Search

The surface of the U-shaped tungsten probe for a graphite furnace atomic absorption analysis with two-stage probe atomization was studied using scanning electron microscopy. The aim of the work was investigation of morphology of the sample after vapor phase transfer from the tube furnace to the tungsten probe and additional thermal treatment on the probe. It is shown for the sample having complex matrix (the slurry of milled up to 80 µm gold ore) that a polycrystalline layer of agglomerated particles of size less than 1 µm is formed on the surface of the probe after primary vaporization. After additional pyrolysis on the probe at the furnace temperature1500°Cthe deposit is modified into an amorphous film and drops of reduced metals with diameter up to 1 µm. In the case of simple matrix (water solution of palladium nitrate) a solid film with clots and flakes of 50 – 100 nm micro drops of palladium is deposited on the probe. The two stage treatment leads to the simplification of chemical and phase composition of the deposit and its localization on the probe tip within2 mm. This caused substantial improvement of analytical signal associated with atomization of the deposit from the probe inserted into the graphite furnace.Keywords: atomic absorption analysis, two-stage probe atomization, graphite furnace, ore, suspension, electron microscopy.(Russian)DOI:http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2015.19.1.008Y.А. Zakharov, D.S. Irisov1, R.R. Haibullin, I.B. Chistyakov2Kazan (Volga region) Federal University, Kazan`, Russian Federation1LLC «Atzond», Kazan`, Russian Federation2LLC «Interlab», Moscow, Russian Federation

С помощью растровой сканирующей электронной микроскопии исследована поверхность вольфрамового U-образного зонда, применяемого для двухстадийной зондовой атомизации проб в графитовой печи при атомно-абсорбционном анализе. Цель - проследить изменение состояния пробы после ее термической перегонки из печи на зонд и дополнительной термообработки на зонде. Показано, что в ходе первичной атомизации многокомпонентной по матричному составу пробы (суспензии размолотой до 80 мкм золотосодержащей руды), получается конденсатное отложение в виде слоя слипшихся поликристаллических частиц размером не более 1 мкм. После стадии пиролиза на зонде при температуре печи 1500⁰С это отложение превращается в оплавленную пленку с каплями восстановленных металлов диаметром до 1 мкм. В случае однокомпонентной по матричному составу пробы (водного раствора нитрата палладия) на зонде откладывается монолитная пленка со сгустками и хлопьями из микрокапель палладия размером 50-100 нм. В результате такого фракционирования химический состав пробы упрощается, а так же компактно локализуется на кончике зонда в пределах 2 мм. Это положительно сказывается на аналитическом сигнале, регистрируемом при вторичной атомизации конденсата с зонда, погружаемого в графитовую печь. The surface of the U-shaped tungsten probe for a graphite furnace atomic absorption analysis with two-stage probe atomization was studied using scanning electron microscopy. The aim of the work was investigation of morphology of the sample after vapor phase transfer from the tube furnace to the tungsten probe and additional thermal treatment on the probe. It is shown for the sample having multicomponent matrix (the slurry of milled up to 80 µm gold ore) that a polycrystalline layer of agglomerated particles of size less than 1 µm is formed on the surface of the probe after primary vaporization. After additional pyrolysis on the probe at the furnace temperature 1500 °C the deposit is modified into an amorphous film and drops of reduced metals with diameter up to 1 µm. In the case of single component matrix (water solution of palladium nitrate) a solid film with clots and flakes of 50-100 nm micro drops of palladium is deposited on the probe. The two stage treatment leads to the simplification of the sample deposit and its localization on the probe tip within 2 mm. This caused substantial improvement of analytical signal associated with atomization of the deposit from the probe inserted into the graphite furnace.

New rapid method for quantitative determination of gold and silver in rock and ore suspensions using commercial spectrometer with additional accessories for probe atomization and barbotage shaking up of the sample in the autosampler is developed. Milled geological sample is maintained in the mix of acids HNO3 and HCl (1:3) 20 minutes and then diluted up to 5 times by deionized water to obtain suspension with concentration 100 mg/ml. The suspension is inserted into the graphite furnace of the spectrometer. The technique of double-stage probe atomization with independently heated U-shaped tungsten probe permits to minimize photometric noise, to remove strong matrix interferences and increase relative sensitivity of the gold determination. On the other hand it gives possibility to dilute atomic vapors in the atomizer for shifting upper limit of silver determination in the case of rich samples. Also the representative shots of the geological materials (~kg) and simple water calibration solutions of the elements can be used. Detection limit of Au is 0.008 g/ton. Determination ranges are 0.03 – 20 and 0.0004 - 4.5 g/ton for gold and silver, respectively. Correctness of the analysis is checked using Russian standard reference materials of black slate СЧС-1, Sykhoy Log ore СЛг-1 and gold ore СЗР-4. Duration of the all analysis is 1.5 – 2 hour.Keywords: atomic absorption analysis, graphite atomizer, double-stage probe atomization, gold, silver, rocks, ores, black slate, suspension(Russian)DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2013.17.4.006Y.А. Zakharov, R.V. Okunev, S.I. Hasanova, D.S. Irisov1, R.R. Haibullin1Kazan (Volga region) Federal University, Kazan, Russian Federation1LLC «Atzond», Kazan, Russian Federation, Предложен новый способ количественного определения золота и серебра в суспензиях горных пород и руд с помощью атомно-абсорбционного спектрометра, оснащенного блоком зондовой атомизации и системой перемешивания пробы барботированием. Размолотый геологический образец выдерживается 20 минут в смеси кислот HNO3 и HCl (1:3). Затем он разводится в 5 раз водой для получения суспензии с концентрацией 100 мг/мл, которая непосредственно вводится в графитовую печь спектрометра. Применена техника двухстадийной атомизации с использованием независимо нагреваемого U-образного вольфрамового зонда. Она позволила минимизировать фотометрические шумы, устранять матричные помехи при определении золота и разбавлять атомный пар непосредственно в атомизаторе для увеличения верхнего предела определения серебра в случае богатых пород и руд. Обеспечена возможность использовать представительные навески вещества (~кг) и простые водные растворы элементов для калибровки. Рабочий диапазон определяемых содержаний золота 0.03-20 г/т, а серебра 0.0004-4.5 г/т. Правильность проверена на ГСО черного сланца СЧС-1, руды Сухого лога СЛг-1 и золотосодержащей руды СЗР-4. Продолжительность анализа в целом 1.5-2 ч.Ключевые слова:атомно-абсорбционный анализ, графитовый атомизатор, двухстадийная зондовая атомизация, золото, серебро, горная порода, руда, черный сланец, суспензияDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2013.17.4.006

Атомно-абсорбционный спектрометр высокого разрешения ContrAA-700 с графитовой печью применен для прямого определения золота в горных породах и рудах на уровне 10⁻⁶-10⁻³ % мас. В печь вводили навески 1 мг стандартных образцов золотосодержащей руды СЗР-4 (2.13 ± 0.05 г/т), черных сланцев Сухого Лога СЛг-1 (2.5 ± 0.3 г/т) и СЧС-1 (0.10 ± 0.02 г/т) в виде суспензий, приготовленных на смеси концентрированных HNO₃ и HCl (1 : 3) с последующим семикратным разбавлением водой. Выявлено наличие плотного окружения спектральных линий золота тонко структурированными полосами поглощения разнообразных молекул матрицы. Резонансная линия поглощения Au 242.8 нм перекрыта левым крылом очень интенсивной полосы SiO. В два раза менее чувствительная линия Au 267.6 нм находится в узком промежутке между спектральными молекулярными компонентами. Из-за сильного подавления аналитического сигнала и интенсивного неселективного поглощения определение с использованием одностадийной атомизации крайне затруднено и может осуществляться при концентрации золота не менее 2 г/т. Использование приставки АТЗОНД-1 для осуществления двухстадийной зондовой атомизации позволило автоматически дозировать суспензии и снизить матричные помехи. За счет фракционирования паров пробы на вольфрамовом зонде линия Au 267.6 нм, в отличие от резонансной линии Au 242.8 нм, освобождается от спектральных наложений и обеспечивает более низкий предел количественного определения золота 0.05 г/т ( S r =30 %; n = 5; Р = 0.95). High resolution continuum source atomic absorption spectrometer ContrAA-700 with graphite furnace is used for direct gold determination in rocks and ores on the level 10⁻⁶-10⁻³% mas. Russian standard reference materials of gold containing ore СЗР-4 (2.13 ± 0.05 g/ton), black slates of Sykhoy Log СЛг-1 (2.50 ± 0.03 g/ton) and СЧС-1 (0.10 ± 0.02 g/ton) in mass 1 mg was inserted into the furnace in the suspension form prepared on the mix of concentrated HNO₃ and HCl (1:3) with following sevenfold dilution by water. It was revealed that spectral lines of gold have dense fine structured spectral interferences of different molecules of the matrix. Absorption resonance line Au 242.8 nm is overlapped by left wing of very intensive SiO band. Twice as less sensitive line Au 267.6 nm is in a narrow gap between the molecular components. Strong matrix depression of the analytical signal and intensive background at usual one-stage atomization do the analysis impossible if gold concentration less 2 g/ton. Application of the additional accessory Atzond-1 for two-stage probe atomization provides ability for automatic dozing of the suspensions and reduces the matrix interference. Due to fractionation of the sample vapors on the tungsten probe the line Au 267.6 nm, in difference from resonance line Au 242.8 nm, is completely freed from the spectral overlapping and provides lower quantitative limit of gold determination 0.05 g/ton ( S r = 30 %; n = 5; Р = 0.95).

Описан способ прямого атомно-абсорбционного анализа цельного молока, сливок и порошковой молочной смеси для детского питания на содержание свинца и кадмия с использованием приставки АТЗОНД-1. Пределы обнаружения улучшены по сравнению с методикой, использующей традиционную одностадийную атомизацию, и составляют в жидких продуктах (в мкг/л) для Pb – 0.5, для Cd – 0.04, а в порошковых смесях (в мкг/кг) соответственно 1.7 и 0.14. Сокращена длительность анализа за счет исключения предварительной минерализации проб. Для концентраций на уровне действующих в России ПДК свинца 50 мкг/кг S The method of the direct atomic absorption determination of Pb and Cd in milk, cream and powder baby formula using the accessory ATZOND-1 for commercial graphite furnace is offered. The limits of detection have been improved in comparison with methods of traditional one-stage atomization and they are equal: in the liquid foods (in µg/l) for Pb – 0.5, Cd – 0.04; in the powder baby formula (in µg/kg) for Pb – 1.7, Cd – 0.14. Preliminary mineralization of the probes is excepted and duration of the analysis is shortened. For maximum permissible in Russia concentrations: of lead 50 µg/kg RSD < 3 %; of cadmium 20 µg/kg RSD < 12%.

Предложен новый экономичный способ прямого атомно-абсорбционного анализа почв, вносимых в печь в виде суспензий (~50 мг/мл). Он основан на двухстадийной зондовой атомизации, осуществляемой с помощью оригинальной роботизированной приставки АТЗОНД-1 к стандартной графитовой печи. Удается снизить матричные помехи, использовать представительные навески почвы (до 12 мг), обходиться без химической подготовки и специальных калибровочных образцов. Нижний предел определяемых содержаний в сухой почве составляет, в мг/кг: Pb – 0.002, Cd – 0.1, Se –10, Au – 3. Он достаточен для контроля ПДК и золотоносности породы. Обеспечена регулировка чувствительности для измерения концентрации Zn, Si, Al и Fe, содержание которых в почве достигает десятков процентов. Правильность проверена на образцах почв СП-1, СП-2 и СП-3, S The new economic method of the direct atomic absorption analysis of the soils as suspensions (~50 mg/ml) is offered. It is based on the double-stage probe atomization which is carried out by means of an original robotized accessory ATZOND-1 to a commercial graphite furnace. It is possible to remove matrix interferences, to use rather representative sample weight of the soil (up to 12 mg), to do without chemical preparation and special calibration standards. The limits of determination in the dry soil for Pb – 0.002, Cd – 0.1, Se –10, Au – 3 mg/kg. It is sufficient for maximum allowable concentrations control and gold content in the rock. Sensitivity adjustment for measurement of Zn, Si, Al and Fe concentrations which contents reaches tens percent is provided. Validation is checked using soil reference materials SP-1, SP-2 and SP-3, S