碳質(zhì)金礦中金的化學(xué)物相分析方法改進(jìn)

寧新霞，程文康

(西安西北有色地質(zhì)研究院有限公司，陜西省礦產(chǎn)資源綜合利用工程技術(shù)研究中心，西安 710054)

碳質(zhì)金礦中金的化學(xué)物相分析方法改進(jìn)

寧新霞，程文康

(西安西北有色地質(zhì)研究院有限公司，陜西省礦產(chǎn)資源綜合利用工程技術(shù)研究中心，西安 710054)

為了解決碳質(zhì)金礦金化學(xué)物相分析結(jié)果與選礦試驗結(jié)果不符的問題，基于巖礦鑒定和測試結(jié)果對分析流程進(jìn)行改進(jìn)。方法改進(jìn)后測試項目包括裸露金和半裸露金、有機(jī)碳石墨包裹金、碳酸鹽包裹金、褐鐵礦包裹金、黃鐵礦包裹金、石英和硅酸鹽包裹金6項。有機(jī)碳石墨包裹金選用Na2S2O3-CuCl2-NH4OH-NH4Cl體系為浸金劑，取代I2-NH4I體系，該體系中金的測定采用銅置換原子吸收法。裸露金半裸露金、有機(jī)碳石墨包裹金和黃鐵礦包裹金的相和為82.34%，與選礦試驗金精礦實際回收率(75.83%)基本吻合。改進(jìn)后的方法適合碳質(zhì)金礦金化學(xué)物相分析。

化學(xué)物相分析；金；碳質(zhì)金礦

AbstractIn order to solve the problem of value deviation between mineral process test and chemical phase analysis of gold in carbonaceous gold ores by traditional procedure，an improved procedure on the basis of the results of rock ore appraisal and testing was proposed. It included the determination of the phases of exposed and half-exposed native gold，gold wrapped by organics and graphite， carbonate meterials，limonite，pyrite，quartz and silicate meterials. The system of Na2S2O3-CuCl2-NH4OH-NH4Cl was used as leaching agents of gold instead of I2-NH4I. Gold in the system was determined by copper replacement-atomic absorption spectrometry. The sum of the phases of exposed and half-exposed native gold，gold wrapped by organics and graphite，and pyrite was 82.34%，which was basically consistent with the recovery rate of gold concentration (75.83%). The improved method is suitable for chemical phase analysis of gold in carbonaceous gold ores.

Keywordschemical phase analysis; gold; carbonaceous gold ore

金化學(xué)物相分析的目的是查明金元素在礦石中以各種相態(tài)存在的含量，為化探異常評價、地質(zhì)勘探、礦床評價、選礦試驗研究提供所需的物質(zhì)組成及元素在礦石中的賦存狀態(tài)［1］，研究人員對此進(jìn)行了大量研究［2-4］。礦石分析行業(yè)通常采用碘-碘化鉀法進(jìn)行金礦石中金賦存狀態(tài)分析，該法較適用于金主要呈中粗粒顯微金-明金產(chǎn)出且不含有機(jī)碳的金礦石［5］。由于礦石中富含的有機(jī)碳會吸附金，使得金化學(xué)物相的測定值與實際值偏差較大，無法指導(dǎo)選礦和冶金工業(yè)指標(biāo)的判斷和工藝選擇［6］。實驗所用礦石樣品為碳質(zhì)金礦，有機(jī)碳含量為5.7%。按常規(guī)金化學(xué)物相分析法測定碳質(zhì)金礦時，測定結(jié)果與選礦試驗結(jié)果差距很大。為此筆者對傳統(tǒng)分析流程進(jìn)行改進(jìn)，建立了一套適用于碳質(zhì)金礦金化學(xué)物相分析的新方法。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

原子吸收分光光度計：TAS-990，北京普析通用儀器有限公司；

浸取劑Ⅰ：0.5%碘-1.5%碘化銨溶液；

浸取劑Ⅱ：稱取150 g硫代硫酸鈉及5 g亞硫酸鈉溶于500 mL水中，用氨水調(diào)至pH值為10，以水定容至1 000 mL；

浸取劑Ⅲ：將54.41 g硫酸銅、600 mL氨水(ρ=0.9 g/cm3)及70 g氯化銨以水溶解并定容至1 000 mL；

浸取劑Ⅳ：高氯酸溶液(1+99)；

浸取劑Ⅴ：鹽酸溶液(1+1)內(nèi)含10 g/L二氯化錫；

金標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：1 mg/mL，將1.000 0 g金溶于少量王水中，在水浴中用鹽酸趕盡硝酸后，用5%鹽酸稀釋至1 000 mL容量瓶中；

金標(biāo)準(zhǔn)溶液：10 μg/mL，吸取10 mL金標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液至1 000 mL 容量瓶中，用10%王水稀釋至標(biāo)線；

金標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：依次吸取 0.5，1，2，5，10 mL金標(biāo)準(zhǔn)溶液于300 mL三角瓶中，以10%王水稀釋至100 mL，加入泡塑，與樣品溶液同步處理；

碳質(zhì)金礦樣品：陜西鎮(zhèn)安某礦；

實驗所用試劑均為分析純；

實驗用水為去離子水。

1.2 實驗方法

1.2.1 裸露和半裸露自然金的測定

稱取10 g試樣于300 mL錐形瓶中，加入50 mL浸取劑Ⅰ，室溫震蕩1 h。抽濾，用水洗殘渣2～3次，濾液轉(zhuǎn)入300 mL燒杯中，先蒸發(fā)除去大部分碘，然后加入HNO3將碘趕盡，并蒸發(fā)至干。加入20 mL王水(1+1)，煮沸片刻，轉(zhuǎn)入200 mL錐形瓶中，并用水稀釋至約90 mL。投入一塊泡塑(0.2～0.3 g)，室溫震蕩40 min富集分離金；用水洗凈泡塑，擠干；泡塑在硫脲溶液沸水浴解脫40 min，取出。視含量不同采用火焰原子吸收光譜法或石墨爐原子吸收光譜法測定解脫液中的金。

1.2.2 有機(jī)碳石墨包裹(吸附)金的測定

向殘渣中加入浸取劑Ⅱ溶液50 mL、浸取劑Ⅲ25 mL，于(45±5)℃水浴加熱，攪拌浸取3 h，取下。趁熱過濾，用水洗滌10次，濾液按以下方法測定。

(1)直接測定法A。濾液蒸發(fā)濃縮至15～20 mL，加入20～30 mL鹽酸，搖勻，加入10～15 mL硝酸，放置10 min，待反應(yīng)緩和后，以水稀釋至170 mL，滴加5%高錳酸鉀至淺紅色，放置或加熱至紅色褪色，進(jìn)行常規(guī)分離富集，用原子吸收法進(jìn)行測定。

(2)直接測定法B。濾液蒸發(fā)濃縮至15～20 mL，加入30 mL王水溶液(1+1)，酸化過程中單質(zhì)硫析出，通過過濾分離硫，硫渣焙燒后以王水溶液溶解焙渣，與濾液合并。用泡沫吸附，硫脲解脫后測定，結(jié)果作為有機(jī)碳石墨包裹金分項的值，測定方法見

1.2.1 。

(3)銅粉置換測定法。濾液中加入0.01 g銅粉，攪拌葉片先在表面緩慢攪拌10 min，然后放于溶液中間，在水浴鍋中于(45±5)℃加熱并攪拌3 h，傾析，殘渣用蒸餾水洗滌3次，加入2 mL王水，低溫加熱溶解，轉(zhuǎn)入25 mL比色管，加水定容至10 mL，測定金的含量，測定方法見1.2.1。

1.2.3 碳酸鹽包裹金的測定

向殘渣中加入浸取劑Ⅳ150 mL，置沸水浴上加熱1 h(保持溶液pH1～2)，冷卻。抽濾，用水洗錐形瓶和殘渣2～3次，濾液保留。向殘渣中加入50 mL浸取劑Ⅰ，室溫震蕩1 h。抽濾，將兩次濾液合并，按

1.2.1 方法測定金。

1.2.4 褐鐵礦包裹金

向殘渣中加入70 mL浸取劑Ⅴ(不斷滴加二氯化錫溶液，保持溶液無黃色)，室溫震蕩1 h。抽濾，用HCl溶液(1+99)洗滌2～3次，濾液棄去。向殘渣中加入60 mL浸取劑Ⅰ，室溫震蕩1 h，然后按1.2.1測定。

1.2.5 黃鐵礦包裹金的測定

將殘渣在50 mL瓷干鍋中灰化，在480～500℃馬弗爐中灼燒1 h，冷卻后轉(zhuǎn)入200 mL錐形瓶中，加入50 mL浸取劑Ⅰ，室溫震蕩1 h，然后按1.2.1測定。

1.2.6 石英和硅酸鹽包裹金

將最后殘渣放入50 mL瓷干鍋中灰化，在650℃灼燒 20～30 min。

(1)冷卻后將殘渣轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯燒杯中，加入10 mL HF，10 mL HNO3加熱微沸 1～2 h后蒸發(fā)至干。再加入10 mL HF，10 mL HNO3，加熱并放置過夜，次日蒸發(fā)至干，加入20 mL王水溶液(1+1)，加熱微沸30 min(體積20 mL左右)取下，冷卻后用水轉(zhuǎn)入200 mL錐形瓶中，以下按1.2.1測定。

(2)將殘渣轉(zhuǎn)入燒杯中，加入100 mL王水溶液(1+1)，2～3 g氟化鈉，加熱煮沸 1 h，以下按 1.2.1測定。

2 結(jié)果與討論

實驗中觀察到，每次固液分離通過濾紙過濾，濾紙隨濾渣一起轉(zhuǎn)入下一項操作，隨著步驟的增加，濾紙不斷累積，導(dǎo)致其后的過濾操作耗時增加，且影響傳質(zhì)的進(jìn)行。為此對過濾過程進(jìn)行改進(jìn)，每項過濾完后，將殘渣和濾紙一起于105℃烘箱中烘干，將殘渣從濾紙上分離，轉(zhuǎn)入錐形瓶進(jìn)行下一相的浸取。這樣可以避免濾紙進(jìn)入下一相而對傳質(zhì)造成不利的影響，從而避免了串相。

2.1 相態(tài)的選擇

相態(tài)的選擇可以根據(jù)需要來確定。金礦物的賦存狀態(tài)分析有物理方法和化學(xué)方法。物理方法可分為顯微(鏡)鑒定法和微觀分析法。微觀法包括X射線分析、電子顯微鏡分析、電子探針分析、掃描電鏡分析［7］及工藝礦物學(xué)參數(shù)自動檢測分析(MLA)等［8］?；瘜W(xué)法有混汞-碘浸取法、混汞-硫脲-碘浸取法、混汞-溴-碘浸取法、氰化法、硫代硫酸鈉-亞硫酸鈉浸取法、碘-溴-高氯酸-鹽酸浸取法、鹽酸 -EDTA-H2O2浸取法［9］。化探樣品中金的分相模式：裸露金和半裸露自然金、碳酸鹽包裹金、銅鉛鋅硫化物包裹金、褐鐵礦包裹金、黃鐵礦包裹金、石英和硅酸鹽包裹金等6個相態(tài)［10］。也有認(rèn)為再增加3個相(水溶金、粘土吸附金、有機(jī)物結(jié)合金)更有利于不同景觀區(qū)地球化學(xué)找礦［11］。用于選冶的物相分析一般只需測定游離自然金、硫化金、連體金相及其它礦物中金的含量即可；而用于成礦規(guī)律研究的物相分析則需要根據(jù)研究目的確定分析哪些相態(tài)，如褐鐵礦中金、黃鐵礦中金、石英中金量，針對性強(qiáng)，其分離方法需要進(jìn)一步研究［12］。

2.2 浸取劑的選擇

采用7%碘-14%碘化銨體系作為對裸露金和半裸露自然金、碳酸鹽包裹金、褐鐵礦包裹金、黃鐵礦包裹金浸金劑、王水浸取石英和硅酸鹽包裹金［5］，分析結(jié)果見表1。

表1 原礦金物相(7%碘-14%碘化銨體系)分析結(jié)果 g/t

由表1可知，相和為3.15 g/t與原礦金測定值5.30 g/t相差較大，回收率僅為60%。參考張敏的研究成果［10］，進(jìn)而改用其推薦的0.5%碘-1.5%碘化銨配制浸取劑Ⅰ，采用一般地質(zhì)物料中金的物相分析法測定的結(jié)果見表2。

表2 原礦金物相(0.5%碘-1.5%碘化銨體系)分析結(jié)果 g/t

由表2可知，相和與原礦測定結(jié)果相符。裸露金和半裸露自然金與黃鐵礦包裹金兩項合量占總量55.8%，而礦試驗精礦回收率為75.83%，兩者不符。

試驗證明，浸取劑Ⅰ宜選用0.5%碘-1.5%碘化銨體系。一般認(rèn)為，原生礦石中含有機(jī)碳化合物在0.2%以上時，將嚴(yán)重干擾金的氰化提取過程，被稱為碳質(zhì)金礦。碳質(zhì)金礦中碳質(zhì)物主要有3種類型，固體碳、高分子碳?xì)浠衔锏幕旌衔锛芭c腐殖酸類相似的有機(jī)酸，后兩者合稱為有機(jī)碳［13］。1%的活性炭對金碘絡(luò)離子無影響，但冶金中間產(chǎn)品超過10%～30%的活性炭會使結(jié)果偏低［7］。因為分析的樣品呈黑色，試驗測定的樣品含有機(jī)碳及石墨5.7%，屬碳質(zhì)金礦，銅鉛鋅硫化物含量極少?？赡苁怯捎谟袡C(jī)碳質(zhì)的“劫金”造成與選礦試驗不符這一結(jié)果。

浸取含碳高的金礦目前有兩種方法，一種是硫代硫代鈉-亞硫酸鈉法浸取法，另一種是次氯酸鈉浸取法。因次氯酸鈉法耗時較長(超過24 h)，實驗選用硫代硫代鈉-亞硫酸鈉法浸取法［6］，該法采用硫代硫酸鈉-亞硫酸鈉溶液和銅氨銨混合溶液作為浸金液，即硫代硫酸鈉銅氨體系。參照鄭大中等［6］提出的方法，對樣品進(jìn)行測定，結(jié)果見表3。

表3 原礦金物相(硫代硫酸鈉銅氨體系)分析結(jié)果 g/t

表3數(shù)據(jù)表明，物相分析結(jié)果與選礦試驗依然不符。裸露金和半裸露自然金測定結(jié)果為3.14 g/t，與一般地質(zhì)物料中金的物相分析法測定的結(jié)果1.01 g/t，差異很大。鄭大中［6］提到在實驗條件下，硫代硫酸鈉能將有機(jī)碳(如活性炭)上吸附的金定量解脫下來。故其裸露金和半裸露自然金測定值實為裸露和半裸露金與其從有機(jī)碳(如活性炭)上吸附金含量之和。故提出增加有機(jī)碳石墨包裹(吸附)金分項的測定，即分析流程調(diào)整為裸露和半裸露自然金、有機(jī)碳石墨包裹(吸附)金、碳酸鹽包裹金、褐鐵礦包裹金、黃鐵礦包裹金、石英和硅酸鹽包裹金。試驗結(jié)果見表4。

表4 原礦金物相(復(fù)合浸取體系) g/t

由表4可知，理論回收率Σ（A+B+E）為82.34%，選礦試驗結(jié)果金回收率75.83%，與實際情況基本吻合。

故將傳統(tǒng)裸露金和半裸露自然金、碳酸鹽包裹金、褐鐵礦包裹金、黃鐵礦包裹金改用0.5%碘-1.5%碘化銨體系浸取，石英和硅酸鹽包裹金用王水浸取，有機(jī)碳石墨包裹金選用硫代硫酸鈉銅氨體系浸取。有機(jī)碳石墨包裹金選用銅置換法富集金，其它分項采用泡塑富集。均采用原子吸收法測定金。

試驗結(jié)果表明，對于含碳較高(＞1%)的碳質(zhì)金礦化學(xué)物相分析宜采用裸露金和半裸露自然金、有機(jī)碳石墨包裹金、碳酸鹽包裹金、褐鐵礦包裹金、黃鐵礦包裹金、石英和硅酸鹽包裹金6項進(jìn)行測定，結(jié)果與選礦試驗基本吻合。

2.3 有機(jī)碳石墨包裹(吸附)金測定方法改進(jìn)

嘗試原子吸收法直接測定硫代硫酸鈉銅氨體系溶液中的金［14］，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該法在測定標(biāo)準(zhǔn)溶液時表現(xiàn)良好，但在實際樣品測定中測定結(jié)果嚴(yán)重偏低。究其原因，礦石樣品中干擾元素的存在嚴(yán)重影響金的測定。嘗試用泡沫塑料富集吸附，結(jié)果無檢出。說明泡沫塑料在堿性溶液中無法選擇性吸附金，從而無法與干擾元素分離。

按照1.2.2方法進(jìn)行試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，按照直接測定法A處理，硝酸和高錳酸鉀無法完全溶解浮在液面上銅硫化物與硫磺的聚集物，而聚集物經(jīng)焙燒，王水溶解后測定結(jié)果表明含有部分金，故按此法處理，溶液測定結(jié)果必然偏低；按照直接測定法B處理，測定結(jié)果理想，但操作過程冗長，費(fèi)時費(fèi)力；試驗了銅置換法從硫代硫酸鈉浸金溶液中置換沉淀金的方法［15］，按照銅粉置換法處理，操作簡單，無需泡塑富集解脫步驟，結(jié)果可靠。

綜合考慮，選擇銅粉置換作為該項溶液處理方法，然后測定，測定結(jié)果見表4，與實際情況相符合。

3 結(jié)論

(1)作為傳統(tǒng)流程浸金劑，0.5%碘-1.5%碘化銨體系優(yōu)于7%碘-14%碘化銨體系。

(2)將殘渣和濾紙一起在105℃烘箱中烘干，實現(xiàn)殘渣與濾紙完全分離，可以避免濾紙累積對過濾和傳質(zhì)的影響。

(3)銅置換法可以將金從硫代硫酸鈉-亞硫酸鈉浸金溶液完全分離出來，避免酸化后濾渣和濾液分離帶來的誤差，且操作簡單易行，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

(4)有機(jī)碳石墨包裹(吸附)金分項的提出及分析方法的建立，解決了傳統(tǒng)金化學(xué)物相分析流程測定結(jié)果與選礦試驗結(jié)果嚴(yán)重背離的問題。

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國內(nèi)最大進(jìn)出口危險品包裝檢測實驗室落戶上海

不久前，由上海檢驗檢疫局與上海市金山區(qū)人民政府、上海市化工區(qū)管理委員會共同合作的“國家化學(xué)品安全中心”項目，歷經(jīng)三年建設(shè)，其一期已正式投入使用，二期建設(shè)也已啟動。全部建成后，這里將成為一個集國際規(guī)則研究、檢驗檢測服務(wù)、咨詢培訓(xùn)科普、科研標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)為一體的綜合性服務(wù)平臺，也將為金山地區(qū)建立“進(jìn)出口化學(xué)品質(zhì)量安全示范區(qū)”提供全面的技術(shù)支持和技術(shù)保障。

上海出入境檢驗檢疫局工業(yè)品與原材料檢測技術(shù)中心副主任蔣偉表示：目前可以做的實驗項目是覆蓋了ISO標(biāo)準(zhǔn)、出入境檢驗檢疫標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)，還有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。擁有國內(nèi)領(lǐng)先國際一流的恒溫恒濕實驗室、以及中型散裝容器(IBCs)檢測設(shè)備，可以精確地檢測危險貨物運(yùn)輸包裝的各項性能指標(biāo)，只有通過檢測合格的危險貨物運(yùn)輸包裝才能用于運(yùn)輸。為危險貨物包裝運(yùn)輸安全提供切實的技術(shù)保障。

（東方網(wǎng)）

Improvement on Measurement of Chemical Phase Analysis of Gold in Carbonaceous Gold Ores

Ning Xinxia，Cheng Wenkang
(Xi’an Northwest Nonferrous Geology Research Institute Co.，Ltd.，Engineering and Technology Center for Comprehensive Utilization of Mineral Resource in Shaanxi Province，Xi’an 710054，China)

O658

A

1008-6145(2017)04-0101-04

10.3969/j.issn.1008-6145.2017.04.026

聯(lián)系人：寧新霞；E-mail: 1535701970@qq.com

2017-03-18