活性炭富集-原子吸收分光光度法測定金

羅永紅，韋真周

（廣西冶金研究院，廣西 南寧 530023）

用活性炭富集-原子吸收分光光度法測定金方法簡便，勞動強度小，分析結果準確性好，能滿足生產和科研需要［1-3］。但該法的準確性受多種因素影響［4-5］，為進一步提高靈敏度及準確性，結合工作實際，探討了該法中影響測定結果準確性的幾個因素。

1 材料與方法

1．1 儀器與試劑

試驗儀器：AL204型電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；KSW-5-16S型馬弗爐，上海滬越實驗儀器有限公司；ACS-6A型電子計重稱，上海友聲衡器有限公司；TAS-986F型原子吸收分光光度計，北京通用儀器有限責任公司；金空心陰極燈，儀器工作參數見表1。

表1 原子吸收分光光度計工作參數

試劑：硝酸，鹽酸，氟化鈉，氟化氫銨，氯化鈉，高錳酸鉀，均為分析純；硫脲，10g／L，分析純。

金標準溶液儲備液：用電子天平準確稱取0．100 0g純金（99．99%）置于100mL燒杯中，加入10mL王水，置于電熱板上水浴加熱至金完全溶解，加入15滴250g／L氯化鈉溶液，繼續水浴加熱蒸干至無酸味，加2mL濃鹽酸重復蒸干2次。取下冷卻，以去離子水溶解并轉入100mL容量瓶中，加2mL濃鹽酸，用水稀釋至刻度，搖勻，于陰涼處密封保存。溶液中金質量濃度為1mg／mL。

紙漿：由定性濾紙在水中搗碎制備。

活性炭：將200目活性炭在50g／L氟化氫銨的王水（1＋4）溶液中浸泡1周，抽濾后，以0．24 mol／L鹽酸和去離子水洗凈。

吸附柱：內徑32mm，高60mm。

1．2 校準曲線

取金標準儲備液10mL，用8mol／L鹽酸定容于100mL容量瓶中，此溶液為金標準溶液，金質量濃度為100μg／mL。

分別取0，0．5，1．0，2．0，3．0，4．0mL 金標準溶液于100mL容量瓶中，加入2mL鹽酸溶液（6 mol／L），10mL硫脲溶液（10g／L），用水稀釋至刻度。此標準系列溶液金質量濃度分別為0，0．5，1．0，2．0，3．0，4．0μg／mL。

2 試驗方法

視含金量，用電子天平稱取10～30g試樣置于灰皿中，放入馬弗爐中在700℃下焙燒1h，冷卻后取出，轉入400mL燒杯中，用水沖洗灰皿2～3次。移至通風櫥中，加入100mL王水（1＋1），蓋上表皿，于電熱板上加熱并保持微沸30～60min。停止加熱后用溫熱水沖洗表皿及杯壁，稀釋至200～250mL，冷卻至40～50℃時過濾。

于裝有活動板的吸附柱上加入直徑為30 mm的濾紙，倒入紙漿，抽干，使紙漿高度為2～3 mm，再倒入活性炭紙漿，抽干，厚度視待測樣品的含金量而定。活性炭紙漿上再倒一層紙漿，壓平，抽干，以完全覆蓋住活性炭紙漿為宜。用水沖洗柱壁，裝上布氏漏斗，布氏漏斗中鋪一層7cm濾紙，用水潤濕，倒入少許紙漿，抽干。試樣溶液連同殘渣一起倒入布氏漏斗，抽濾。抽濾后，以0．24mol／L溫熱鹽酸沖洗燒杯壁2～3次，沖洗漏斗上殘渣7～8次。去掉布氏漏斗，再次沖洗4～5次吸附柱，然后以40～50℃去離子水沖洗吸附柱10～12次。停止抽濾后取下活性炭紙漿塊，置于50mL坩堝中，在電熱板上碳化至無煙為止，再放入馬弗爐中于700℃下灰化至完全。取出冷卻后，在坩堝中加入2mL王水，電熱板上水浴蒸至濕鹽狀（約0．5mL，不宜過干），加入硫脲溶液（按每10mL定容體積加1mL），水洗坩堝，移入容量瓶中，按儀器條件進行測定。

礦石中金的質量分數計算公式為

式中：w（Au）為金的質量分數，g／t；ρ1為工作曲線上查得的試液金質量濃度，μg／mL；ρ0為工作曲線上查得的空白試液金質量濃度，μg／mL；V為試液定容體積，mL；V1為試液分取體積，mL；V2為試液稀釋體積，mL；m為試樣質量，g。

3 試驗結果與討論

3．1 焙燒方式的影響

對同一樣品稱取各兩份（銅精礦，硫鐵礦）：一份低溫下放入馬弗爐中，爐門不完全關閉，升溫至設定溫度（700℃）后保持1h，關閉電源，待其冷卻后取出；另一份先升溫至400℃左右，攪拌至顏色均勻后再升溫至700℃保持1h。焙燒以松散不板結、易溶于王水為宜。兩種焙燒樣品分別按試驗方法進行測定，試驗結果如圖1所示。可以看出：焙燒過程中加以攪拌，焙燒樣品的測定值與推薦值相近；而未攪拌的樣品，其測定值明顯偏低。同時，未攪拌焙燒樣品均存在板結、不易溶解現象。硫鐵礦中金的測定結果偏低可能是灰皿底部的C、S未完全燒盡的緣故。

圖1 焙燒方式對測定結果的影響

3．2 金的溶解的影響

顯微鏡觀察結果表明，試樣中的金通常以3種方式存在：二氧化硅鑲嵌共生物，金屬顆粒，片狀［4-5］。金被硅酸鹽或二氧化硅包裹時溶解不完全，需加氯化鈉、氟化鈉、高錳酸鉀助溶，加助溶劑后再以王水（1＋1）溶解。

取等量試樣（磨碎至200目左右），一份加入助溶劑氯化鈉、氟化鈉、高錳酸鉀，另一份不加助溶劑，都加100mL王水（1＋1）溶解后，按試驗方法進行測定。試驗結果如圖2所示。

圖2 助溶劑對結果測定結果的影響

由圖2看出：不加助溶劑時，測定結果偏低；而加入助溶劑后，測定重復性和平行性均較好，與推薦值相符合。

通常情況下，金在王水中的反應如下［6］：

當氯離子大量存在時，硝酸的氧化性更強。酸性條件下，高錳酸鉀與氯化鈉發生如下反應：

反應中生成的氯氣能更好地溶解試樣中的金，因此，加入氟化鈉、氯化鈉、高錳酸鉀，不僅促進金的溶解，也減少了王水用量，可避免濃王水溶樣引起的劇烈反應。

3．3 活性炭紙漿厚度的影響

對于動態吸附而言，活性炭紙漿吸附層厚度，試液通過活性炭紙漿吸附層速率，活性炭紙漿層密度都會影響金的吸附［7-9］。后兩者相同時，活性炭紙漿吸附層厚度對金吸附試驗結果見表2，吸附原液為純的AuCl-4溶液。

表2 活性炭紙漿厚度與金吸附量的關系

實際試樣中往往含有其他離子，如鐵、銅、錫等，這些離子也會吸附在活性炭上，影響金的吸附。根據實際工作經驗，建議活性炭與紙漿的質量比為1∶2的活性炭紙漿厚度以7mm左右為宜。

3．4 活性炭灰化程度的影響

取等量試樣2份，按試驗方法進行測定。試樣碳化后，放入馬弗爐中在700℃下進行灰化，灰化程度對金測定的影響試驗結果如圖3所示。

圖3 活性炭灰化程度對金的測定結果

由圖3看出，活性炭未完全灰化，測定結果偏低，這可能是未完全灰化的活性炭中的金不能被王水完全溶解所致。

4 結論

試驗比較了試樣焙燒、溶解、活性炭紙漿厚度、灰化程度對活性炭富集-原子吸收分光光度法測定金的影響，結果表明：

1）銅精礦、硫鐵礦試樣焙燒時，需在400℃下攪拌至顏色均勻，再繼續在700℃下焙燒，避免因焙燒不完全造成測定結果偏低。

2）以氟化鈉、高錳酸鉀、氯化鈉作助溶劑，能更好地溶解硅酸鹽或二氧化硅包裹的金。

3）活性炭紙漿厚度以7mm為宜；測定時活性炭需完全灰化。

［1］梁慧貞，祁之軍．活性炭吸附富集測定礦石中的金［J］．科技風，2010（16）：224．

［2］董喜明．活性炭富集碘量法測定金的探討［J］．黃金，2000，21（7）：43-46．

［3］韓朝輝．原子吸收光度法測定金的幾個問題討論［J］．甘肅冶金，2010，32（6）：107-109．

［4］朱盈權，李俊義．金的分析現狀［J］．華中師院學報：自然科學版，1979，（1）：59-72．

［5］王民權．關于活性炭-碘量法試金中幾個問題的初步探討［J］．黃金，1983，7（3）：58-61．

［6］郭愛武，曹曉武，杜作朋，等．氯化銨焙燒金銻共生礦中金的測定［J］．光譜實驗室，2010，27（4）：1557-1559．

［7］康澤彥．活性炭富集原子吸收分光光度法測定金［J］．新疆地質，2005，23（3）：316-317．

［8］李志明，劉桂芬．原子吸收光譜法測定金銀樣品前處理的討論［J］．分析測試技術與儀器，2005，11（1）：71-74．

［9］張秀麗．影響活性炭吸附原子吸收光譜法測定金的因素［J］．新疆有色金屬，2009（5）：36-37．