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原子吸收分光光度法来检测矿石的原理和干扰因素介绍

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本文是利用原子吸收分光光度法来检测矿石矿物中的含量,首先对该法的原理和特点做了简要的论述,其次分析了该法在分析检测过程中产生的干扰因素,并对其干扰因素提出了消除的方法。

      金银天生不是货币, 但货币天生是金银”,由此我们可以看出金 银对每个国家来说不仅具有巨大的商品和金融价值,而且还具有相当大的战略意义。 在现实生活中,金银除了扮演货币和装饰 品自己外,在材料、国防、化工等方面都有 很广泛的应用,所以说金银在人类的历史 长河和社会进步中起着重要的作用。随着 社会的不断进步以及金银的不断应用,那 些容易探查和开采的金银矿己经逐渐消 失,取而代之的是那些极难探测和开采的 金银矿,而正是因为金银具有极其重要的 价值和战略意义,因此各国争相运用高科技技术对矿石矿物中金银的成分进行检测,最后根据矿石中金银成分的含量确定 开采的方法。我国自古以来就地大物博,那 些潜在难测的金银矿就达2000吨以上,所以 如何能检测到那些金银矿石对我国有极大 地战略意义。

1、原子吸收分光光度法的原理和特点 原子吸收分光光度法,也叫原子吸收光谱法,英文叫做atomic absorption spectrometry,简称AAS,是一种检测元素含 量的一种仪器分析方法。原子吸收分光光 度法是由A.Walsh(澳洲的科学家)、C.T.J. Alkemade(荷兰的科学家)和 J.M.W.Milatz (荷兰的科学家)他们共同发现和创立的,其 原理就是利用每个元素原子都有自己特定 的结构和能级,当辐射光通过原子蒸汽时, 原子就会选择性的吸收能量,当能量辐射 频率跟原子从基态到激发态电子跃迁的频 率相等时,原子就会产生共振吸收现象,但 共振吸收遵循着分光光度法吸收定律,只 要通过测定辐射光强度的情况,再通过比 较标准样和待测样的吸光度,就可以求出 待测矿石中金银元素的含量。特点主要有 一些几个方面:一是用样量小,可以极大地 节约样品,如石墨炉原子吸收分光光度法 固体样品进量是毫克级,液态进量一般在 15微升左右;二是选择性好、适用范围广, 原子吸收分光光度法可以分析元素周期表 中绝大部分的金属和非金属,而有机化合 物一般可以采用间接地原子吸收分光光度 法通过联用技术对化合物的形态进行分 析;三是检测的精度高,由其原理可知自由 基态原子数是决定吸收光谱强弱的重要因 素,而自由基态原子数基本上不受温度影响,因此原子吸收分光光度法的精度很 高;四是很低的检出限,火焰原子吸收分 光光度法检出限一般为是纳克每毫升,而 石墨炉原子吸收分光光度法检出限更小 为 10-14-10-13g/mL。

2、原子吸收分光光度法分析测定金银矿中的干扰因素及消除方法

在原子吸收分光光度法的分析测定过 程中,由于不同的测试环境、测试方法和不 同的测试仪器,分光光度法所表现的干扰 也不尽相同,但大致分为吸收线重叠干扰、 物理干扰和化学干扰等,下面就一些常见 的干扰进行简述并提出怎样消除干扰的措 施和方法:一是吸收线重叠干扰,就是火焰 中的吸收线和光源的分析线因为波长相近 而导致的干扰,该干扰往往会导致测定金 银的成分偏高,如果金银元素的吸收线和 共存原子的吸收线重叠,而金银含量又偏 低的话,那么测得的信号只是共存原子的, 如果金银元素和共存原子吸收线有点偏 离,但是还是有很大一部分重叠的话,那么 测定的信号大部分仍是共存原子的,所以 说只有金银元素和共存院子的吸收线完全 分离时,那么干扰才会消失,通过理论研 宄,实际上干扰的大小完全取决吸收线重 叠的程度、灵敏度和干扰元素的浓度。如果 两种元素吸收线波长差0.03nm,则认为干 扰严重,如果重叠的是灵敏线的话,那么即 使相差0.1n,干扰表现的还是会很明显,有 些谱线,理论上是重叠线,但在实验操作中 并不产生干扰,这有可能是由于原子化效 率的低下或者是干扰元素吸收线灵敏度很 低导致干扰没有出现。所以在实际操作中 一般采用分离烦扰元素或是选用别的分析 线防止这种干扰;二是物理干扰,一般是由 于试样在蒸发、原子化或者转移过程中试 样的物理性质发生变化,而导致吸收信号 变化,通常它属于是非选择性干扰。其产生 的主要原因是在火焰原子吸收分光光度法 中,首先我们要先处理金银矿,一般是先用 王水把矿石溶解,在以硫脲为介质,但是只 要介质的性质发生一点变化都会直接影响 测定的准确性。比如试样粘度在操作过程 中降低了,那么就会直接影响吸喷的速率, 进而影响喷雾的效率和喷雾的细度,最终 影响原子化的效率,如果试样中存在着大 量的基体元素,那么在火焰蒸发解离中就会消耗大量的热能,而且极有可能导致在 蒸发时,基体元素会包裹金银元素,直接影 响了原子化效率。在所有的物理干扰中基 本上影响的都是原子密度,为了保证分析 测定的准确性,消除物理干扰,一般有以下 方法:(1)是常用的,就是配制跟金银待测 液基体相相同的标准溶液;(2)如果配制标 准溶液有问题时,那么就采用标准加入法; (3)如果金银含量较高时,可以此阿勇稀释 的方法来消除或降低干扰;三是化学干扰, 就是金银元素不能够完全从矿石中解离出 来或者是由于共存组分生成了更难解离的 化合氧化物,碳化物、氢氧化物、氮化物等, 使得金银不能完全解离,而直接影响原子 化效率。针对化学干扰,我们一般采用加缓 释剂法和加保护剂法来抑制或消除:(1)加 缓释剂法,就是在溶解的金银矿液中,加入 跟干扰元素能形成更稳定或者是更难挥发 的试剂,从而使得金银元素能够解离出来 (2)加保护剂法,就是为了避免金银元素跟 共存元素生成难熔性的化合物,一般都是 加入保护剂,使得金银元素或者干扰元素 生成稳定的配合物。

3、结语

随着我国经济的不断发展和国力的不 断壮大,我国对金银的需求量也是不断增 加,目前的情况是那些容易开采和挖掘的 金银矿己经日渐减少,难检测和挖掘的金 银矿成为主角,所以如何能够检测矿石矿 物中金银的成分和含量就成了国家的重中 之重,对整个国家都有极大地财富价值和 战略意义,原子吸收分光光度法是一个以 检测稀有元素成分含量的一种仪器方法, 不仅准确性好,精度高,而且操作极为简单 和快速,必将成为我国检测矿石矿物中金 银成分和含量的重要方法和手段。

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关键词:气相色谱仪、原子吸收分光光度计、液相色谱仪 、原子荧光

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