金試樣中碳質(zhì)和硫化物的預(yù)處理

賀小濤

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局706隊(duì)阿勒泰836500）

金試樣中碳質(zhì)和硫化物的預(yù)處理

賀小濤

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局706隊(duì)阿勒泰836500）

地質(zhì)試樣中金的測(cè)定，不論用什么方法，大都需要化學(xué)分離和富集。濕法預(yù)處理試樣時(shí)，碳質(zhì)和硫化物會(huì)產(chǎn)生影響，通常是將試樣在650℃焙燒氧化除去。這種方法時(shí)間長(zhǎng)、耗電高。本文研究了不同形態(tài)碳質(zhì)及硫化物對(duì)金的吸附的影響，并提出了以化學(xué)濕法氧化消除碳質(zhì)和硫化物的方法。只需在酸分解過程中加入少量氧化劑，方法簡(jiǎn)單、快捷，效果良好。

金試樣碳質(zhì)硫化物預(yù)處理

1 試樣中碳質(zhì)的消除

1.1 碳質(zhì)存在對(duì)濕法預(yù)處理測(cè)定的影響

這里碳質(zhì)物質(zhì)是指有機(jī)碳化合物和單質(zhì)碳兩類。在地質(zhì)試樣中，有機(jī)碳化合物主要是植物的枯枝殘葉和腐植質(zhì)，單質(zhì)碳則以晶質(zhì)的石墨和非晶質(zhì)炭黑和普通木炭為主。

將碳質(zhì)在王水介質(zhì)中對(duì)金（Ⅲ）的吸附作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1、表2。

表1 各類碳質(zhì)對(duì)金（Ⅲ）的吸附率%

用二級(jí)標(biāo)樣B034加入不同種類碳質(zhì)的物質(zhì)，不進(jìn)行氧化除碳處理，測(cè)試結(jié)果見表2。

表2 含不同量的碳質(zhì)的試樣測(cè)定結(jié)果g/t

試驗(yàn)表明，有機(jī)碳化合物即植物的枯枝殘葉和腐植質(zhì)等對(duì)金（Ⅲ）沒有吸附作用，而單質(zhì)碳中的石墨和非晶碳一樣具有很強(qiáng)的吸附能力。因此測(cè)金試樣中含有石墨和非晶碳時(shí)，必須氧化除去。

1.2 化學(xué)濕法氧化除碳及其條件試驗(yàn)

1.2.1 以氯酸鉀為氧化劑的選定

采用在溶樣過程中同時(shí)氧化除碳，取代現(xiàn)用的先焙燒后溶解的方法?？梢允沽鞒毯?jiǎn)化，氯酸鉀和硝酸作用生成氯酸，在較低的溫度下，便可分解為新生態(tài)的氧和氯，有極強(qiáng)的氧化能力。

本文試驗(yàn)的氯酸鉀、硝酸溶液氧化除碳方法，并探討其最佳工作條件。試樣氧化除碳過程中，同時(shí)可以除硫。在此過程試樣已基本溶解，只需補(bǔ)加適量的鹽酸便成為王水，可使試樣分解完全，手續(xù)非常簡(jiǎn)便。

1.2.2 氯酸鉀用量與除碳效果

試驗(yàn)方法濃硝酸30 mL，不同氯酸鉀（一次加入）用量的除碳質(zhì)能力于熱板上加熱，溶液微沸時(shí)，取下開始計(jì)時(shí)，結(jié)果見表3。

表3 氯酸鉀用量對(duì)碳質(zhì)氧化效率的影響

由于地質(zhì)試樣中所含的碳質(zhì)物質(zhì)種類和數(shù)量不盡相同。所以在試樣處理過程中，應(yīng)注意觀察液面有否漂浮黑色碳膜，如有此現(xiàn)象，應(yīng)補(bǔ)加氯酸鉀，繼續(xù)加熱氧化，直至碳膜除盡為止。

1.2.3 硝酸濃度與除碳效率

取定量碳質(zhì)和氯酸鉀1 g，加入不同濃度的硝酸溶液，在電熱板上加熱，溶液微沸時(shí)，開始計(jì)時(shí),見表4。

表4 硝酸濃度對(duì)碳質(zhì)氧化效率的影響

硝酸濃度對(duì)除碳效率有影響，濃度越大，氧化速度越快。硝酸能使含碳有機(jī)物直接硝化，但硝酸的濃度不能太大，它會(huì)使活性碳對(duì)金（Ⅲ）的吸附率降低，給下一步富集分離帶來不利影響。故本法選用硝酸用量為70%硝酸溶液30 mL。

1.2.4 反應(yīng)溫度的影響

取非晶質(zhì)碳0.1 g，加氯酸鉀1.5 g，70%硝酸溶液30 mL，在不同溫度下進(jìn)行反應(yīng)，見表5。

表5 溶液溫度對(duì)除碳效率的影響

氯酸鉀硝酸溶液在溫度低于80℃時(shí)，碳質(zhì)氧化速率較慢，但溫度太低，又會(huì)加速氯酸鉀的分解，成為無謂損失，所以加熱溫度以維持溶液微沸狀態(tài)即可。

1.3 濕法氧化除碳效果

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)金回收試驗(yàn)

于10個(gè)250 mL的錐形瓶中，分別加入含1 000 μg標(biāo)準(zhǔn)金的溶液，分2組，其中1組分別加入活性碳0.1 g，按本法化學(xué)濕法氧化除碳，另1組不加活性碳。將上述兩組溶液經(jīng)富集后，以原子吸收儀測(cè)定，見表6。

由表6可知，含碳溶液中金（Ⅲ）沒有損失，說明溶液中的碳已被氯酸鉀硝酸氧化除去。

表6 金標(biāo)準(zhǔn)回收

表7 含不同碳質(zhì)試樣，測(cè)定結(jié)果比對(duì)g/t

1.4 結(jié)論

（1）以上測(cè)定數(shù)據(jù)可知，腐植質(zhì)對(duì)金（Ⅲ）無吸附作用，晶質(zhì)石墨和非晶質(zhì)碳對(duì)金（Ⅲ）均有很強(qiáng)的吸附能力。必須從試樣中除去。

（2）本文提出用氯酸鉀、硝酸作氧化劑的化學(xué)濕法氧化法，對(duì)非晶質(zhì)碳及晶質(zhì)石墨的效果都非常好，適用于各種含碳地質(zhì)樣品，且手續(xù)簡(jiǎn)便。

2 試樣中硫化物的氧化

樣品含金硫化物未經(jīng)脫硫處理，所測(cè)得的結(jié)果常常偏低。取含金硫化物(含硫45%左右)試樣10 g共3份，分別按未經(jīng)脫硫、王水溶解；氧化除硫后王水溶解。然后將所得的溶液以及析出的單體硫、酸不溶殘?jiān)謩e測(cè)定其含量，見表8。

表8 含硫化物用不同方法脫硫后、測(cè)定金結(jié)果對(duì)比

上述3種不同處理樣品方法中，未經(jīng)脫硫直接王水溶解金殘?jiān)袚p失嚴(yán)重，焙燒氧化脫硫和本法氧化脫硫后王水溶解，所得結(jié)果基本相符。

3 試驗(yàn)過程

稱取試樣20 g于300 mL三角瓶中加氯酸鉀1.5 g、水10 mL，搖勻、緩慢注入硝酸20 mL，加蓋搖勻，加熱保持微沸狀60 min，取下稍冷，加50%鹽酸30 mL，繼續(xù)煮沸30 min取下，加水稀釋至100 mL，加泡沫塑料震蕩，用原子吸收儀測(cè)金的含量。

4 注意事項(xiàng)

溶解樣品時(shí)，要注意觀察溶液中是否有漂浮黑色碳質(zhì)和硫化物沉淀渣，如有上述情況，應(yīng)補(bǔ)加氯酸鉀，硝酸溶液，繼續(xù)加熱，直至完全氧化除盡為止。

[1]李錫安.中國(guó)無機(jī)分析化學(xué).1993.

[2]林世光.冶金化學(xué)分析.1980.

[3]地質(zhì)礦產(chǎn)部.金銀測(cè)試方法.1985.

[4]金學(xué)陵.巖石礦物微量金的測(cè)定.1985.

[5]薛潮明.有色金屬分析通訊.1992.

收稿：2014-04-03