2 实验方法准确称取在 105℃烘干的试样 10.0 g(精确至0.000 1 g)，置于瓷方舟中，于马弗炉中从低温升至650℃焙烧 2 h，冷却后转人 250 mL聚乙烯塑料瓶中，加入 5O mL王水(11)，盖上盖(不能旋紧)，在沸水浴上加热 1 h。取下加水约 60 mL(控制酸浓度在 15 左右)，加入 3 mL三氧化铁溶液后放人-小块泡塑，旋紧盖子，在振荡器上震荡 40 min。取出泡塑用水洗去矿渣，挤干水分，置于 1O mL比色管中(预先加入硫脲 10 mL)，盖上塞子，置于沸水浴中加热 30 min，挤出泡沫，溶液冷却澄清后 ICP-MS测定。随同试样进行 2份空白试验。

2 结果与讨论根据王玉功等人的文献E1 ，经实验水浴溶矿的时间选为 60 min，振荡 吸附选用王水(15%)介质 、时间为 40 min。

2.1 封闭水浴溶样的优点按实验方法选取国家标准物质，以三角瓶敞口溶样和聚乙烯塑料瓶封闭水浴溶样进行结果对比见表 2。实验结果表明，两种溶样方法的结果并无显著差异，但封闭水浴溶样有较显著的优点，在封闭条件下，加入王水时不容易进溅、结块；封闭水浴溶样，温度均匀 ，便于批量样 品的酸度控制 ；产生 的水 蒸汽、氯气、酸汽不溢出，酸的损失小，节约成本，对环境的污染程度小；封闭体系酸蒸汽浓度的不断增加和蒸气压力的增大，提高了对试样的分解速度。

表 2 敞口与封闭体 系溶样 结果对 照Table 2 Testing results comparison between the openand the closed dissolution system2.2 内标元素的选择ICP-MS测定时，-般需加入内标元素控制仪器漂移，选择合适的内标元素可以消除不稳定因素引起的测定误差，获得更可靠的分析数据。根据金元素质量数及离子化程度相近的原则，选择 Re作为内标，同时 Re在地质样品中含量极低，样品焙烧时部分已挥发损失，经实验测定时在线加入 Re(10 ng/mL)对仪器的漂移和基体效应都能起到较36 中国无机分析化学 2013年好的校正作用 。

2.3 共存元素的干扰和消除试 料 经 泡 塑 振 荡 吸 附 后 ，K ，Na ，Ca ，Mg 十，Al 十，Fe。，Cu ，Pb 十，ZIlz十，Co2，Ni 等离子均不影响对金的测定。由于地质样品中 Ta含量较低，同时以 Re做内标加以校正 ，TaO的干扰完全可以忽略不计 。

2.4 铁盐用量的选择Fe 能很好地促进泡沫塑料对金的吸附，在 Au(100 ng/mL)的试验条件下 ，改变 的用量 ，如图 1可见，当三氯化铁的加人量为 3.0 mL(300 mg)以上时，体系的吸光度最大且稳定 ，实验选择三氯化铁溶液的用量为 3.0 mL。

2.5 方法检出限在仪器最佳化条件下，对样品空白溶液进行 12次平行测定 ，结果 为 0.10，0.14，0.09，0.13，0.15，0.17，0.18，0.08，0.14，0.08，0.07，0.17 ng/g，标准偏差为0.039 ng/g。以3倍的标准偏差计算出方法的检出限为 0.12 ng/g。

瓣塾回的用量/rag图 1 加入量与 回收率关 系Figure 1 Relationship between the recovery rateand Fes addition quantity。

2.6 精密度及回收率实验按实验方法 ，对实际样品 2011w143(陕西马鹿坪地区)、2011w250(陕西略阳地区)进行重 复 9次测定 ，由表 3结果 可见 ，方 法 的相 对标 准偏 差 为4.1 ～6.7 ，回收率为 95 ～104 ，符合地质实验室质量管理规范的要求 ，能满足分析要求 。

表 3 精密度及回收率实验Table 3 Precision and recovery tests样品编号 测定值 平均值 加入量 测定值 回收率/ 精密度 RSD/2.21.92.149.Z52.148.11.9 2.3，2.2 2.1Z.O 2.O50.3 48.653.4 47.952.8 49.71O2 lO42.7 准确度实验用 ICP-MS法对 6个国家-级标准物质进行 5次测定分析 ，由表 4结果可见 ，ICP-MS法测定值与标准值吻合。符合地质实验室质量管理规范的要求 。

表 4 准确度试验Table 4 Accuracy tests /(ng·g )2.8 方法对照采用石墨炉 原子吸收法 (GFAAS)和 ICP-MS法对不 同的化探金进行试验 ，表 5结果表 明，ICP-MS法与经典 的石墨炉原子 吸收法 比较 ，结果无显著差异。

表 5 方法对照Table 5 Method comparison/(ng·g )2.9 方法的线性关系分别移瑞(100 ng/mL)标准工作液 0.00，第 1期 张 勇等：封闭溶样-电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中痕量金 370.25，0.50，1.O0，2.00，4.00 mL于塑料瓶 中，加 3OmL王水(11)，70 mL蒸馏水，以下同样品处理。

测定其每秒计数 (CPS)○浓度与其每秒计数(CPs)的关系见图 2所示。由图2可知电感耦合等离子体质谱法测定金具有良好的线性关系，线性方程A-4 944.4x201.0，相关 系数 r-0.999 9，符合测定要求 ，说明方法可用于地质样 品中痕量金的分析测试 。

Up(Auy(ngmL )图 2 金标准工作曲线Figure 2 A ICP -M S calibration curVe of gOld。

3 结语利用 ICP-MS法测定地质样品中痕量金，经水浴封闭溶样，选择适量的三氯化铁及合适的内标元素，金的溶解完全、干扰少、方法快速、准确、经济、对环境污染小 ，适用于批量地质样品金含量的测定 。