一种岩石矿物中微量金的测定方法与流程

1.本发明涉及一种岩石矿物中微量金的测定方法，属于海洋岩石检测及试验技术领域。


背景技术：

2.海洋岩石矿物中微量金含量的最低限一般为0.001ng/g，通常采用的分析测试方法为电感耦合等离子体-质谱法(icp-ms)或原子吸收光谱法(aas)，由于样品中金含量非常低，需要进行王水溶解，然后采用聚氨酯泡沫、巯基棉、特效交换树脂进行分离富集，消除基体元素的干扰，并用一定的洗脱剂将吸附剂富集的金洗脱下来，结合现代分析仪器进行测试。在分析测试过程中，发现样品经王水溶解后，溶液中存在着大量的氧化性硝酸具有氧化作用，会抑制巯基棉或聚氨酯泡沫吸附富集微量金，这样影响分析结果的准确性。目前报道的分析方法中，通常将样品溶液蒸至近干，再加入盐酸溶液来溶解盐分制备成吸附介质，但是将样品溶液蒸至近干，会有大量的盐酸和硝酸挥发到空气中，污染环境，同时也浪费时间。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种岩石矿物中微量金的测定方法，减少酸性气体污染环境，且不会影响吸附材料对微量金的吸附效果。
4.实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：一种岩石矿物中微量金的测定方法，包括：
5.溶解步骤：将岩石矿物以王水进行溶解，得到矿物溶液；
6.除酸步骤：将矿物溶液加热至40-60℃，然后加入挥发剂，将硝酸挥发，得到除酸溶液；
7.抽滤步骤：将除酸溶液稀释，然后进行抽滤，取滤液；
8.吸附洗脱步骤：使用巯基棉或聚氨酯泡沫与滤液接触并对金进行吸附，然后将金洗脱，得到待测液；
9.测定步骤：对待测液中的金含量进行测定。
10.进一步地，溶解步骤中，将岩石矿物灼烧，然后加入王水进行溶解。
11.进一步地，除酸步骤中，挥发剂为甲酸或甲醛。
12.进一步地，除酸步骤中，将矿物溶液加热并保持在温度为40-60℃，然后加入挥发剂，待棕色气体挥发完全后，再次加入挥发剂。
13.进一步地，抽滤步骤中，进行抽滤并用hcl溶液洗涤滤渣，收集抽滤和洗涤流出的液体为滤液。
14.进一步地，吸附洗脱步骤中，将滤液以流速1-3ml/min倒入巯基棉交换柱中对金进行吸附，然后以解脱剂将金从巯基棉交换柱中洗脱。
15.进一步地，解脱剂为硫脲-盐酸解脱剂。
16.进一步地，吸附洗脱步骤中，将聚氨酯泡沫浸入滤液中对金进行吸附，然后将金从聚氨酯泡沫中洗脱。
17.进一步地，吸附洗脱步骤中，将聚氨酯泡沫浸入滤液中对金进行吸附，然后取出聚氨酯泡沫，加入洗脱剂并加热至90-110℃。
18.进一步地，将吸附金的聚氨酯泡沫加入蒸馏水进行洗涤，然后挤干水分，再将金洗脱。
19.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
20.1、本发明以除酸步骤和抽滤步骤相结合，能够有效去除待测岩石矿物样品总的硝酸，防止硝酸在吸附洗脱步骤中对材料的氧化，导致吸附效果下降；
21.2、本发明以使硝酸以挥发的方式去除，保持样品试液为盐酸介质，能够提高样品的稳定性，保证样品测定结果的准确性；
22.3、本发明将硝酸挥发，以解决矿物溶液中残留的硝酸会影响巯基棉或聚氨酯泡沫对微量金的吸附的问题，因为硝酸是氧化性的强酸会氧化巯基棉上的巯基、聚氨酯泡沫上的吸附官能团(-nh2、-cn-)，降低吸附材料对微量金的吸附率。
具体实施方式
23.下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述：
24.一种岩石矿物中微量金的测定方法，包括：
25.溶解步骤：将岩石矿物在温度为750℃的条件下进行灼烧，该条件下可以充分消除样品中的有机质，让有机物生成二氧化碳，避免测试过程的干扰；放冷倒入烧杯，在通风橱中加入王水进行溶解，王水可以充分消解样品中的硫化物和金属，并且完全溶解出样品中的金元素，盖上表面皿，在电热板上加热至90-120℃，该温度条件下，王水不会造成溶液飞溅，并且溶解充分，得到矿物溶液；
26.除酸步骤：将矿物溶液加热并保持在温度为40-60℃，然后加入挥发剂并加热，挥发剂加入后不会沸腾，且该温度下挥发剂与硝酸反应充分；待棕色气体挥发完全后，再次加入挥发剂并加热，可以有效进一步除去残留的硝酸，得到除酸溶液；挥发剂为甲酸或甲醛，样品完全后加入还原性的甲酸或甲醛与硝酸发生氧化还原反应生成no2而挥发去除硝酸，这样可以消除硝酸对微量金的吸附影响，能显著提高微量金测定的准确度；挥发剂与硝酸的化学反应式如下：
27.2hno3(浓) hcooh＝2no2↑
co2↑
2h2o；
28.4hno3(浓) hcho＝4no2↑
co2↑
3h2o；
29.抽滤步骤：用蒸馏水将除酸溶液稀释，稀释除酸溶液可以避免在后续加热过程中样品溶液沸腾产生飞溅；用布氏漏斗进行抽滤并用5％(v/v)hcl溶液洗涤滤渣，可以有效避免金在滤渣中的残留而导致测试结果的偏低；收集抽滤和洗涤流出的液体为滤液；
30.吸附洗脱步骤：将滤液以流速1-3ml/min倒入用5％(v/v)hcl平衡过的巯基棉交换柱中对金进行吸附，流速的设置可以使巯基棉交换柱完全吸附溶液中的金，用5％(v/v)hcl洗涤烧杯，回收烧杯杯壁上含金的残留溶液；然后以解脱剂将金从巯基棉交换柱中洗脱到比色管中，得到待测液；解脱剂为0.5wt％硫脲-0.5wt％盐酸解脱剂，硫脲能与au
3
形成稳定的配合物，这样能使被吸附的金变成溶液从巯基棉或聚氨酯泡沫上解脱下来，0.5wt％盐酸
的酸性介质能使au-硫脲配合物更加稳定；
31.或，将聚氨酯泡沫浸入滤液中对金进行吸附，置于振荡机上振荡吸附60-90min；然后取出聚氨酯泡沫，加入蒸馏水进行洗涤，然后挤干水分，目的是消除5％(v/v)hcl溶液的影响；聚氨酯泡沫置于比色管中，加入洗脱剂并于水浴锅中加热至90-110℃，中途用干净的玻璃棒挤压4次以便聚氨酯泡沫上吸附的金完全洗脱下来，取下放冷并摇匀，得到待测液；
32.测定步骤：将待测液用icp-ms进行测定，测定过程中配制金标准溶液0-60ng/g用于低含量金的测定，0.1-4μg/g标准溶液用于高含量金的测定。
33.实施例1：
34.一种岩石矿物中微量金的测定方法，包括：
35.溶解步骤：取岩石矿物10g置于瓷坩埚中，放于马弗炉中，在温度为750℃的条件下进行灼烧2h，放冷倒入烧杯；在通风橱中加入王水60ml进行溶解，放置1根短玻璃棒并盖上表面皿，在电热板上加热至115℃保持65min，得到矿物溶液；
36.除酸步骤：将矿物溶液加热并保持在温度为55℃，然后加入挥发剂15ml并加热9min，待棕色气体挥发完全后，再次加入挥发剂2ml，将硝酸挥发完全，得到除酸溶液；挥发剂为甲酸或甲醛；
37.抽滤步骤：加入蒸馏水50ml将除酸溶液稀释，加热9min，然后再加入蒸馏水至100ml；用布氏漏斗进行抽滤，滤渣用5％(v/v)hcl 25ml溶液洗涤5次，收集抽滤和洗涤流出的液体为滤液；
38.吸附洗脱步骤：将滤液以流速1.5ml/min倒入用5％(v/v)hcl平衡过的巯基棉交换柱中对金进行吸附，用5％(v/v)hcl洗涤烧杯5次，用5％(v/v)hcl洗涤巯基棉交换柱3次；然后以解脱剂5ml将金从巯基棉交换柱中洗脱到比色管中，将比色管中的溶液摇匀，得到待测液；解脱剂为0.5wt％硫脲-0.5wt％盐酸解脱剂；
39.测定步骤：将待测液用icp-ms进行测定，测定过程中配制金标准溶液0-40ng/g用于微量金的测定。
40.实施例的方法灵敏度(即全流程检测限)为0.006ng/g，该值用全流程空白的3倍计算得出。
41.计算公式：全流程检测限＝全流程空白
×
3。
42.实施例2：
43.一种岩石矿物中微量金的测定方法，包括：
44.溶解步骤：取岩石矿物5g置于瓷坩埚中，放于马弗炉中，在温度为750℃的条件下进行灼烧2h，放冷倒入烧杯；在通风橱中加入王水60ml进行溶解，放置1根短玻璃棒并盖上表面皿，在电热板上加热至95℃保持90min，得到矿物溶液；
45.除酸步骤：将矿物溶液加热并保持在温度为45℃，然后加入挥发剂8ml并加热3min，待棕色气体挥发完全后，再次加入挥发剂2ml，将硝酸挥发完全，得到除酸溶液；挥发剂为甲酸或甲醛；
46.抽滤步骤：加入蒸馏水50ml将除酸溶液稀释，加热6min，然后再加入蒸馏水至100ml；用布氏漏斗进行抽滤，滤渣用5％(v/v)hcl 20ml溶液洗涤3次，收集抽滤和洗涤流出的液体为滤液；
47.吸附洗脱步骤：将滤液以流速2.8ml/min倒入用5％(v/v)hcl平衡过的巯基棉交换
柱中对金进行吸附，用5％(v/v)hcl洗涤烧杯5次，用5％(v/v)hcl洗涤巯基棉交换柱5次；然后以解脱剂5ml将金从巯基棉交换柱中洗脱到比色管中，将比色管中的溶液摇匀，得到待测液；解脱剂为0.5wt％硫脲-0.5wt％盐酸解脱剂；
48.测定步骤：将待测液用icp-ms进行测定，测定过程中配制金标准溶液0-40ng/g用于微量金的测定。
49.实施例的方法灵敏度为0.006ng/g。
50.实施例3：
51.一种岩石矿物中微量金的测定方法，包括：
52.溶解步骤：取岩石矿物7.5g置于瓷坩埚中，放于马弗炉中，在温度为750℃的条件下进行灼烧2h，放冷倒入烧杯；在通风橱中加入王水60ml进行溶解，放置1根短玻璃棒并盖上表面皿，在电热板上加热至105℃保持75min，得到矿物溶液；
53.除酸步骤：将矿物溶液加热并保持在温度为50℃，然后加入挥发剂12ml并加热6min，待棕色气体挥发完全后，再次加入挥发剂2ml，将硝酸挥发完全，得到除酸溶液；挥发剂为甲酸或甲醛；
54.抽滤步骤：加入蒸馏水50ml将除酸溶液稀释，加热8min，然后再加入蒸馏水至100ml；用布氏漏斗进行抽滤，滤渣用5％(v/v)hcl 20ml溶液洗涤5次，收集抽滤和洗涤流出的液体为滤液；
55.吸附洗脱步骤：将滤液以流速2ml/min倒入用5％(v/v)hcl平衡过的巯基棉交换柱中对金进行吸附，用5％(v/v)hcl洗涤烧杯4次，用5％(v/v)hcl洗涤巯基棉交换柱4次；然后以解脱剂5ml将金从巯基棉交换柱中洗脱到比色管中，将比色管中的溶液摇匀，得到待测液；解脱剂为0.5wt％硫脲-0.5wt％盐酸解脱剂；
56.测定步骤：将待测液用icp-ms进行测定，测定过程中配制金标准溶液0.1-4μg/g用于微量金的测定。
57.实施例的方法灵敏度为0.0078ng/g。
58.实施例4：
59.一种岩石矿物中微量金的测定方法，包括：
60.溶解步骤：取岩石矿物8g置于瓷坩埚中，放于马弗炉中，在温度为750℃的条件下进行灼烧2h，放冷倒入烧杯；在通风橱中加入王水60ml进行溶解，放置1根短玻璃棒并盖上表面皿，在电热板上加热至110℃保持80min，得到矿物溶液；
61.除酸步骤：将矿物溶液加热并保持在温度为55℃，然后加入挥发剂13ml并加热7min，待棕色气体挥发完全后，再次加入挥发剂2ml，将硝酸挥发完全，得到除酸溶液；挥发剂为甲酸或甲醛；
62.抽滤步骤：加入蒸馏水50ml将除酸溶液稀释，加热6min，然后再加入蒸馏水至100ml；用布氏漏斗进行抽滤，滤渣用5％(v/v)hcl 26ml溶液洗涤5次，收集抽滤和洗涤流出的液体为滤液；
63.吸附洗脱步骤：将滤液以流速1.8ml/min倒入用5％(v/v)hcl平衡过的巯基棉交换柱中对金进行吸附，用5％(v/v)hcl洗涤烧杯4次，用5％(v/v)hcl洗涤巯基棉交换柱3次；然后以解脱剂5ml将金从巯基棉交换柱中洗脱到比色管中，将比色管中的溶液摇匀，得到待测液；解脱剂为0.5wt％硫脲-0.5wt％盐酸解脱剂；
64.测定步骤：将待测液用icp-ms进行测定，测定过程中配制金标准溶液0.1-4μg/g用于微量金的测定。
65.实施例的方法灵敏度为0.009ng/g。
66.实施例5：
67.吸附洗脱步骤，将滤液倒入250ml带塞的锥形瓶中，10
×
10
×
30mm的聚氨酯泡沫浸入滤液中对金进行吸附，置于振荡机上振荡吸附85min；然后用镊子取出聚氨酯泡沫，加入蒸馏水50ml进行挤压洗涤3次，挤干水分后，聚氨酯泡沫置于比色管中，加入洗脱剂10ml并于水浴锅中加热至100℃10min，中途用干净的玻璃棒挤压5次以便聚氨酯泡沫上吸附的金完全洗脱下来，取下放冷并摇匀，得到待测液；
68.其余步骤与实施例1相同；
69.方法的灵敏度为0.0075ng/g。
70.实施例6：
71.吸附洗脱步骤，将滤液倒入250ml带塞的锥形瓶中，10
×
10
×
30mm的聚氨酯泡沫浸入滤液中对金进行吸附，置于振荡机上振荡吸附65min；然后用镊子取出聚氨酯泡沫，加入蒸馏水50ml进行挤压洗涤3次，挤干水分后，聚氨酯泡沫置于比色管中，加入洗脱剂10ml并于水浴锅中加热至100℃20min，中途用干净的玻璃棒挤压5次以便聚氨酯泡沫上吸附的金完全洗脱下来，取下放冷并摇匀，得到待测液；
72.其余步骤与实施例1相同；
73.方法的灵敏度为0.0081ng/g。
74.实施例7：
75.吸附洗脱步骤，将滤液倒入250ml带塞的锥形瓶中，10
×
10
×
30mm的聚氨酯泡沫浸入滤液中对金进行吸附，置于振荡机上振荡吸附75min；然后用镊子取出聚氨酯泡沫，加入蒸馏水50ml进行挤压洗涤3次，挤干水分后，聚氨酯泡沫置于比色管中，加入洗脱剂10ml并于水浴锅中加热至100℃15min，中途用干净的玻璃棒挤压4次以便聚氨酯泡沫上吸附的金完全洗脱下来，取下放冷并摇匀，得到待测液；
76.其余步骤与实施例1相同；
77.测定过程中用0.1-4μg/g标准溶液用于解脱液中金含量的测定方法的灵敏度为0.0069ng/g。
78.实施例8：
79.吸附洗脱步骤，将滤液倒入250ml带塞的锥形瓶中，10
×
10
×
30mm的聚氨酯泡沫浸入滤液中对金进行吸附，置于振荡机上振荡吸附70min；然后用镊子取出聚氨酯泡沫，加入蒸馏水50ml进行挤压洗涤4次，挤干水分后，聚氨酯泡沫置于比色管中，加入洗脱剂10ml并于水浴锅中加热至100℃16min，中途用干净的玻璃棒挤压4次以便聚氨酯泡沫上吸附的金完全洗脱下来，取下放冷并摇匀，得到待测液；
80.其余步骤与实施例1相同；
81.测定过程中用0.1-4μg/g标准溶液用于解脱液中金含量的测定方法的灵敏度为0.0096ng/g。
82.对比例1：
83.在实施例1的基础上无除酸步骤，即不加入挥发剂，其他步骤与实施例1相同。
84.对比例2：
85.在实施例2的基础上无除酸步骤，即不加入挥发剂，其他步骤与实施例2相同。
86.对比例3：
87.在实施例3的基础上无除酸步骤，即不加入挥发剂，其他步骤与实施例3相同。
88.对比例4：
89.在实施例4的基础上无除酸步骤，即不加入挥发剂，其他步骤与实施例4相同。
90.对比例5：
91.在实施例5的基础上无除酸步骤，即不加入挥发剂，其他步骤与实施例5相同。
92.对比例6：
93.在实施例6的基础上无除酸步骤，即不加入挥发剂，其他步骤与实施例6相同。
94.对比例7：
95.在实施例7的基础上无除酸步骤，即不加入挥发剂，其他步骤与实施例7相同。
96.对比例8：
97.在实施例8的基础上无除酸步骤，即不加入挥发剂，其他步骤与实施例8相同。
98.表格1icp-ms法测定岩石矿物样品中微量金的结果
[0099][0100]
本方法的测定值为5次测定的平均值；rsd：n＝5测定值的计算结果。
[0101]
从表格1中实施例的结果可以看出，采用本发明建立的测定方法测定岩石矿物中的微量金，结果准确度高，相对标准偏差低，能显著消除溶样过程中残留的硝酸对方法的影响。由对比例1-8的测定结果可知，没有除去硝酸对样品中微量金的测定结果影响较大。
[0102]
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范
围之内。