一次溶礦、兩種方法聯(lián)用測(cè)定地質(zhì)樣品中的金

程文翠 胡艷巧 劉愛琴 袁志為 王 麗

(河北省地礦中心實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071051)

0 前言

近年來，隨著黃金生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，對(duì)金的分析要求也越來越高[1-2]。活性炭富集-氫醌容量法作為經(jīng)典的測(cè)金方法，是測(cè)定較高含量金的首選例行方法[3]，該法不需要貴重儀器，快速、準(zhǔn)確。對(duì)于含量低于0.5 g/t的金，用該方法測(cè)定誤差較大。萃取原子吸收光譜法測(cè)定金，以其靈敏度高和檢出限低的特點(diǎn)，在金的分析檢測(cè)中被廣泛應(yīng)用[4-6]。而在實(shí)際工作中，對(duì)于未知的待測(cè)樣品，需要嘗試兩種方法進(jìn)行溶礦，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，成本高。將氫醌容量法和原子吸收光譜法結(jié)合起來應(yīng)用的方法尚未見資料報(bào)道。為此，應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)情況及礦產(chǎn)勘探要求，重點(diǎn)研究在氫醌滴定基礎(chǔ)上對(duì)含量低于0.50 g/t的金進(jìn)行萃取-原子吸收光譜法測(cè)定，兼顧了兩種測(cè)定方法的優(yōu)點(diǎn)，既保證了高含量金測(cè)定的準(zhǔn)確性，也能準(zhǔn)確檢測(cè)出含量低于0.50 g/t的金。一次溶礦，即可用兩種方法完成測(cè)定，簡(jiǎn)便快速，節(jié)約了成本，分析結(jié)果準(zhǔn)確。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與工作條件

CAAM-2000多功能原子吸收光譜儀(北京瀚時(shí)制作所)；金空心陰極燈。

儀器工作條件為：Au的分析波長(zhǎng)242.8 nm，狹縫寬度0.2 nm，燈電流5.0 mA，空氣流量10.0 L/min，乙炔流量1.0 L/min，燃燒器高度5.0 mm。

1.2 主要試劑

鹽酸，硝酸，甲基異丁基酮(MIBK)均為分析純。

氯化鉀溶液(100 g/L)，聚乙二醇(5 g/L)，磷酸二氫鉀-磷酸緩沖溶液(pH=2～2.5)。

聯(lián)苯胺指示劑(1 g/L)：取0.1 g聯(lián)苯胺，溶于幾滴冰乙酸中，用水稀釋至100 mL，搖勻。

氯水：稱取20 g氯酸鉀放入三角瓶?jī)?nèi)，由分液漏斗滴加鹽酸30 mL，用帶孔橡皮塞塞緊，將產(chǎn)生的氯氣導(dǎo)入500 mL蒸餾水中，使之飽和。

金標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(1.00 mg/L)：稱取1.000 0 g純金，置于50 mL燒杯中，加入新配制的王水20 mL，放在沸水浴上溶解并蒸發(fā)至小體積。移入1 000 mL容量瓶中，加2 g氯化鉀、200 mL王水，用水稀釋至1 000 mL，搖勻。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

稱取20.0 g試樣置于方瓷舟中，從低溫升至650～700 ℃焙燒2 h，冷卻，將樣品移入400 mL燒杯中，加入新配制的100 mL王水(1+1)，蓋上表面皿，于電熱板上加熱煮沸0.5 h。取下冷卻，加聚乙二醇，攪勻，抽濾。將活性炭紙餅轉(zhuǎn)入30 mL瓷坩堝，低溫灰化，待冷卻后加入新配制的王水、氯化鉀，放置沸水浴上蒸干至無酸味，取下，加緩沖溶液，用氫醌工作液滴至黃色消失，即為終點(diǎn)(滴定后的溶液保留)，計(jì)算金的含量。若含量低于0.50 g/t，將滴定后的溶液于水浴上蒸至小體積，再氧化，移入25 mL比色管中，加入磷酸、MIBK，振蕩萃取1 min，靜置分層后待測(cè)。于波長(zhǎng)242.8 nm處，用空氣-乙炔火焰，與標(biāo)準(zhǔn)系列同時(shí)測(cè)量其吸光度。

標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：分取金標(biāo)準(zhǔn)溶液(5 μg/mL)各0，0.1，0.2，0.6，1.0，1.2，2.0，4.0 mL于25 mL比色管中，加2 mL新配制的王水、磷酸、MIBK，振蕩1 min，靜置分層后，用原子吸收光譜法與樣品同時(shí)測(cè)定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 金的轉(zhuǎn)化

首先用氫醌在微酸性溶液中定量地還原三價(jià)金為零價(jià)金，檢測(cè)并計(jì)算出含量在0.50 g/t以上的金，對(duì)含量低于0.50 g/t的金，在氫醌滴定基礎(chǔ)上，直接氧化萃取測(cè)定。將氫醌滴定后的零價(jià)金再氧化為三價(jià)金使其進(jìn)入溶液，氧化劑的選擇是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。王水是金特效的溶解試劑，具有極強(qiáng)的溶解能力和氧化能力，能使礦樣中的金氧化，并形成易溶于水的AuCl4-離子。實(shí)驗(yàn)了用王水氧化、原子吸收光譜法測(cè)定，結(jié)果顯示，王水可把氫醌還原后的零價(jià)金重新氧化為三價(jià)金，實(shí)驗(yàn)選定加入新配制的王水作為氧化劑。

2.2 低含量金的干擾元素及消除

2.2.1 鐵的干擾與消除

活性炭是良好的吸附劑，與金一起被活性炭吸附的還有少量鐵等其它元素。用氫醌容量法滴定金，少量鐵不影響測(cè)定。用萃取、原子吸收光譜法測(cè)定金時(shí)，在王水介質(zhì)中，部分鐵亦被MIBK萃取進(jìn)入有機(jī)相，金的靈敏線242.79 nm受鐵的242.84 nm譜線的影響，測(cè)定時(shí)產(chǎn)生光譜干擾[7-8]。據(jù)文獻(xiàn)[8]介紹，磷酸與鐵形成穩(wěn)定絡(luò)合物，不被MIBK萃取，可消除鐵對(duì)金的光譜干擾，磷酸用量視樣品中鐵含量而定。為了考察磷酸加入量對(duì)金吸光度的影響，配制六組空白溶液并添加2 mL金標(biāo)準(zhǔn)溶液(5 μg/mL)，定量加入鐵10 g(按樣品含鐵量50%計(jì))，活性炭富集，氫醌滴定后用王水氧化、加不同量的磷酸掩蔽鐵、MIBK萃取，吸光度如表1所示。

表1 磷酸加入量對(duì)吸光度的影響 Table 1 Influence of the addition amount of phosphoric acid on absorbance intensity

*10 μg金，不加鐵，萃取后測(cè)定

由表1可以看出，對(duì)鐵含量高達(dá)50%的樣品，在萃取前加入0.25，0.5 mL的磷酸(1+1)時(shí)，部分鐵被掩蔽；當(dāng)磷酸的加入量達(dá)到0.75 mL時(shí)，鐵的干擾可忽略。由此可見，當(dāng)磷酸加入量達(dá)到0.75 mL以上時(shí)，磷酸與鐵在水相中形成絡(luò)合物，消除了鐵對(duì)金的干擾。

2.2.2 其它金屬元素對(duì)測(cè)定低含量金的影響

活性炭還可吸附少量的銅、鉛、鋅、砷、銻等干擾元素，砷、銻經(jīng)灰化灼燒即可除去。為了考察銅、鉛、鋅等主要雜質(zhì)元素對(duì)金的測(cè)定是否有干擾，按擬定的分析條件，對(duì)含30%的銅、鉛、鋅礦樣進(jìn)行了基體干擾實(shí)驗(yàn)。主要雜質(zhì)元素對(duì)測(cè)定金的影響情況詳見表2。

結(jié)果表明，20 g樣品中銅、鉛、鋅含量小于6 000 mg時(shí)，對(duì)低含量金的測(cè)定沒有影響。鈣、鎂、硅、銀等元素不干擾金的測(cè)定。

表2 主要雜質(zhì)元素對(duì)低含量金測(cè)定的影響 Table 2 Influence of the major impurity elements on the determination of gold for the gold ore with low gold content

2.3 方法精密度和準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

為驗(yàn)證方法的可行性，按照分析方法對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行了10次測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表3。

表3 方法的精密度和準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn) Table 3 Accuracy and precision tests (n=10) /(μg·g-1)

從表3可以看出，重復(fù)測(cè)定10次的平均值與標(biāo)準(zhǔn)樣品所給數(shù)據(jù)基本吻合，說明方法的準(zhǔn)確度高。方法的精密度(RSD)也滿足地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試質(zhì)量管理規(guī)范中所給出的精密度的范圍[9]，滿足低含量金的分析要求。

2.4 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

按擬定的方法，對(duì)樣品進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，結(jié)果詳見表4。

表4 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn) Table 4 Standard addition recovery tests /μg

由表4可以看出，按上述方法進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，加標(biāo)回收率可達(dá)到96%～105%。

2.5 樣品對(duì)照分析

按上述檢測(cè)方法，將不同低含量的金樣品，分別與有關(guān)單位測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果如表5所示。

表5 樣品結(jié)果比對(duì)實(shí)驗(yàn) Table 5 Comparison tests /(μg·g-1)

注：外檢結(jié)果為活性炭吸附原子吸收光譜法測(cè)定結(jié)果。

結(jié)果顯示，采用該方法測(cè)定實(shí)際生產(chǎn)樣品中低含量金與外單位所提供的數(shù)據(jù)在誤差范圍之內(nèi)，準(zhǔn)確度滿足分析要求。適用于地質(zhì)找礦中批量樣品金的測(cè)定。對(duì)于低含量金的測(cè)定，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

3 結(jié)論

一次稱樣溶礦，縮短了檢測(cè)時(shí)間，降低了檢測(cè)成本。在氫醌滴定的基礎(chǔ)上，王水氧化零價(jià)金，用MIBK萃取富集，利用原子吸收法可準(zhǔn)確檢測(cè)出0.50 g/t以下的金，檢出限低，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)表明，方法的精密度和準(zhǔn)確度均能滿足分析要求，回收率達(dá)到96%以上。本方法兼顧用經(jīng)典的氫醌容量法測(cè)定較高含量的金，又利用了萃取-原子吸收光譜法測(cè)定金檢出限低的優(yōu)點(diǎn)，適用于地質(zhì)找礦中批量樣品金的測(cè)定，已應(yīng)用于實(shí)際樣品分析，結(jié)果令人滿意。

[1] 張勇,王玉功,劉建軍.封閉溶樣-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定地質(zhì)樣品中痕量金[J].中國(guó)無機(jī)分析化學(xué),2013,3(1)：34-37.

[2] 成勇,袁金紅,肖軍,等.微波密閉消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)測(cè)定礦石中金和銀[J].中國(guó)無機(jī)分析化學(xué),2012,2(1)：51-54.

[3] 楊理勤,馮亮,李玄輝,等.中國(guó)當(dāng)代金的經(jīng)典分析技術(shù)[J].黃金科學(xué)技術(shù),2007,14(5)：38-40.

[4] 蔣智林．萃取-火焰原子吸收法測(cè)定金幾個(gè)問題的討論[J].西部探礦工程,2004(12)：81-82．

[5] 鄭厚德,方德華.原子吸收法測(cè)定巖石、礦物中的金[J].冶金分析,1990,10(5)：57-58.

[6] 王繼森.萃取原子吸收光譜法測(cè)定地質(zhì)樣品中的金[J].冶金分析,1981(1)：56-57.

[7] 梁有慶,王永華,李桂華.原子吸收法測(cè)定金時(shí)鐵的干擾及排除[J].冶金分析,1982(1)：35-36.

[8] 王繼森.原子吸收法測(cè)定地質(zhì)樣品中的金、鉑、鈀[J].分析測(cè)試通報(bào),1983,2(1)：43-45.