火試金富集與泡沫塑料富集AAS法測(cè)定金礦石中金的對(duì)比

秦月蘭 黎永娟(1.西部礦業(yè)集團(tuán)科技發(fā)展有限公司，青海 西寧 810006；2.青海西部礦業(yè)工程技術(shù)研究

有限公司，青海 西寧 810006；3.青海省高原礦物加工工程與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810006；4.青海省有色礦產(chǎn)資源工程技術(shù)研究中心，青海 西寧 810006)

0 引言

金礦石作為浮選金的重要原材料，測(cè)定金的含量具有非常重要的指導(dǎo)生產(chǎn)意義。目前常用的金的分析方法為泡沫塑料富集火焰原子吸收法[1-5]和火試金法[6-10]。泡沫塑料富集火焰原子吸收法采用試樣先焙燒后用王水分解，在約10%王水介質(zhì)中，金用負(fù)辛胺的聚氨酯泡沫塑料來(lái)吸附，然后用2%鹽酸-硫脲溶液加熱解脫被吸附的金，直接用火焰原子吸收光譜儀于波長(zhǎng)242.8nm處測(cè)定。除鎢、銻、鐵和酸溶性硅酸鹽影響吸附和測(cè)定外，金礦石中其他共存元素均無(wú)干擾。鎢、銻的干擾加入酒石酸來(lái)消除，大量鐵和一定量酸溶性硅酸鹽的干擾可加入氟化鈉使之生成氟硅酸鈉沉淀而消除?；鹪嚱鸶患鹧嬖游辗ú捎迷嚇咏?jīng)配料，高溫熔融，熔融的金屬鉛捕集試料中的貴金屬形成鉛扣，試料中的其他物質(zhì)與熔劑生成易熔性熔渣，將鉛扣在高溫狀態(tài)下灰吹，得金銀合粒，用1+3冰乙酸清除合粒表面粘性雜質(zhì)，經(jīng)1+7硝酸分金，用王水溶解金粒，定容至25mL比色管中，用火焰原子吸收光譜儀于波長(zhǎng)242.8nm處測(cè)定。通過(guò)兩種方法對(duì)比發(fā)現(xiàn)，火試金富集火焰原子吸收法富集效果理想，但過(guò)程較為繁瑣，適用于少量樣品的準(zhǔn)確測(cè)定，而泡沫塑料富集火焰原子吸收法富集效果有不確定性，精密度較差，但分析過(guò)程簡(jiǎn)單且成本低廉，適用于大批量樣品的測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作條件

AFG-990型原子吸收分光光度計(jì)；金空心陰極燈；箱式電阻爐；試金爐。

1.2 主要試劑

1.2.1 泡沫塑料富集AAS法

鹽酸12mol/L；硝酸15mol/L。

泡沫塑料：將100g聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料(厚度約1cm)浸于400mL的3%三正辛胺乙醇溶液中，反復(fù)擠壓使之浸泡均勻，然后用蒸餾水反復(fù)洗幾次，將水?dāng)D壓，自然晾干，剪成0.1g左右小塊浸泡在蒸餾水中備用。2%鹽酸-硫脲溶液：稱取2g硫脲置于燒杯中，加50mL水溶解，再加入2mL鹽酸，定容至100mL容量瓶中，搖勻。

1.2.2 火試金富集AAS

鹽酸12mol/L；硝酸15mol/L。

碳酸鈉(工業(yè)純，粉狀)；硼砂(工業(yè)純，粉狀)；二氧化硅(工業(yè)純，粉狀)；氧化鉛(工業(yè)純，粉狀)；淀粉(分析純)；黏土坩堝；灰皿。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

金標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液1mg/mL；稱取0.1000g純金(99.9%)置于50mL燒杯中，加入10mL新鮮王水，在電熱板上加熱溶解完全后，加入10mL鹽酸，用水定容至100mL。金標(biāo)準(zhǔn)溶液：移取10mL金標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液置于100mL容量瓶中，加入10mL鹽酸，定容搖勻，此溶液金含量為100μg/mL。

1.4 工作曲線繪制

移取0.00mL，0.20mL，0.40mL，0.60mL，0.80mL，1.00mL，2.00mL金標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別置于一組100mL容量瓶中，加入5mL王水，以水定容。搖勻。以“零”標(biāo)準(zhǔn)溶液調(diào)零，以與測(cè)定試液相同條件測(cè)量金系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。以金的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線。

1.5 實(shí)驗(yàn)方法

1.5.1 泡沫塑料富集AAS法

稱取10g試樣于方瓷舟中，從低溫開(kāi)始，至650℃的箱式電阻爐中焙燒3h，冷后移入300mL錐形瓶中，加入30～50mL王水，在電熱板上加溶解，蒸發(fā)至20～30mL(如含銻、鎢時(shí)，應(yīng)加入1～2g酒石酸；含酸性硅酸鹽應(yīng)加入5～10g氟化鈉，煮沸)，用水稀釋至150mL，加入3～4滴飽和溴水，放入0.1g泡沫塑料(預(yù)先處理過(guò))，用膠塞塞緊瓶口，在往復(fù)式振蕩機(jī)振蕩40～50min。取出泡沫塑料，用自來(lái)水充分洗滌，然后用濾紙吸干，放入預(yù)先加入一定量2%鹽酸-硫脲溶液的25mL比色管中，在沸水浴中加熱45～50min，趁熱用玻璃棒將泡沫塑料擠壓數(shù)次后取出，冷卻，搖勻后用火焰原子吸收在波長(zhǎng)242.8nm處測(cè)定。

1.5.2 火試金富集AAS法

在黏土坩堝中稱取35g碳酸鈉，15g硼砂，15g二氧化硅，100g氧化鉛，攪拌均勻。在萬(wàn)分之一電子天平上準(zhǔn)確稱取10.0000g試樣，倒入已攪拌好的物料中，按鉛扣大小加入一定量的淀粉或者氯酸鉀(使鉛扣保持在35g左右)，攪拌均勻。放入預(yù)先升溫至900℃的試金爐中，溫度調(diào)節(jié)至1100℃，高溫熔融，在50min中通過(guò)調(diào)節(jié)試金爐電壓使?fàn)t內(nèi)溫度達(dá)到1100℃，保溫10min，取出，倒入鑄鐵圓錐模中，冷卻后砸出鉛扣，用濾紙包裹，并編號(hào)。將鉛扣在900℃高溫狀態(tài)下灰吹，得金銀合粒。將金銀合粒置于瓷坩堝中，加入1+3冰乙酸在電熱板上低溫溶解，清除合粒表面粘性雜質(zhì)，取下，倒出冰乙酸溶液，蒸餾水清洗合粒，再加入1+7硝酸，繼續(xù)置于電熱板上低溫溶解，至只剩金粒不再溶解，將硝酸銀溶液倒出收集，蒸餾水清洗瓷坩堝杯壁及金粒(注意不要使金粒丟失)，再加入4mL王水溶解金粒，定容至25mL比色管中，用火焰原子吸收光譜儀于波長(zhǎng)242.8nm處測(cè)定。

1.6 結(jié)果計(jì)算

結(jié)果計(jì)算如下：

式中：w(Au)為被測(cè)元素金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(g/t)；C1為工作曲線上查得試液中被測(cè)元素金的質(zhì)量液度(μg/mL)；C2為工作曲線上查得空白試液中被測(cè)元素金的質(zhì)量液度(μg/mL)；V為解析硫脲溶液的體積(mL)；m為稱取試樣的質(zhì)量(g)。

2 結(jié)果與討論

2.1 試驗(yàn)時(shí)間的比對(duì)

以8個(gè)試樣來(lái)計(jì)算，時(shí)間結(jié)果如表1所示。由表1可知，泡沫塑料富集AAS法占用時(shí)間明顯少于火試金富集AAS法，且主要時(shí)間占用在焙燒試樣上，但焙燒試樣和溶解樣品可在同一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行，焙燒一批次，在溶解的過(guò)程中可焙燒下一批次，相互之間不產(chǎn)生任何影響。

表1 試驗(yàn)時(shí)間比對(duì)

2.2 試驗(yàn)成本的比對(duì)

以一個(gè)樣品來(lái)計(jì)算，結(jié)果如表2所示。由表2可知，泡沫塑料富集AAS法成本明顯低于火試金富集AAS法。

表2 試驗(yàn)成本比對(duì)

2.3 試驗(yàn)精密度的比對(duì)

采用金礦石國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)樣品GBW(E)070068，分別按兩種方法的分析步驟處理并測(cè)定金，結(jié)果如表3所示。由表3可知，火試金富集AAS法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.005g/t，泡沫塑料富集AAS法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.032g/t。

2.4 加標(biāo)回收率的比對(duì)

各稱取3個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)樣品GBW(E)070068兩份，按照不同實(shí)驗(yàn)方法處理，并分別加入相同含量的金標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，同時(shí)按實(shí)驗(yàn)方法處理并測(cè)定，進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知，泡沫塑料富集AAS法樣品加標(biāo)回收率為86%～114%，火試金富集AAS法樣品加標(biāo)回收率為98%～106%。

2.5 方法檢出限的比對(duì)

在儀器優(yōu)化工作條件下測(cè)定11次空白溶液，以DL=3σ/K(式中：DL為方法檢出限；σ為試樣空白溶液標(biāo)準(zhǔn)偏差；K為校準(zhǔn)曲線斜率)計(jì)算金的方法檢出限，金的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限如表5所示。

表3 精密度試驗(yàn)結(jié)果

表4 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

2.6 富集效果對(duì)比

分別采用10個(gè)金礦石國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)樣品GBW(E)070068，按兩種方法的分析步驟處理并測(cè)定金，結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可知，火試金富集AAS法比泡沫塑料富集AAS法結(jié)果更趨于穩(wěn)定，富集效果更好，且結(jié)果更加準(zhǔn)確。

2.7 分析步驟對(duì)比

泡沫塑料富集火焰原子吸收法采用試樣先焙燒后用王水分解，在約10%王水介質(zhì)中，金用負(fù)辛胺的聚氨酯泡沫塑料來(lái)吸附，然后用2%鹽酸-硫脲溶液加熱解脫被吸附的金，直接用火焰原子吸收光譜儀測(cè)定?；鹪嚱鸶患鹧嬖游辗ú捎迷嚇咏?jīng)配料，高溫熔融，熔融的金屬鉛捕集試料中的貴金屬形成鉛扣，試料中的其他物質(zhì)與熔劑生成易熔性熔渣，將鉛扣在高溫狀態(tài)下灰吹，得金銀合粒，用1+3冰乙酸清除合粒表面粘性雜質(zhì)，經(jīng)1+7硝酸分金，用王水溶解金粒，定容至25mL比色管中，用火焰原子吸收光譜儀測(cè)定。泡沫塑料富集火焰原子吸收法分析步驟相對(duì)火試金富集火焰原子吸收法更為簡(jiǎn)便，且分析成本低，廢棄物產(chǎn)生少。

表5 線性方程與檢出限

表6 富集效果試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，泡沫吸附富集AAS法耗時(shí)短，成本低，但精密度較低，而火試金富集AAS法雖成本較高，但精密度高，不適用于大批量樣品的測(cè)定。泡沫塑料富集金原子吸收法分析礦石中的金，方法簡(jiǎn)便，易操作，成本低，污染少，分析速度快，并且能大批量分析樣品，縮短分析時(shí)間，較好的消除了碳、硫及有機(jī)物對(duì)金的測(cè)定干擾。火試金富集AAS法比泡沫塑料富集AAS法結(jié)果更趨于穩(wěn)定，富集程度更好，且結(jié)果更加準(zhǔn)確。