原子荧光光度计

原子荧光测定岩矿金属元素探讨

发布日期:2020-03-18  点击次数:

金属元素对于人类的日常生活非常的重要,它们几乎分布在人们周围的一切地方,可以说没有金属,就没有现代生活中发达的科技,从最初殷商时代的青铜器,到现在拥有各种各样用途的金属制品,矿石的开采与金属的冶炼贯穿了人类的科技发展史。随着科技的发展,测定矿石中的金属元素的含量也成为了冶金行业的重要工作。在矿石的金属元素测定中,金、银、铜等贵重金属是检测的重点对象,它们的用途决定了它们的价值,并不是因为金银颜色好看它们价值才得到了提高,而是这两种元素在高科技产品有较大的用途,这才是提高了它们价值的根本原因。基于一些贵重金属的重要性,以及开采矿石与冶炼金属的巨大成本,为保证金属能具有较大的出产量,对岩矿中金属元素的含量进行更准确的测定变得尤为重要,即降低金属元素的不确定度成为了重中之重。因此选用原子荧光光谱法来测定岩矿中金属元素含量,通过能更精准地测量矿石中的金属元素的含量,已达到节省成本与增大产值的目的。

1对原子荧光光谱测定法的介绍

原子荧光是一种性质为光致发光的原子光,即二次发光。光是由原子外层电子进行能级的跳跃而形成,而原子荧光是由气态原子经原激光的辐射,其电子向低能级跃迁,并发射出与原激光波长相同或不同的光,即为原子荧光。基于原子荧光光谱法对不同金属元素有不同测定方式,因此本文举例说明。(1)针对于汞元素的原子荧光光谱法。首先将已经初步测定具有汞元素的矿石进行第一次粉碎,之后再进行第二步碾碎,通过筛分将其直径降低到100µm以下。将矿石粉放入预先备好的王水溶液进行消解。将矿石与王水溶液的混合物放在优化好的原子荧光下,通过王水标准溶液与溶液混合物对荧光值的影响,对两者荧光强度进行对比来绘制出溶液中汞元素含量曲线,之后,由该曲线得出矿石中汞元素含量,之后,再选用另外几块矿石进行测定,通过计算大致估计出同一矿区矿石中汞元素的含量。需注意的是,汞元素的灵敏度和污染性极高,因此在测量后进行安全的处理。(2)针对于锑元素的原子荧光光谱法。锑元素与汞元素有很大不同,因此,其所用的原子荧光光谱法也有些不同。将锑矿石用盐酸溶解,制成锑标准溶液。分别取五种不同浓度的梯度锑标准溶液各100ml,将配置好的溶液放入原子荧光光度计中,进行测定,通过荧光强度的对比绘制荧光强度曲线,再根据该曲线计算出原锑标准溶液的锑含量及矿石中的锑含量。以上为针对于汞、锑两种元素采用的不同原子荧光光谱法。虽然所采用的方法不同,但是都达到了准确测定的目的,即实现了矿石中金属元素测定的不确定度的降低。

2基于原子荧光光谱法对矿石中金属元素不确定度的研究

不确定度的概念是指由于测量误差的存在,对测量值不能确定的程度。它是测量结果准确度的指标,不确定度越小,测量值与真实值就越接近。基于原子荧光光谱法对矿石中金属元素不确定度的研究,一方面可以提高其可靠性,另一方面也可以与其它测定方法进行比较,从而彰显其不确定度低的优势。本文对于金属元素不确定度的研究,仅从对比方面研究,将原子发射光谱分析法、原子吸收光谱法、X射线荧光光谱法这三种方法与原子荧光光谱法进行比较。

2.1原子发射光谱分析法

原子发射光谱分析法:用电弧或者电火花提供高能量使矿石样品汽化并激发其发光,将所发的光用分光器分光,得到不同波长的原子光谱,根据原子光谱线的波长与强度,确定元素的种类与其浓度,最终求出矿石中金属元素的含量。这种方法最大的优点就是实用性很强,可以同时分析多种元素的种类和含量。但缺点也很明显,有些元素无法通过该方法测出,并且准确度要低于原子荧光光谱法。

2.2原子吸收光谱法

原子吸收光谱法:将样品矿石进行特殊处理使其成为汽化,设置一个适当的发光源,利用不同金属元素吸收不同波长的光辐射的性质,用光源照射气态物,这是就可以形成不同强度和波长的线性光谱,再根据强度与波长推测出元素的种类与浓度。这样运用原子吸收光谱法就得出了矿石中金属元素的含量。原子吸收光谱法有很大的弊端,它不能对多种元素进行同时分析,并且检测时间较高。

2.3X射线荧光光谱法

X射线荧光光谱法:用X射线照射矿石样品,照射到原子核的X射线能量与原子核内层电子的能量在同一数量级时,能量会发生跃迁,最终会形成过剩的能量并会以X射线的形式辐射出来。这种方法操作比较简单,方法也比较灵活多变,但与原子荧光光谱法相比较的话,X射线荧光光谱法只能测定出矿石样品中的元素种类,并不能测定出各种元素的含量。将三种金属元素测定方法与原子荧光光谱法进行对比,原子荧光光谱法的实际运用时,将荧光光度计置于优化条件下,可根据金属元素种类与测定方法,得出以下方程:该方程为测定金属元素标准曲线方程,a、b表示均表示不同金属元素的性能参数,该曲线所测定值能精确到0.1ug/ml,而与其它三种的对比,如表1所示。总结来说,在矿石金属元素的测定中,这四种方法是目前最先进,效率最高的,在实际测定时,往往会将几种方法相互配合来使用。在不同标准的测定中,会使用不同的方法,当对矿石中的金属元素的准确含量要求很高,即不确定度要求很低时,用原子荧光光谱法是最优的选择。

3结语

如今原子荧光光谱法在矿石金属元素测定上的应用已经越来越广泛,并且原子荧光的技术的研究也在逐渐进步完善,相信日后原子荧光光谱法必将成为矿石金属元素测定的主流测定方法。本文通过介绍原子荧光光谱法的性质与实施步骤,以及将原子发射光谱分析法、原子吸收光谱法、X射线荧光光谱法这三种金属元素测定法与原子荧光光谱法进行对比研究,最终得到原子荧光光谱法对于矿石中金属元素的不确定度的降低具有更佳的效果。

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