封閉水浴溶樣-載碳泡塑吸附-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定礦石中金含量

何樹艷, 黃 勁, 詹 寶, 龔 園

(新疆地礦局 第一區(qū)域地質調查大隊實驗室，新疆 烏魯木齊 830013)

封閉水浴溶樣-載碳泡塑吸附-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定礦石中金含量

何樹艷, 黃 勁, 詹 寶, 龔 園

(新疆地礦局 第一區(qū)域地質調查大隊實驗室，新疆 烏魯木齊 830013)

采用聚碳酸酯溶樣瓶進行封閉水浴溶樣，溶液加入NH4HF2和酒石酸配合其它干擾金屬陽離子，加入載碳泡塑振蕩吸附金，使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)直接測定. 方法檢出限為0.005 09 μg/g，測定上限為150.0 μg/g，相對標準偏差(RSD)低于5.77%，消除了Ag、Sb和Fe等陽離子干擾，通過對不同含量金礦石標準物質的測定，取得了較高的準確度，可滿足金礦石分析要求.

金；封閉水浴溶樣；載碳泡塑；電感耦合等離子體發(fā)射光譜

礦石中的金主要以單質狀態(tài)存在于地質樣品中，在地殼中豐度為5×10-9,含量低且分布不均勻，一般都需要富集金才能測定[1]. 金含量的測定方法有很多種：火試金法、碘量法、氫醌容量法、原子吸收法、電感耦合等離子體光譜法及質譜法[2-7]等. 國家標準GB/T 20899.1-2007采用火試金富集礦石中金，結果準確，穩(wěn)定性好，適用范圍廣，但分析手續(xù)復雜，勞動強度大，且對環(huán)境污染較大. 碘量法和氫醌容量法適用于品位大于0.5 g/t的試樣[8]，但對于較高含量的樣品，測定比較繁瑣. 原子吸收法及質譜法對痕量金測定比較準確，但原子吸收法譜線干擾較大，質譜法對微量含量以上的樣品測定比較困難. 金富集一般有泡塑吸附、活性炭和有機物吸附方法等. 泡塑吸附方法簡單易行，但只適合痕量金的分析[1]. 活性炭和有機物吸附方法需要采用吸附柱抽濾吸附，勞動強度大，效率低. 在含活性碳粉的懸浮液中擠壓泡塑，使活性碳微粒穿入泡塑內部，通過靜電引力和分子引力作用，將活性碳粉微粒均勻地固定在三維空間內，這種由泡塑和活性碳組合的載碳泡塑具有對金強烈吸附作用，且灰化迅速，分離效果十分理想[1]. 本方法使用載碳泡塑吸附，電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)測定，對國家標準物質和實際樣品進行了檢測，結果表明，該方法具有操作簡單、效率高、抗干擾強和準確度高等優(yōu)點. 本方法適用于低含量樣品的測試，結果比較準確，對高含量樣品免去了稀釋等處理方法，特別在批量測定不同含量樣品時效果較好.

1 試驗部分

1.1 儀器

iCAP 6300 Radial型電感耦合等離子體光譜儀(美國賽默飛世爾)；工作參數：分析波長 242.795 nm(該譜線周圍無明顯干擾)，RF功率1 150 W，冷卻器流量15.0 L/min，輔助氣流量0.5 L/min，霧化器流量0.7 L/min，樣品沖洗30 s，分析最大積分時間：短波9 s，長波3 s，沖洗泵速50 rpm，分析泵速50 rpm，泵穩(wěn)定時間5 s，垂直觀測高度：12.0 mm.

1.2 試劑及材料制備

聚碳酸酯溶樣瓶800 mL(安徽省福光公司，帶蓋)，20% KCl溶液、鹽酸、硝酸、NH4HF2、無水乙醇、酒石酸均為分析純. 痕量金及礦石金分析標準物質：GBW(E)070012、GBW07300、GBW07297、GBW07810，實際樣品來自卡特巴拉蘇金礦區(qū).

金標準溶液(200.0 mg/L)：稱取2.000 g高純金(純度大于99.99%)于100 mL燒杯中，加入50%的王水20 mL，沸水浴蒸發(fā)至干. 取下加入20 mL濃鹽酸，繼續(xù)在沸水浴蒸干，用鹽酸和水溶解，移入盛有20 mL鹽酸的1 L容量瓶中，用水準確稀釋至刻度，搖勻.

金標準使用溶液：用10%王水逐級稀釋金標準溶液.

泡塑(市售大張海綿)的制備：將大張的聚氨酯(或聚醚酯)泡塑裁剪成5 cm×5 cm×1 cm(約0.2 g)的小塊，用5%的鹽酸加熱沸騰10 min洗凈備用.

活性炭(市售醫(yī)藥級)的制備：用5%的鹽酸浸泡加熱沸騰，攪拌，澄清后，倒出上層漂浮物，重復以上步驟3～5次，將上層清液倒出，用5%的NH4HF2溶液浸泡5～7天后,抽濾烘干備用.

載碳泡塑的制備：將處理后的活性炭用蒸餾水調成漿，將處理過的泡塑放入活性炭漿里不停攪拌，擠壓，用水沖洗至無炭粉顆粒脫落，重復以上步驟3～5次,直至泡塑變?yōu)槿跒橹?

1.3 試驗方法

稱取樣品20.0 g于方瓷舟中，置于馬弗爐階梯升溫至650 ℃灼燒2 h，取出冷卻轉移至800 mL聚碳酸酯溶樣瓶內，加100 mL 50%王水，蓋上瓶蓋，沸水浴1 h，取出冷卻，加100 mL水、2 g NH4HF2、2 g酒石酸，放入一塊處理好的載碳泡塑振蕩40 min后取出泡塑洗凈，用濾紙包裹泡塑放入30 mL瓷坩堝內滴加幾滴無水乙醇，立即放入已預熱至650 ℃的高溫馬弗爐內進行無臭無污染灰化，將灰分取出滴加2滴20% KCl溶液、2 mL現配王水，置于水浴上蒸至濕鹽狀，用10%的王水定容至50 mL容量瓶中，搖勻待測. 空白按以上步驟處理. 以樣品空白作為標準系列空白，200.0 mg/L金標準溶液作為高標，按照1.1儀器工作條件進行測定.

2 結果與討論

2.1 溶礦方式的選擇

經王水溶解的金生成氯金酸(HAuCl4)和金的亞硝酰配合物. 當HAuCl4溶液在高于150 ℃時，會部分分解為Au+和Au0. 而經試驗證明：泡塑和活性炭只對Au3+定量吸附，對Au+和Au0不產生吸附效應[9]. 大多金礦石溶礦方式都選擇在三角瓶中通過電熱板加熱至體積為30 mL左右，再進行富集.這種溶液方式雖然簡單易行，但如果電熱板溫度過高會使結果偏低. 雖然可以對溫度進行控制，但是樣品容易結塊，產生水蒸氣、酸氣、氯氣等，對環(huán)境污染較大[10]. 本文采用聚碳酸酯溶樣瓶加蓋封閉沸水浴溶樣1 h，不僅很好的控制了溶樣溫度，而且在加壓封閉環(huán)境下能更好的溶解樣品.

2.2 樣品焙燒階段干擾消除

野外采集的礦石中往往含有硫、砷、碳及有機物等. 這些物質通常會干擾金的測定，通過將樣品在650 ℃馬弗爐內焙燒可去除. 但礦石中如果硫、砷、銻含量較高，一旦溫度升高太快會使樣品結塊，影響溶樣，導致結果偏低. 本文根據文獻[11]，采取階梯緩慢升溫焙燒方法消除其干擾.

2.3 溶液共存元素干擾消除

樣品溶解后的溶液中往往存在大量鐵、鋁、鉻等陽離子，這些陽離子容易與金產生競爭吸附，堵塞泡塑微孔從而降低金的吸附率使灰分增加，影響測試效果. 本文采取在吸附前加入2 g NH4HF2可掩蔽這些陽離子. 對于含銻、鎢、鉬高的礦石本文采取加入2 g酒石酸配合掩蔽[11]. 未加掩蔽劑和加入之后對實際樣品的測定結果如表1所列.

表1 未加掩蔽劑和加入之后實際樣品測定結果對比Table1 Contrastofresultsofsampleswithandwithoutmaskingagent (μg/g)

2.4 方法檢出限、測定上限

取金標準溶液(200.0 mg/L)1.0、2.0、5.0、10.0、15.0、20.0 mL，質量分數相當于(按取樣質量20.0 g計算)10.0、20.0、50.0、100.0、150.0、200.0 μg/g，按照1.3的分析方法測定，確定其方法測定上限為150.0 μg/g,在此區(qū)間內，Y=0.999 7X,r=0.999 9.

2.5 方法精密度、準確度和回收率

選擇含量由低到高的4種金礦石樣品分別平行測定6次，計算相對標準偏差RSD以表征其精密度，計算相對誤差允許限YG和相對誤差以計算其準確度. 其中，一份樣品在定容前加入金標準溶液(200.0 mg/L) 0.5、2.5、3.0、5.0 mL，質量分數相當于(按取樣質量20.0 g計算)1.0、5.0、30.0、50.0 μg/g進行回收率試驗，結果如表2所列.

表2 方法精密度、準確度和回收率Table2 Precision, accuracy, andrecoverytests

2.6 實際樣品檢測

分別采用本方法和氫醌容量法對實際樣品進行測定的結果如表3所列. 由表3可知，兩種方法并無顯著差異.

表3 本方法和氫醌容量法對比及偏差Table3 Contrastofthismethodandhydroquinonevolumetricmethodanddeviance

3 結語

本方法采用封閉式水浴溶樣，不僅控制了溶樣溫度，而且使樣品能更好分解. 在焙燒過程中采用階梯升溫和吸附前加入配合掩蔽劑有效的去除了干擾. 用處理后的載碳泡塑吸附溶液中的金進行測定，檢出限為0.005 09 μg/g，測定上限達到了150.0 μg/g，RSD均小于6%，其分析效率相比傳統(tǒng)的富集方法大大提高，適合大多數金礦石分析. 由于地質樣品金含量分布不均勻，低含量及高含量同時測定時比較困難，本方法使用載碳泡塑吸附，ICP-OES測定，具有操作簡單、效率高、抗干擾強和準確度高等優(yōu)點，測試低含量樣品比較準確，而高含量樣品則免去了稀釋等處理步驟，尤其是高、低含量同時存在時測定效果較好.

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DeterminationofGoldContentinCiccOreUsingaClosedWaterBathSample-LoadedCarbonFoamPlastic-InductivelyCoupledPlasmaOpticalEmissionSpectrometricMethod

HE Shu-yan，HUANG Jjin，ZHAN Bao，GONG Yuan

(LaboratoryoftheFirstRegionalGeologicalSurveyBrigadeXinjiangBureauofGeologyandMineralResources,Urumqi830013,China)

A polycarbonate sample bottle sealed water bath with digestion solution was used. In the digestion solution NH4HF2and tartaric acid coordinated with other interfering metal cations were added. A loaded carbon foam plastic was added to adsorp gold. After a series of treatment, the sample was determined by inductively coupled plasma optical emission spectrometry(ICP-OES). The detection limit was 0.005 09 μg/g, the determination limit was 150 μg/g, relative standard deviation(RSD) was less than 5.77%, the interference of Ag, Sb，Fe was eliminated. Through the determination of gold ore reference materials in different contents, the results were of high accuracy, so the method can fully meet the requirements the analysis of gold ore.

gold;closed water bath sample;loaded carbon foam plastic; ICP-OES

分析測試新成果(256～260)

2017-09-25;

2017-12-06.

何樹艷(1986-),男，實驗測試工程師，從事巖礦分析工作，E-mail:316895529@qq.com

黃勁，男，實驗測試工程師，研究方向：巖礦分析測試，E-mail:49525109@qq.com.

O657.32

B

1006-3757(2017)04-0256-05

10.16495/j.1006-3757.2017.04.008