دستگاه جذب اتمی (Atomic Absorption) یکی از پایه ای ترین دستگاه ها در معادن، مراکز کشف و استحصال فلزات گرانبها و صنایع فلزی است. برای آنالیز دستگاهی تعدادی از فلزات مثل طلا بدلیل حساسیت بالا و نیاز به دقت بالا با متدهای آنالیز ویژه ای اندازه گیری می شود. آنالیز طلا در معادن و سایت تغلیظ و استحصال از دو روش MIBK و DIBK بیشتر از روشهای محلول در اسید استفاده می شود.
با توجه به اینکه آنالیز طلا با دستگاه جذب اتمی با روش DIBK که اختصار کلمات Di-Isobutyl-Ketone می باشد، با دقت بسیار بالاتری آنالیز می کند لذا در اینجا مطابق روش انجمن معدن داران کانادا نحوه آنالیز طلا با روش DIBK با استفاده از دستگاه جذب اتمی شعله را برای شما توضیح می دهیم.
اصول استحصال علی کوات 336 از محلول DIBK
روش آنالیز طلا در دستگاه جذب اتمی از عصاره مایعی استفاده می نماید که با استفاده از شعله دستگاه جذب اتمی قادر به تشخیص مقادیر زیر 0.3 PPM از مایع طلا خواهد بود. طلا از محلول یک درصد قلیایی تری متیل آمونیم کلراید با نام علی کوات 336 (Aliquat 336) و از محلول اسیدی دی ایزو بوتیل کتون یا همان DIBK استخراج می شود.
مشخصات آنالیزی عصاره علی کووات
عصاره استاندارد 10:1 علی کووات که دقیقا معادل 0.005PPM غلظت می باشد، دارای حد تشخیص 0.001PPM برای تشخیص طلا خواهد بود. استاندارد 50:1 از عصاره حاوی طلا که دقیقا معادل غلظت 0.001 می باشد، دارای حد تشخیص حداقل 0.0003 PPM می باشد. غلظت تا 500:1 از این عصاره هم ممکن است ساخته شود اما صحت آنالیز به همان نسبت تغییر می کند.
عصاره ها دقت حد تشخیص خود را اما فقط در نسبت 10:1 از اسید تا حلال پایه حفظ می نمایند. لذا این موضوع برای نسبت غلظت های دیگر عصاره علی کووات هنوز آزمایش نشده است. همچنین تغییر غلظت ها عصاره علی کووات برای PH کمتر از 1 و بیشتر از 12 نیز آزمایش نشده است.
مقایسه روشهای استحصال طلا در علی کوات
در آنالیز طلا با دستگاه جذب اتمی روش MIBK می تواند بجای DIBK استفاده شود. MIBK در مقایسه بیشتر فرار بوده و در آب حل می شود و لذا خطر آلودگی محیط در آن بیشتر است. استاندارد های استخراج شده با MIBK و DIBK قابل جایگزینی برای یکدیگر نیستند. نمونه های استحصال شده با MIBK بدلیل حلالیت بالا کمی از حداکثر نسبت غلظت در مقایسه با DIBK کمتر است.
نکته های کلیدی در استحصال طلا در عصاره علی کوات
برای استحصال طلا از عصاره علی کوات در روش DIBK بمنظور عیارسنجی طلا در دستگاه جذب اتمی لازم است به نکات ذیل توجه کنید.
- غلظت نمک هایی مثل سدیم کلراید کمتر از 10 گرم در لیتر می تواند در استخراج طلا موثر باشد. تمامی نمونه ها و استاندارد ها می بایست در همین بازه غلظت نمک داشته باشند.
- سن نمونه یا استاندارد استخراج شده با 336 Aliquat نیز می تواند موثر باشد . این استخراج باید کمتر از دو هفته انجام شده باشد.
نمونه استخراج شده طلا از محلول اسیدی همیشه پایدار نیست. عصاره های اسیدی نباید بیش از 24 ساعت بمانند. رسوب طلای باقیمانده در بین مایع استخراج شده و محلول آبی در MIBK و یا DIBK (نه Aliquat 336) همان طلای استخراج شده است. - استاندارد ها و عصاره ها نبایستی بصورت سرباز بمانند . عصاره های حاصل از محلول قلیایی پایدار هستند .اما همه عصاره ها بهر حال در معرض آلودگی و تغییر غلظت در اثر تبخیر نیز هستند. گرچه عصاره های قلیایی سرپوشیده کاملا پایدار هستند اما برای آنالیز با جذب اتمی حداکثر 5 روز بیشتر نمانند.
فاضلاب نمونه ها باید در حوضجه های مخصوص و یا با مشاوره متخصص محیط زیست دفع شود. - تداخل آهن یکی از نگرانی های آزمایشگاه هاست. گرچه آهن هم استخراج خواهد شد اما محلول های قلیایی از آهن مثل پتاسیم فروسیانید روی جذب اتمی که جذب زمینه آن تصحیح شده بدون کوچکترین اثری جواب داده است. (آهن در ظاهر نشان می دهد که در این عصاره از محلول طلا با غلظت آهن 1 درصد به نقطه اشباع می رسد .)
- اگر سیستم های تصحیح زمینه مدرن در اختیار ندارید از متد عصاره گیری HCL که در قدم 6 و توجه C گفته خواهد شد بهره بگیرید.
مواد و ملزومات جهت آنالیز طلا به روش DIBK
جهت استحصال طلا از عصاره علی کوات نیاز به مواد و ادوات مختلفی می توان استفاده نمود که مهمترین آنها جهت جوابدهی در روش DIBK به ترتیب ذیل می باشد:
- دی ایزو بوتیل کتون (2, 6-Dimethyl-4-heptanone)
- تری متیل آمونیم کلراید (Aliquat 336, available from Aldrich chemical) سدیم سیانید
- سدیم هیدروکساید
- سدیم کلراید
- استن
- استاندارد اصلی 500 پی پی ام استاندارد طلا
- بالن 100 میلی لیتر
- استوانه مدرج 50 میلی لیتر
- دیسپنسر جت با ظرفیت 5 میلی لیتر با دقت 0.003 میلی لیتر
آنالیز طلا با دستگاه جذب اتمی به روش DIBK
آماده سازی معرف ها و محلول ها برای آنالیز طلا به روش DIBK
جهت استحصال طلا با استفاده از عصاره علی کوات (1% Aliquat 336 in DIBK) مراحل ذیل را بدقت انجام دهید:
- 20 گرم علی کوات 336 را در یک بشر 100 میلی توزین کنید. با مقدار کمی DIBK رقیق نموده و در یک بالن 2 لیتری بریزید.
- بشر را با DIBK شستشو داده و داخل بالن ریخته و به حجم برسانید.
- ترکیب 0.5 گرم در لیتر NaCN ، 0.1 مول NaOH و 15 گرم در لیتر NaCl را درست کنید.
- مقادیر 12.5 گرم NaCN، 100 گرم NaOH، 375 گرم NaCl را در 25 لیتر آب دیونیزه حل نمایید.
- برای درست کردن 1 لیتر از استاندارد اصلی طلای 5PPM مقادیر طلای استاندارد را مطابق اسناد مخصوص استاندارد محاسبه نمایید. بهتر است مایع حاصل را توزین کنیم تا از دقت کار مطمئن باشیم.
مثال
اگر عدد ثبت شده در استاندارد اصلی ما برای مثال 495PPM باشد مقدار وزن اصلی نمونه به گرم از فرمول ذیل بدست می آید:
گرم اصلی = (استوک استاندارد غلظت x استوک استاندارد حجم) / (استاندارد اصلی شده عدد)
یعنی وزن اصلی نمونه به گرم می شود: 10.1=(5ppm*1000ml/495ppm) لذا دقت توزین شما می بایست کمتر از 0.005 گرم باشد تا کیفیت استاندارد افت نکند. بهتر است برای توزین استاندارد اصلی از یک پیپت برای انتقال به بالن 1000 میلی لیتری استفاده نمایید.
با توضیحاتی که در بالا گفته شد، محلول را به حجم رسانیده و محتویات را بهم بزنید، این محلول باید از نور پوشیده شود و می تواند تا 6 ماه بماند.
ساخت محلول های استاندارد از استاندارد طلای 5PPM
استاندارد ها را هر روز در بالن هایی که برای 24 ساعت محلول های یکسان نگهداری کرده اند، درست کنید..100 + .0005 @ 200C: pipet (class A)
5 میلی لیتر از استوک 5PPM را در یک استوانه 250 میلی لیتری بریزید. استوانه را با محلول ترکیب کرده و به حجم برسانید.
.300 + .001 @ 200C: pipet (class A)
15 میلی لیتر از استوک 5PPM را در یک استوانه 250 میلی لیتری بریزید. استوانه را با محلول ترکیب به حجم برسانید.
محلول نمک اشباع
358 گرم سدیم کلراید را در یک لیتر از آب دیونیزه حل نمایید. اجازه دهید محلول سرد شده و سپس آنرا داخل دیسپنسر جت بریزید.
استاندارد طلای جذب اتمی
استانداردهای کاری در دستگاه جذب اتمی را دقیقا به همان شیوه و ضرایب نمونه های واقعی استخراج نمایید.
دقت ساخت محلول استاندارد طلا با توجه به خطاهای نمونه سازی کمی متغیر خواهد بود. معمولا پس از چندین بار تکرار آنالیز، نمونه 10:1 معادل مقدار 0.005PPM طلا می باشد.
جهت تست دقت نمونه سازی بهتر است به این نکته توجه نمایید که نمونه ساخته شده استاندارد با غلظت 0.1PPM، معادل 0.02 Abs جذب دارد و نمونه استاندارد با غلظت 0.3PPM، جذبی معادل 0.1 Abs خواهد داشت. اگر این حدود جذب را ندیدید بهتر است اسناندارد را دوباره بسازید.
روش (ضریب استخراج 10:1)
در بالن های 100 میلی لیتری، 5 میلی لیتر از نمک اشباع را با استفاده از پیپت جت بریزید. این موضوع از استخراج و جداسازی ضعیف طلا جلوگیری می کند. ضمنا به نکات زیر توجه کنید:
- قبل از جایگزینی ظروف پلاستیکی حتما جذب طلا را چک کنید.
- ظروف شیشه ای در هر ظرفیتی می توانند باشند اما بدانید در مرحله 4 برای ظروف حداقل باید 50 درصد جای خالی باشد تا استخراج یکدستی داشته باشید.
- 50 میلی لیتر از نمونه را در یک استوانه اندازه گرفته و در هر یک از بالنها بریزید.
- 5 میلی لیتر از محلول عصاره را به هر بالن با پیپت دیسپنسر دقیق بپاشید.
- همه بالن ها را بشدت بمدت 45 ثانیه تکان دهید.
- شدت تکانها به حدی باشد که فوم تشکیل شود.
- اگر با دستگاه شیک می کنید بین 2 تا 5 دقیقه شیک (هم زده) شود که آن شدت معین حاصل شود.
- به عصاره ها آب اضافه کنید تا به گردن بالن ها برسند.
- 45 دقیق صبر کنید تا فازها از هم جدا شوند.
نکاتی برای گرفتن نتیجه بهتر و دقیقتر در استحصال طلا
- اگر زمان کافی به عصاره ندهید تا شفاف شود، آب اضافه شده می تواند مقادیر طلا را در حین اسپیراسیون تا مقدار 6% کاهش دهد.
- اگر تداخل آهن وجود دارد. آهن می تواند با 2 بار شستشوی با HCL با غلظت 10% استخراج شود. افزایش غلظت آهن با تیره تر شدن قسمت زردرنگ مشخص می شود. رسوب سبز رنگ آهن در محلول های قلیایی بالای 1% تشکیل می شود، تداخل برای دستگاه مشکلی ندارد بشرط آنکه زمینه در طول موج 242.8 تصحیح شود.
- در صورتیکه استخراج در سانتریفیوژ انجام می شود بهتر است تا 2 دقیقه سانتریفیوژ شود.
- رسوبات دستگاه باید در دستگاه اولتراسونیک مرتب تمیز شود، در غیر اینصورت در آنالیزهای بعدی امکان خطا وجود دارد.
- مقادیر سوخت و هوا را تا می توانید کم کرده و با یکی از استاندارد ها جذب را به بالاترین حد خود برسانید.
- عصاره خام را بجای شاهد (Blank) بگیرید. و محلول های 0.100PPM و 0.300PPM را برای استاندارد استفاده کنید.
نکاتی برای دقت نمونه خوانی
نمونه های با غلظت بیش از 0.300PPM مقدار طلا حتما می بایست دوباره برای مقادیر کمتر رقیق شوند. مقادیر طلای آنها بصورت ذیل محاسبه می شود:
مقدار PPM محاسبه شده=مقدار PPM استاندارد سازی شده x (نمونه واقعی حجم)/(نمونه نرمال حجم)
- گرفتگی شکاف برنر می تواند برای نمایش مقدار جذب مشکل آفرین باشد لذا قبل از آنالیز حتما آنرا تمیز کرده و در دستگاه اولتراسونیک سونیکیت نمایید.
- در مدل دستگاه جذب اتمی شیمادزو 7000 مقدار 0.100PPM با تصحیح زمینه D2 جذبی معادل 0.06Abs و بدون D2 جذبی معادل 0.02Abs را ارائه می دهد.
جهت اطلاعات بیشتر در مورد خرید و فروش و واردات و خدمات دستگاه های آنالیتیکال از جمله دستگاه جذب اتمی با کارشناسان
شرکت ری نور آزما تماس حاصل فرمائید.
