发射光谱法对地质样品中银锡的同时测定

宋朝生 (广东省地质局第五地质大队 广东 肇庆 526000）

一、发射光谱法介绍

1、发射光谱法定义

不同元素的原子或离子在受热或通电的情况下会从外界获得能量，获得能量后的原子或离子便处于激发状态，产生与之相对应的电磁辐射。通过特定仪器检测不同元素原子或离子发出的电磁辐射便能判断出元素的种类。

2、发射光谱法原理

发射光谱法测定元素主要分为采集光谱与分析光谱两个过程。此外，再对测定样品进行激发前还要对其进行适当处理。采用发射光谱法测定地质样品的过程一般如下：先进行样品处理，通常会将其加工成溶液或是粉末形式，有时还需要对样品所含元素进行分离；然后对经过处理的样品进行激发操作，将样品置于以电弧发生器为代表的激发源上，对样品进行蒸发，激发样品元素原子或离子产生发射光谱；利用光谱仪获得原子或离子的发射光谱并将其记录；采用相关仪器对所记录的光谱进行分析，判断样品所含元素种类。

3、发射光谱法特点

3.1 发射光谱法的优点

发射光谱法测定元素是依据元素受激发产生的特征谱线，不同元素的特征谱线均不相同，因此，只需要对所测样品进行一次激发，其所含元素便均会产生互补相同的特征谱线，接收并分析这些特征谱线就能同时对样品所含各元素进行准确测定。

采用发射光谱法测定样品元素，样品是固体或液体并不影响测定的准确性，并且，也不需要对样品首先进行化学处理，既能使得测定工作更加方便，也能有效节约测定工作所需时间。

与化学方法测定地质样品所含元素相比，发射光谱法在测定准确性方面也存在明显优势。首先，化学方法对于化学性质比较接近的元素缺乏有效的分离与测定方法，化学性质相近元素的特征光谱差别则十分明显，这也为发射光谱法的准确测定提供了极其有利的条件。此外，发射光谱法测定样品所含元素也更加灵敏，各元素的检出限相对较低，特别是电感耦合等离子体的应用，更是大大降低了检出限。

与测定样品所含元素的各传统方法相比，发射光谱法在测定过程中对样品节约的效果也是十分明显的。一方面是由于发射光谱法测定样品所含元素可对多种元素实现同时测定，不需要单独取样测定；另一方面由于发射光谱法对元素的测定十分灵敏，其检出元素所需样品量也相对较小。

3.2 发射光谱法的缺点

放射光谱法测定样品所含元素只能用来判断元素的是否存在，而不能像物相分析法一样，测定出元素形态与结构。

发射光谱法用于元素测定，当样品所含元素量较低时其效果与优势较为明显，当样品中元素含量较高时其测定结果的准确性会受到较大影响。

元素的特征谱线是发射光谱法测定样品所含元素的重要依据，一旦元素的特征谱线灵敏度不佳，将对测定结果产生较大影响。由于大多数非金属元素的特征谱线不佳，因此，发射光谱法在测定非金属元素方面的应用受到了较大的限制。此外，能影响元素特征谱线的因素较多，特别是试样组分对其有着较大影响，实际应用时要加强对样品组分的重视程度。

二、发射光谱同时测定银锡

表1.发射光谱法测定银锡的检出限结果

表2.采用发射光谱法测定银锡的准确度

随着物理化学等学科的发展进步，对于地质样品中银锡元素测定的精确度要求也越来越严格。目前，国土资源地质调查工作要求，对于地质样品中含量在0.02ug/g以上的银元素，含量在0.5ug/g以上的锡元素均能进行准确测定。发射光谱法和原子吸收光谱法是银锡元素的常用测定方法，其中，发射光谱法凭借其测定方便迅速、准确性可靠性好等特点成为了地质样品中银锡测定的最主要方法，下文所述银锡元素的测定方法均是针对发射光谱法而言[1]。

1、测定仪器与药品介绍

1.1 测定仪器选择

为准确测得银锡元素原子所发射光谱，测定工作选用WP-1型一米光栅摄谱仪，此摄谱仪的光栅刻线密度为1200条/mm，闪耀波长与中心波长均为300nm，色散率为0.8nm/mm，狭缝长度为7um，中间光栏规格为3.0mm×10mm，此外，还采用一级光谱与三透镜照明系统。

电弧发生器选用额定电压为220V，额定电流为14A，曝光时间为25s的WJD型交直流电弧发生器。此外，电弧发生器的上电极应选用直径是6毫米尖锥形光谱纯石墨电极，下电极则应选用带颈光谱纯石墨电极，电极规格为3.0mm×4.0mm×0.7mm。

其它主要测定仪器选择如下：感光板选用天津光谱干板；显影液选用天津光谱干板配方，并将显影温度设为20℃，显影时间设为90s；定影液也采用津光谱干板配方，定影时间设为10至15分钟，并要求水洗至呈透明状，再使用红外灯进行烘干；测光仪选用GBZ-Ⅱ光谱相板测光仪，规格要求高度4至8mm，狭缝宽度为20um。

1.2 测定药品配制

缓冲液是最主要的测定药品之一，其在测定工作中起着烧弧过程中排除其它化学元素干扰，提高线背比，提高发射光谱法测定准确度与灵敏度的作用。采用发射光谱法测定银锡是应选用氯化钾和硝酸钾饱和溶液作为缓冲液，饱和溶液中氯化钾与硝酸钾浓度均为0.25g/ml，用量为200ml。

测定需要地质样品50mg，并将其装入电弧发生器的电极中，再滴入氯化钾与硝酸钾的饱和溶液，经过红外灯烘干后再进行摄谱。

2、测定方法与步骤设计

进行银锡测定前首先要制作测定样品。先将电极中的样品取出，以样品50mg与0.02ug银，50mg样品与1.0ug锡的比例进行测量样品的制备，测量样品需要制备20个。采用电弧发生器激发银锡的原子或离子，使其产生特征光谱，利用光谱仪接收特征光谱并进行记录。

2、测定结果与数据讨论

采用发射光谱法测定银锡的检出限结果如表1所示

根据特征光谱法所测得的银锡所发出的特征光谱进行分析，分别计算出银和锡的标准偏差、算检出限以及相对标准偏差。通过对特征光谱的分析与计算可以发现，采用发射光谱法测定地质样品中所含银和锡的检出限符合国土资源地质调查工作要求。

采用发射光谱法测定银锡的准确度如表2所示

根据表2可以看出，对国家一二级标准物质水系沉积物岩石土壤样品的测定结果，测定值与标准值吻合，表明采用发射光谱法测定银锡的准确度较高。此外，发射光谱法测定银的精确度为15.2%-17.9%。测定系的精确度为12.5%-15.2%。

三、发射光谱法对地质样品中银锡同时测定的注意点

尽管利用发射光谱法测定地质样品中的银和锡具有众多优点，但是其测定结果的准确性仍会受到一些因素的影响，此外，发射光谱法也不能满足一些具有特殊要求的银锡测定。因此，为了提高发射光谱法测定地质样品中银锡的效果，应做到以下几点。

1、放射光谱法只能测定与判断地质样品中银锡元素的存在，并不能分析出银锡的存在状态与存在形式。实际工作中如需对其存在状态与存在形式进行测定，应选择物相分析法等其它测定方法。

2、节约测量样品用量是发射光谱法测定银锡工作的显著优点，实际测定时应严格控制样品用量。此外由于银锡特征光谱受样品组分影响，也应注意控制样品组分。

3、是否采用发射光谱法对地质样品所含银锡进行测定需要考虑银锡的含量。由于发射光谱法测定银锡时检出限极低，并且，在银锡元素含量较高时，发射光谱法测定效果反而不佳，因此，在地质样品银锡含量较小的情况下选择发射光谱法比较合适[2]。

结束语：

1、发射光谱法测定地质样品所含银锡元素在便捷性与准确性方面，较传统化学方法有着巨大优势，实际工作中可加以推广。

2、发射光谱法测定地质样品所含银锡元素仍受样品组分等一些关键因素的影响，应继续加强对其研究，提高其适用性。

[1]陈忠厚.发射光谱法同时测定地质样品中的银锡[j].有色矿冶，2008（6）：57-58

[2]胡宪.浅析发射光谱法对地质样品中银锡的同时测定[j].中国高新技术企业，2009（5）：43-44