ICP-OES在火試金重量法分析銅精礦中金、銀的研究和應用

廖波 馬麗（涼山礦業股份有限公司昆鵬公司，四川 會理615141）

1 研究背景

銅精礦作為銅冶煉企業最主要的原料其中伴生大量的貴金屬金、銀，工業分析銅精礦中金銀的方法通常采用火試金重量法分析且精密度高、穩定性好，尤其從大量的試樣中富集微量的金銀時富集效率高。但近年來研究發現單純的火試金富集金銀合粒中含有少量的雜質元素。相關規定的解決措施為原子吸收法或滴定法分析火試金富集的金銀合粒中的銀含量，從而得到準確的分析結果，但這兩種方法仍存在著一定的缺陷。

本文根據銅精礦中全元素情況及火試金分析的特點，通過采用ICP-OES建立測定方法，主要測定了Cu、Pb、Bi、Fe、As、Zn、Ni、Mn、Cd、Ca、Mg、Al、Pt、Pd等14種元素，準確測定金銀合粒中的各雜質元素的含量，計算出雜質元素含量總和，然后通過差減法消除了高雜質元素對火試金重量法的影響，實現了ICPOES 聯合火試金重量法準確測定高雜質銅精礦中金銀品位的目的。

2 實驗部分

2.1 主要試劑及儀器

碳酸鈉：工業純，粉狀

氧化鉛：工業純，粉狀（含金＜0.01g/t，銀＜0.2g/t）

二氧化硅：工業純，粉狀

硼砂：粉狀

淀粉：粉狀

硝酸鉀：粉狀

覆蓋劑：（硼砂：碳酸鈉～1：2）

硝酸（1+7），不含氯根，分析純

硝酸（1+1），不含氯根，分析純

硝酸（ρ=1.42g/ml）優級純

鹽酸（ρ=1.19 g/ml）優級純

王水（鹽酸+硝酸=3+1），現用現配

Pb、Zn、As、Cd、Bi、Ni、Fe、Mn、Ca、Mg、Al、Cu、Pt、Pd 標準儲備液（100ug/ml）

水泥-骨灰灰皿：水泥：骨灰=1：1，頂部內徑35mm，底部外徑40mm，高30mm，深約17mm

電感耦合等離子發射光譜儀（ICP-OES）ICAP6300

高精度電子天平感量0.001mg

灰吹爐：最高加熱溫度：1000℃

試金爐：最高加熱溫度：1350℃

2.2 試驗方法

2.2.1配料

根據試料的化學組成及試料量按下列原則于粘土坩堝中進行配料并攪勻，覆蓋約10mm厚覆蓋劑。

碳酸鈉：試料量的1.5倍。

氧化鉛：30 倍于銅量或25 倍于硫量加上鉛扣量（若含鐵、砷、銻、鉍、鎳等高時適當增加其用量）。

二氧化硅：加入量按等于0.5硅酸度的渣型計算所需量。

硝酸鉀、淀粉：根據試料中硫及碳的含量適當加入保證鉛扣質量在30～45g之間。

2.2.2熔融

將配好料的粘土坩堝置于900℃的試金爐中，在30～40min內升至1150℃，保溫20min 出爐。將熔融物倒入已預熱過且涂了油的鑄鐵模中，冷卻后將鉛扣錘成方型。注意適宜的鉛扣應為表面光滑，重30～45g，否則應重新調整配料、熔融。

2.2.3灰吹

將鉛扣置于已在900℃的灰吹爐內預熱20min的灰皿中，關閉爐門。待鉛液表面浮膜消失后稍開爐門，使爐溫下降至840℃進行灰吹，當合粒出現閃光后灰吹即告結束。將灰皿移至爐門口，稍冷后放入灰皿盤中冷卻。

2.2.4分金

用止血鉗取出合粒，刷去粘附的雜質，將金銀合粒置于小鋼砧上錘成薄片放入瓷坩堝中稱量精確到0.01mg，然后加入10mL硝酸（1+7），置于低溫電熱板上加熱，蒸至1～2ml后取下稍冷，再加入20mL熱硝酸（1+1）加熱30min取下冷卻，用熱蒸餾水洗滌坩堝壁和金粒3次，用傾瀉法將溶液和洗液移入250mL 燒杯中以備處理。將盛有金粒的瓷坩堝置于高溫爐上烘干并灼燒5min取下，冷至室溫，稱量金粒（精確至0.001mg）。

2.2.5 ICP測定

（1）儀器工作條件見表1。

表1 ICP-OES儀器工作條件

（2）工作曲線的繪制。分別吸取100ug/mlPb、Zn、As、Cd、Bi、Ni、Fe、Mn、Ca、Mg、Al、Cu、Pt、Pd 標準溶液0、0.50、1.00、5.00、10.00ml于100ml容量瓶中，分別加入10ml王水，用去離子水定容至刻度搖勻以備用；此系列混合標準溶液為0、0.5、1、5、10μg/ml（個別含量高的元素可準備為50μg/ml的高標）。

（3）樣品的測定。將上述保留的分金溶液及洗液蒸發至近干，用王水加熱溶解，冷至室溫定容至刻度線，混勻靜置待測。

采用電感耦合等離子體發射光譜儀（ICP-OES）在相應的波長下測定鉍、鉛、銅、鐵、砷、蹄、鎳、鎘、猛、鈣、鎂、鋁、鉑、鈀的濃度，儀器需優化消除干擾以獲得最大的靈敏度，使譜線強度和濃度成線性關系。將所有元素的測定值減去空白值相加來計算分金溶液和洗液中的總雜質含量。

3 結果

3.1 金銀合粒中存在的雜質元素

根據銅精礦元素情況，其中主要金屬元素含有銅、鐵、鈣、鎂、鋁、鉍、鉛、砷、蹄、鎳、鎘、猛、鉑、鈀等14種元素，通過火試金分離富集得到的金銀合粒除去了大多數雜質元素，其主要成分為金銀，其余雜質成分含有少量的鉛、鉍、鈣，部分樣品含有少量的鉑、鈀[1]。本文列舉了幾種有代表性的銅精礦分析各元素含量可知6類樣品金銀合粒中銅、鐵、砷、蹄、鎳、錳、鎘、鎂、鋁的含量均＜0.2ug，其含量基本忽略不計，而所有銅精礦金銀合粒中均含有鉛、鉍、鈣這三種元素，含量隨品位高低有波動，有2類銅精礦金銀合粒中測出少量的鉑、鈀。

3.2 方法精密度和樣品回收率試驗

金銀合粒中存在的雜質元素主要是鉛、鉍、鈣、鉑、鈀，選擇銅精礦樣品，經火試金富集、分金酸溶解后按所選儀器最佳工作條件測定，考察方法的精密度和樣品加標回收率（n=8）如見表2。

表2 部分元素精密度和加標回收率

3.3 雜質元素對銀品位影響

準確測定各類銅精礦金銀合粒中的雜質元素總含量，分析換算成品位的影響情況，通過統計數據得知大部分銅精礦金銀合粒中雜質品位占比在0.5～4.5%，隨著銀品位升高雜質占比減少。還發現火試金重量法分析某些特殊的高雜質銅精礦時金銀合粒中殘留的鉛、鉍、鉑、鈀含量明顯增加，雜質品位占比＞

5%。

4 結語

文章通過試驗證明ICP-OES 分析經火試金分離富集的金銀合粒時雜質元素干擾少、靈敏度高，適用于銅精礦中銀的各品位段雜質元素分析。通過差減法消除了雜質元素對火試金重量法的影響，實現了ICP-OES聯合火試金重量法準確測定各類銅精礦中金銀品位的目的。