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如何利用原子吸收分析测定矿石中的金

2017-05-30许彩艳

科技风 2017年16期
关键词:王水纸浆吸收光谱

摘 要:黄金一直都是被当作财富的象征,当然也是有其内在原因的,与别的矿石不同,在金矿中金的含量非常低,必须经过提取处理才能获得真正的黄金,这时候怎样准确的检测矿石中金的含量就成为一个重要的课题。本文就如何利用原子吸收分析测定矿石中的金展开研究。

关键词:原子吸收光谱分析法;测定;金

原子吸收光谱分析法,是一类非常有用的检测矿石中所拥有的矿物元素以及含量的方法,其原理在于不同元素的原子(比如本文中的金原子),其自身会射出一类特定的谱线,并且也能够吸收这一特定谱线。如此就能够让一条光谱通过相应的原子,将其被吸收的情况绘制成曲线,进而能够准确的发现所关注的原子是不是存在以及它的含量。本文利用原子吸收光谱分析法来检测矿石中金的含量,生成原子蒸汽使用王水实现矿石的分解,并应用活性炭的吸附能力来对金进行提取,之后就可以进行准确的原子吸收分析。

一、原子吸收光谱分析法的特点

(1)检测快速方便。由于原子吸收的带宽较窄,所以检测过程非常的快速方便,并可以进行一定的自动化处理。在进行光谱分析过程中,当相应元素没有与检测元素的辐射线实现分离时,就会引发表面性质强度的改变。

(2)反应灵敏。该方法是当前可用的检测方法中最为灵敏的之一。因为其具有较强的灵敏性,所以后续的分析就能够做到简化处理,分析时间也能得到缩减,从而提高检测速度;因为反应灵敏,要求的进样量不多,这对某些样本来源困难的情况就变得较为有利。

(3)检测范围广。对于该方法,只需化合物分解成原子就可以。使用该方法能够检测的元素多达73种。从含量上来说,不仅能够检测低含量的,还能检测微量、甚至于超微量的;从性质上来说,不仅能够检测金属,还能检测非金属,甚至于有机物;从状态上来说,不仅能够检测液态,还能检测气态,甚至于固态产品,这都是别的方法很难实现的。

(4)抗干扰性较强。与其他方法相比,原子吸收谱线的强度受到温度的干扰要低一些。它不是检测对应于背景的信号强度,因此背景的干扰也小。在该方法中,待检元素只要从其化合物中得到分解,而无需激发,所以化学干扰也要低一些。

(5)精密性较高。一般来说,火焰原子吸收法的精密性较强。在检测过程中,精密度达到1%至3%。假如所用设备性能更好,应用更加精准的检测手段,精密度能够低于1%。与之相比,无火焰原子吸收法一般能够控制在15%之内。如果应用自动化设备,能够改进检测的精密度。

二、实验开始前的准备

对于实验来说每个环节都必须严格控制,而实验开始前的准备尤为重要,任何微小的偏差都会造成严重的后果。对于化学实验来说,要确保实验器具的充分洁净,绝对不能混入一丁点杂物,洗涤液体的清理也要绝对彻底,就算是小小的一滴水都可能影响到后面的实验,会造成实验数据的偏差,而且金这样一种稀有的元素,更是不可以粗心大意。因此,在实验开始前必须将实验器具进行仔仔细细的清理。接着是准备好后面所需要的一切试剂,比如:水溶液、浓盐酸、浓硝酸等等,其中后两种物质具有一定的危险性,要时刻注意自身安全。

再就是制作王水。其化学性质极度的不稳定,非常容易生成氯气,除了实验的准确性要求,对于自然环境,对于人们的健康,都不能够过早地制作王水,因此就要做到当场配置,一般是将浓盐酸、浓硝酸以三比一的配比来制备王水。

此外,还会用到活性炭纸浆,它是用来吸附金的,而且也是要实验过程中制备的,实际上非常方便,即是把活性炭放入到纸浆之中,大多数情况下,20到30毫升的纸浆放入1克的活性炭就足够了。

三、实验过程

(1)对矿石进行溶解处理。准备工作做好之后,后面就是实验环节了。首先,是将实验中会用到的矿石从容器中取出,并准确的测量其重量,常规情况下取到10克样本就可以了,接着将获得的样本放到烧杯内,并加水,再放入一定数量的氟化氢铵,放入100毫升制备好的王水,盖好封盖,再等待一定时间使其反应完成。大约60分钟之后,使用热水清洗器具表面,并对其中的溶液进行稀释处理,从而使得金完全的溶解变成金离子,在这里必须要做到充分性溶解,这是非常关键的一个环节,一旦没有获得完全的溶解,后续工作不管多么理想,都难以获得准确的实验数据,金得到溶解后就获得了所需的溶液。

假如缺少王水,而仅有稀王水,实际上也能够应用稀王水进行实验。拿出同一重量的样本放到专门的器具中,放入一定量的水润湿后,再放入100毫升的稀王水,盖好封盖,放到酒精灯上加热以实现矿石的溶解,等着其中的溶液剩余35毫升时取下,使用热水清洗器具表面,并对其中的溶液进行稀释处理,从而使得金完全的溶解变成金离子,这样就获得了后续所需要的溶液了。

(2)应用活性炭纸浆进行吸附处理。首先,是拼装后面所要使用的吸附装置,拿出滤板,依次放入没有活性炭的纸浆、有活性炭的纸浆、没有活性炭的纸浆,总共三层并进行抽干,就可以实现吸附了。而想要确保吸附的完全没有剩余,就要多次吸附处理,而且使用盐酸清洗滤渣,使用温水多次清洁烧杯、滤纸,如此才能确保所得数据的准确性。

此后,将活性炭纸浆拿出,放到坩埚中进行炭化处理,接着是采取高温处理,实现充分的灰化,把灼烧后的残渣加入2毫升的王水,蒸干处理之后放入盐酸溶液,并轉移至比色管中,应用原子吸收光谱分析法对其开展分析。

四、实验结果

首先,通过对活性炭的处理进行分析能够发现,该种处理方法除了有直接放到高温炉中进行加热处理这一方式之外,还有以下的两类化学处理方式,也就是使用盐酸处理以及氟酸加硝酸混合溶液处理。对几种方法的实验数据进行比对分析得出以下结果,直接采取高温加热处理的灰分含量为5.5%,不过用盐酸处理后,比例下降到了4.6%,使用氟酸加硝酸混合溶液处理,比例下降到了0.25%,所以在实验中应用最后一种方法结果最为精确。

其次,在开展原子吸收光谱分析的过程中能够发现,不一样的电流强度对金的吸光情况也是不一样的,伴随电流变得越来越强,金的吸光情况会越来越少,灵敏性会越来越低。在后面的试验中能够发现,灵敏性达到最高点的电流是1.9毫安。

在燃烧过程中,应用的是乙炔来当作燃料使用,在这里要确保检测实验的准确性,就要确保燃烧的充分。在物理方面进行判断的话,能够应用乙炔、氧气的比例来判断其燃烧是不是足够充分,使用眼睛观察来判断的话,则是看火焰的焰心是不是小,越小则燃烧的越充分,也就越不容易生成CN等物质。

在实验中,并不是只有金这一种成分,还存在着许多其他的物质,这必然会影响到最终的实验结果,并进一步干扰到后面金的原子吸收分析。一般来说,多数情况下会包括銅离子以及三价铁离子,前者对金不存在任何影响,后者尽管会对金有一定的影响,不过也能够提升金的敏感性。在使用的各类溶液中,较小浓度的盐酸、硝酸对金的敏感度都不会造成任何的干扰,不过后者一旦超过了一定的浓度,就会给实验结果造成一定的影响,因此还是要尽可能的控制其浓度大小。

在高温灼烧这一环节,人们能够发现,对于实验来说存在着一个最佳的温度以及时间,假如达不到最佳温度或时间过短,都会影响到后面的实验结果,会导致剩下的灰分过多,这就要求在实验时要确保得到最佳的温度以及时间,研究发现,700摄氏度这一数值为最佳,并继续加热120分钟,得到的效果最好。

通过以上的分析,就可以对规范含量的金溶液进行实验,应用原子吸收光谱分析方法来加以分析,通过得到的结果偏差率来明确该检测方法的误差。在实验中,对于金离子的回收率能够达到98%,实验的偏差能够低于6%,这样来看,本实验结果算是比较理想。

再应用得到的实验数据绘出相应的谱线图,这样就获得了检测方便、范围广泛、抗干扰性较强、精密性较高的检测分析结果。

五、结语

总的来讲,原子吸收光谱分析法并不要求多么精密的仪器设备、也不需要专业性的人员来进行相关操作,且有着检测快速方便、反应灵敏、检测范围广、抗干扰性较强、精密性较高等等优势。不过,在实际的实验过程中也发现了该方法的许多不足之处,特别是存在一定的不确定性,比如:样本的重复性检测、试剂的制备、药剂的不稳定性等等。这就要求我们不断的去创新发展原子吸收光谱分析法这一检测方法,完善其不足之处,通过更为严谨的检测实验,来获得更为准确的实验结果,从而为我国的矿物检测技术的发展提供技术上的支持。

参考文献:

[1]张云,尹翠蓉.原子吸收分析测定矿石中的金[J].中国科技博览,2013(24):70-71.

[2]柴雅茹.如何利用原子吸收分析测定矿石中的金[J].城市建设理论研究:电子版,2014(29).

[3]付文慧.火焰原子吸收法测定金精矿中金含量的探究[D].吉林大学,2012.

作者简介:许彩艳(1983-),女,汉族,云南曲靖麒麟人,研究方向:矿石中铜和银的测定。

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