活性炭吸附
——碘量法測(cè)定金方法的改進(jìn)與應(yīng)用

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(河南金渠黃金股份有限公司，河南 三門峽 472000)

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活性炭吸附
——碘量法測(cè)定金方法的改進(jìn)與應(yīng)用

楊巧維，張繼東

(河南金渠黃金股份有限公司，河南 三門峽 472000)

金礦選廠流程樣品中尾礦、原礦和金精粉中金量的檢測(cè)方法一般采用碘量法。實(shí)驗(yàn)討論了化驗(yàn)取樣量、溶樣方法、活性炭吸附酸度、過(guò)濾時(shí)洗液溫度、灰化及滴定等主要環(huán)節(jié)的操作對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響因素，對(duì)樣品的測(cè)定過(guò)程進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后分析結(jié)果的重現(xiàn)性及準(zhǔn)確性經(jīng)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗(yàn)證,測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)吻合，同時(shí)又與火法試金、其他化驗(yàn)室樣品測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比等均獲滿意結(jié)果，在生產(chǎn)實(shí)踐中值得推廣。

活性炭吸附；碘量法；金；封閉溶樣

金礦選廠流程樣品一般采用活性炭吸附-碘量法測(cè)定金。采用此方法測(cè)定金，操作簡(jiǎn)單快速，成本低，且適合于大批量樣品的檢測(cè)，但其結(jié)果的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性與火法比較較低。在實(shí)踐工作中采用碘量法測(cè)定樣品的復(fù)檢合格率在70%～85%，合格率偏低。為了提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，更好地指導(dǎo)生產(chǎn)，對(duì)其檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行了分析探討，改進(jìn)了操作細(xì)節(jié)。現(xiàn)已應(yīng)用于生產(chǎn)中，樣品的復(fù)檢合格率可達(dá)到85%～95%，效果理想。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要試劑

金標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(500 ng/L)：稱取光譜純金0.500 0 g，置于50 mL瓷坩堝中，加入10 mL新配制的(1+1)王水溶解，加入1.0 g氯化鈉，置水浴上蒸發(fā)至干，再加入2 mL鹽酸反復(fù)蒸干兩次，然后用水溶解并轉(zhuǎn)入100 0 mL容量瓶中，補(bǔ)加鹽酸10 mL，氯化鈉1.0 g，用水稀釋至刻度搖勻。

金標(biāo)準(zhǔn)工作溶液(100 ng/L)：用移液管準(zhǔn)確移取上述金標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液100 mL于500 mL容量瓶中，補(bǔ)加氯化鈉1.0 g，用0.1 mol/L的鹽酸稀釋至刻度，搖勻備用。

硫代硫酸鈉儲(chǔ)備溶液：稱取分析純硫代硫酸鈉25.2 g溶于1 L煮沸后冷卻的蒸餾水中，加入0.20 g碳酸鈉調(diào)至溶液pH值為9，充分搖勻備用。此溶液每毫升相當(dāng)于10 mg金。

硫代硫酸鈉工作溶液：分別吸取上述硫代硫酸鈉儲(chǔ)備溶液3 mL，用煮沸后冷卻的蒸餾水稀釋至1 L，加入0.20 g碳酸鈉至pH值為9，搖勻備用。此溶液每毫升相當(dāng)于30 μg金的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

淀粉溶液(5 g/L)：現(xiàn)配現(xiàn)用。

1.2樣品分析

準(zhǔn)確稱取10.0～30.0 g流程樣品，于400 mL聚四氟乙烯溶樣杯中，對(duì)于浮選尾礦和原礦，加入50 mL逆王水搖動(dòng)，對(duì)于金精礦加入硝酸脫硫，待黃煙冒盡后補(bǔ)加20 mL硝酸，待尾礦、原礦和金精礦充分反應(yīng)后，先后加入0.5～1.0 g氟化氫銨，8～10 g氯化鈉，1.5～2.5 g高錳酸鉀搖勻，擰緊杯蓋，于溶樣箱中溶解35 min后取出，加入50～100 mL水稀釋后過(guò)濾。在真空泵抽氣條件下，將溶好稀釋后的試樣倒入預(yù)先裝好的活性炭吸附裝置中，用稀鹽酸(5%)洗滌燒杯3次，洗殘?jiān)翢o(wú)色，濾干后，迅速劃破濾紙，取下漏斗用熱的氟化氫銨(50 g/L，60～80 ℃)水溶液洗活性炭層8～10次，再用熱的稀鹽酸(5%，60～80 ℃)洗8～10次，最后用熱蒸餾水洗8～10次。然后停止抽氣，取下吸附柱，將炭層與紙漿層一同移入50 mL瓷坩堝中。將坩堝放于約350 ℃的馬弗爐中，關(guān)閉爐門，升溫至700 ℃，8～10 min后微開爐門，進(jìn)行灰化，待濾紙及炭完全灰化后，取出冷卻。

向冷卻后的瓷坩堝中加入飽和氯化鈉溶液3～5滴，加新配制的王水2 mL，置于水浴鍋上蒸干，取下沿坩堝壁加入2 mL鹽酸，反復(fù)蒸干兩次，蒸至無(wú)酸味取下。

向坩堝中加入7%的醋酸5 mL，加入0.1 g氟化氫銨，加入10 g/L的EDTA溶液3～5滴，搖勻加入0.1～0.5g碘化鉀，立即用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺黃色，加入5 g/L淀粉指示劑3～5滴，繼續(xù)滴定至溶液藍(lán)色褪去，根據(jù)消耗標(biāo)液體積計(jì)算金的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1試樣的化驗(yàn)取樣量

由于碘量法測(cè)定金的檢測(cè)下限為0.2 g/t，為了提高尾礦(0.1～0.90 g/t)、原礦(1.00～7.00 g/t)化驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度，將化驗(yàn)取樣量分別設(shè)為10.0、20.0、 30.0 g進(jìn)行分析測(cè)定。取樣量及分析結(jié)果數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 取樣量及分析結(jié)果

從表1可以看出，取樣量為10.0、20.0、30.0 g，其檢測(cè)結(jié)果極差由大到小。尾礦和原礦的取樣量為30.0 g，檢測(cè)結(jié)果的重現(xiàn)性及準(zhǔn)確度最佳。

2.2封閉溶樣技術(shù)

人們對(duì)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)日益增強(qiáng)，由于封閉溶樣技術(shù)能夠減少環(huán)境污染，近年來(lái)發(fā)展迅速，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證溶樣效果理想。其溶樣方法如下：

對(duì)于尾礦和原礦，首先加入50 mL(1+1)的逆王水處理，再依次加入氟化氫銨1.0 g，食鹽8～10 g，高錳酸鉀1.5～2.0 g，搖勻放入盛有沸水的封閉溶樣箱內(nèi)，加熱溶樣35 min[1]。

對(duì)于金精粉，首先采用濃硝酸脫硫，處理完全后，補(bǔ)加硝酸20 mL，再依次加入氟化氫銨1.0 g，食鹽8～10 g，高錳酸鉀1.5～2.0 g，搖勻放入盛有沸水的封閉溶樣箱內(nèi)，加熱溶樣35 min[1]。

在生產(chǎn)實(shí)踐中，溶樣箱采用鐵板焊接而成，它的蓋子可以取下，內(nèi)裝有固定溶樣杯的鐵架子，底部裝有排水閥。溶樣杯采用聚四氟乙烯材料制成，并且?guī)в猩w子。溶樣箱加熱用方形電熱板，在方形電熱板上加一層石棉布，溶樣箱的使用壽命從3個(gè)月延長(zhǎng)到一年以上。爐絲的使用壽命從15天延長(zhǎng)到3個(gè)月以上，有效降低了生產(chǎn)成本，又避免了觸電的發(fā)生。

以前采用玻璃燒杯溶樣，試劑加入量大，溶樣時(shí)間長(zhǎng)，且容易出現(xiàn)樣品受熱不均勻、樣品噴濺現(xiàn)象，造成化驗(yàn)結(jié)果偏低和重現(xiàn)性差。而采用封閉溶樣方式溶樣，有效地利用化學(xué)試劑，減少了試劑消耗，提高了溶樣效率。同時(shí)也減少了化學(xué)試劑對(duì)環(huán)境的污染。此方法優(yōu)點(diǎn)多，在許多化驗(yàn)室采用，效果理想。

2.3活性炭吸附介質(zhì)

由于活性炭吸附介質(zhì)的適宜成分很廣，酸度很寬，除了在5%～30%的王水介質(zhì)外，在1%～10%的醋酸，1～12 mol/L的鹽酸，1～12 mol/L硝酸(加2 g氯化鈉)以及在逆王水等介質(zhì)中均可定量吸附金[2]。

采用封閉溶樣法在樣品溶解好之后，應(yīng)調(diào)整樣品溶液的酸度，一般尾礦和原礦樣杯中加入約50 mL水。精礦樣杯中加入約100 mL水，然后進(jìn)行動(dòng)態(tài)吸附。由于活性炭吸附金是放熱反應(yīng)，且吸附溫度不宜過(guò)高，不要超過(guò)60 ℃。否則不利于金的吸附[3]。

2.4洗液濃度及溫度

活性炭吸附完全之后，一般需要依次用溫?zé)岬?%的鹽酸，5%的氟化氫銨和蒸餾水作為洗液洗滌8～10次。根據(jù)所含雜質(zhì)含量的高低選用洗液的濃度也不同，洗液的溫度應(yīng)控制在40～60 ℃為宜，超過(guò)90 ℃金部分被洗脫，造成結(jié)果偏低。溫度過(guò)低雜質(zhì)不能被洗脫干凈，分子間的范德華力受阻，金的回收率降低[4]。

2.5灰化與灼燒

過(guò)濾好的樣品應(yīng)在爐溫350 ℃時(shí)放進(jìn)馬弗爐，關(guān)閉爐門升溫，約10 min爐溫達(dá)680 ℃。 炭化過(guò)程一定要隔絕空氣。當(dāng)炭化完全后，慢慢打開爐門，使空氣慢慢進(jìn)入爐內(nèi)，避免樣品著火。爐門半打開約20 min，檢查樣品情況，若已灰化完全，關(guān)閉爐門溫度700 ℃保溫3～5 min，灰化結(jié)束。切忌在樣品炭化好以前打開爐門，否則樣品易著火，造成化驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)。

2.6水浴蒸干

將灰化好的樣品，依次加入5滴飽和氯化鈉，2 mL濃王水，進(jìn)行水浴蒸干，再加入2 mL鹽酸反復(fù)蒸干2次，蒸至無(wú)酸味取下。水浴蒸干時(shí)，不能蒸的過(guò)干，若蒸至暗紅色，則結(jié)果偏低。

2.7滴定

向坩堝中加入7%的醋酸5 mL，加入氟化氫銨0.1 g，加入10 g/L的EDTA溶液3～5滴，搖勻加入0.1～0.5 g碘化鉀(根據(jù)樣品中金品位的高低加入碘化鉀)。立即用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺黃色，加入5 g/L淀粉指示劑5滴，繼續(xù)滴定至溶液藍(lán)色褪去即為終點(diǎn)。根據(jù)消耗標(biāo)液體積計(jì)算金的含量。根據(jù)碘化鉀的加入量做了一組試驗(yàn)，其數(shù)據(jù)如表2。把浮選尾礦4#、浮選原礦5#、浮選金精礦1#，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07299(GAu-21)分別作圖，結(jié)果見圖1。

表2 加入碘化鉀分析檢測(cè)結(jié)果

圖1 磺化鉀加入量后檢測(cè)結(jié)果

可以明顯看出，對(duì)于尾礦碘化鉀的加入量在0.2 g及0.2 g以上對(duì)檢測(cè)結(jié)果無(wú)影響，原礦在0.3 g及以上無(wú)影響，金精礦在0.4 g以上無(wú)影響。正確掌握碘化鉀的加入量，可以有效提高檢測(cè)結(jié)果的重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性。

3 結(jié)果對(duì)比

3.1本法與火法結(jié)果對(duì)比

對(duì)于金精礦及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分別用本法與火法做兩組測(cè)定，每一組中每個(gè)樣品分別做三份平行測(cè)定，其平均結(jié)果是見表3。

表3 與火法對(duì)比結(jié)果

從表3數(shù)據(jù)可以看出，本方法與經(jīng)典的火法試金結(jié)果對(duì)比無(wú)明顯差異，通過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗(yàn)證結(jié)果吻合，說(shuō)明對(duì)于金精粉本方法的檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定可靠。

3.2本方法結(jié)果與黃金武警六支隊(duì)結(jié)果對(duì)比

分別將以下六個(gè)樣品分為兩份，一份采用本法由金渠化驗(yàn)室檢測(cè)，一份交由黃金武警六支隊(duì)檢測(cè)，每個(gè)樣品要求三平行，其檢測(cè)結(jié)果平均值如表4所示。

通過(guò)化驗(yàn)室間的對(duì)比結(jié)果可以看出，對(duì)于選廠生產(chǎn)流程樣品，采用改進(jìn)后的碘量法對(duì)于尾礦原礦和金精粉均可得到理想的檢測(cè)結(jié)果。

表4 化驗(yàn)室間對(duì)比結(jié)果

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的碘量法進(jìn)行改進(jìn)和對(duì)檢測(cè)條件的有效控制，采用碘量法也可以得到準(zhǔn)確可靠的檢測(cè)結(jié)果。經(jīng)一年的實(shí)踐應(yīng)用，樣品的復(fù)檢合格率可達(dá)到90%以上，效果非常理想。改進(jìn)后的碘量法具有勞動(dòng)強(qiáng)度小、污染小、成本低、操作簡(jiǎn)單、快速，且結(jié)果準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)，值得推廣。

[1]楊巧維,張瑞峰,袁敬華.封閉溶樣技術(shù)在測(cè)定金礦石金量中的優(yōu)勢(shì)[J].三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009(10):1-2.

[2]鮑妹玲.活性炭吸附法在我國(guó)濕法分析金上的應(yīng)用[J].黃金，1989(8)：47.

[3]薛 光.金的分析化學(xué)[M].北京：宇航出版社，1990 ：102-108.

[4]付 東.濕法試金中值得注意的幾個(gè)問(wèn)題[J].黃金,1988 (1):61-62.

微生物肥是我國(guó)未來(lái)肥料發(fā)展的重要方向

數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)每畝耕地化肥施用量高達(dá)30～100 kg，是美國(guó)單位面積施用量的2～3倍。正是由于化肥的長(zhǎng)期、過(guò)量施用導(dǎo)致了我國(guó)耕地土壤肥力下降農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)降低。我國(guó)農(nóng)業(yè)排放的污染物化學(xué)需氧量(COD)接近全國(guó)排放總量的50%，是我國(guó)最大的面污染源。農(nóng)田排放的氮、磷占全國(guó)排放總量的57.25%、67.4%這些都和長(zhǎng)期、過(guò)量施用化肥直接相關(guān)。而生產(chǎn)1 t化肥需要1.5 g標(biāo)煤所排放的二氧化碳、二氧化硫、粉塵等又是我國(guó)空氣污染的主要源頭之一。

而近年來(lái)受到國(guó)家大力支持與提倡的微生物肥料異軍突起。微生物肥料利用微生物的作用將原來(lái)的污染物、廢棄物人畜糞便、各種秸稈發(fā)酵后變成高效肥料。在生產(chǎn)過(guò)程中變廢為寶，尤其能夠很好地解決農(nóng)業(yè)污染。微生物肥能夠較好的解決長(zhǎng)期、過(guò)量施用化肥給土壤帶來(lái)的不良后果：能夠改善土壤結(jié)構(gòu)培養(yǎng)土壤內(nèi)的微生物提高土壤肥力提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。將微生物肥料用于水產(chǎn)養(yǎng)殖可以改善水質(zhì)減少病害降解水中有害物質(zhì)提高水產(chǎn)品質(zhì)量。大量微生物肥料施用的數(shù)據(jù)表明它能使水稻提高產(chǎn)量9%棉花、油菜等增產(chǎn)效果非常明顯瓜果施用后甜度提高。專家學(xué)者認(rèn)為微生物肥料是我國(guó)未來(lái)肥料發(fā)展的重要方向已列為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)和重要生物產(chǎn)品。

2014-09-02

楊巧維(1979-)，女，化工工程師，從事金礦石的分析檢測(cè)工作，電話：15238427900。

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1003-3467(2014)11-0059-04