鹽酸溶樣—火焰原子吸收光譜法測(cè)定氰化尾渣中的金

師兆忠，郝喜才，韓艷霞

(開封大學(xué) 材料與化學(xué)工程學(xué)院，河南 開封 475001)

氰化尾渣是氰化提金后的廢渣，主要含有鐵、硅、鉛、硫等元素，也含有少量金、銀等貴金屬，其中鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)在30%左右，金質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.5～10 g/t。金的測(cè)定是氰化尾渣進(jìn)一步綜合回收有價(jià)金屬的前提，而含金礦樣的溶樣又是金含量測(cè)定的關(guān)鍵。

含金礦樣的溶解方法有熱溶法和冷溶法。熱溶法主要是采用王水溶解體系[1-5],通過灼燒或濕法預(yù)處理后再用王水在電熱板上加熱溶解[6]。除王水體系外，對(duì)于成分不同的含金礦樣，也有采用氯酸鉀-硝酸飽和溶液[7]、溴水-氯化鈉體系[8-9]、硝酸-氯化鈉-高錳酸鉀-氟化氫銨體系[9]、飽和食鹽水加硝酸(1+1)和溴水(1.5%)組成的溶劑體系[10]進(jìn)行溶樣。冷溶法僅適用于某些類型的樣品,并且耗時(shí)較長(zhǎng)，分別采用王水、鹽酸+硝酸+水(3+1+4)、4%Br2+10%NaCl、8 mol/L鹽酸+磷酸+5%高錳酸鉀(3+2+1.5)、HCl-H2O2體系溶解樣品[11-15]。

三價(jià)鐵離子在一定條件下能夠氧化金[16-17]，所以鹽酸溶解氰化尾渣中鐵的同時(shí)也能溶解金，而且該溶樣方法不添加氧化劑，不會(huì)產(chǎn)生噴濺，也不受樣品質(zhì)量限制，因此，試驗(yàn)研究了采用鹽酸溶解氰化尾渣，然后采用火焰原子吸收光譜法測(cè)定其中金含量。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作條件

PinAAcle900T型原子吸收光譜儀(珀金埃爾默儀器有限公司)，采用氘燈、自吸效應(yīng)雙重背景校正，儀器工作參數(shù)見表1。

表1 儀器工作參數(shù)

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液及主要試劑

金標(biāo)準(zhǔn)溶液(GSB04-1715—2004)：國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心提供，吸取25.00 mL金標(biāo)準(zhǔn)溶液于500 mL容量瓶中，加入50 mL王水，加水稀釋至刻度，此溶液金質(zhì)量濃度為50 μg/mL。

金礦石標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：地球物理地球化學(xué)勘察研究中心提供，GBW07808b(GAu-17b)，金質(zhì)量分?jǐn)?shù)(3.3±0.2) μg/g；GBW07809b(GAu-18b)，金質(zhì)量分?jǐn)?shù)(10.4±0.2) μg/g。

試驗(yàn)用水均為二次蒸餾水。

活性炭：將100 g活性炭置于500 mL燒杯中，加入300 mL 濃度為2 mol/L的HCl溶液,加熱煮沸1 h,再浸泡3～4 h，過濾、洗滌干凈后烘干，備用。

氰化尾渣：河南金源礦業(yè)有限公司提供，Au-1，金質(zhì)量分?jǐn)?shù)9.2 μg/g；Au-2，金質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.2 μg/g。

1.3 測(cè)定原理與方法

鹽酸溶解氰化尾渣過程中的主要反應(yīng)為：

(1)

(2)

當(dāng)溶液中的三價(jià)鐵達(dá)到一定濃度且有游離鹽酸存在時(shí)，三價(jià)鐵能夠?qū)⒔鹧趸?/p>

(3)

稱取氰化尾渣50.0 g于瓷坩堝中，在650 ℃下焙燒2 h,冷卻后轉(zhuǎn)入250 mL三頸瓶中。加入鹽酸，開啟攪拌，冷凝水回流，過濾。濾液置于250 mL燒杯中，加入1 g處理過的活性炭，磁力攪拌1 h，過濾，分離載金活性炭。載金活性炭置于瓷蒸發(fā)皿中，在700 ℃下焙燒0.5 h(保證活性炭灰化完全)，冷卻后加入10 mL王水，低溫蒸至2～3 mL,轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中(根據(jù)金質(zhì)量分?jǐn)?shù)選擇稀釋倍數(shù))，用去離子水稀釋至刻度，過濾。用火焰原子吸收光譜法測(cè)定金質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 溶樣條件的確定

2.1.1鹽酸溶樣時(shí)間的確定

在有大量Fe3+存在條件下，溶液中的Cl-可以與金形成配合物。鹽酸理論用量是指溶解尾渣中全部鐵所用鹽酸的量，實(shí)際用量與理論用量的比值為過量系數(shù)。

試驗(yàn)條件：鹽酸過量系數(shù)1.5(對(duì)50.0 g氰化尾渣用鹽酸96 mL)，溫度100 ℃。反應(yīng)時(shí)間對(duì)金浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果見表2?？梢钥闯觯磻?yīng)時(shí)間超過1 h后，金浸出率變化不大。所以，確定溶樣時(shí)間以1 h為宜。

大學(xué)校園是先進(jìn)文化傳播的重要場(chǎng)所，校園文化是整個(gè)社會(huì)文化的重要組成部分。不斷加強(qiáng)校園文化建設(shè)，增強(qiáng)學(xué)生文化底蘊(yùn)，是高校生存與發(fā)展的永恒主題。而教師作為傳道、授業(yè)、解惑的主要載體，有責(zé)任和義務(wù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行勵(lì)志教育。漫步在蒼松林立的大學(xué)校園，呼吸著古樹名木散發(fā)出來的芬芳?xì)庀?，感受著代代文人學(xué)者留下的文化底蘊(yùn)，這里一事一物皆文化，一草一木均育人。優(yōu)美的大學(xué)校園環(huán)境增強(qiáng)了學(xué)生的文化涵養(yǎng)，在高校任職的教師應(yīng)該充分抓住這個(gè)有利的先決條件，融合敘事與抒情話語方式展開育人工作，在增強(qiáng)大學(xué)生文化涵養(yǎng)的同時(shí)也達(dá)到育人的目的。

表2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)金浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果

2.1.2溫度對(duì)溶樣的影響

試驗(yàn)條件：鹽酸過量系數(shù)1.5(對(duì)50.0 g氰化尾渣用鹽酸96 mL)，反應(yīng)時(shí)間1 h。溫度對(duì)金浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 溫度對(duì)金浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果

由表3看出，100 ℃下金浸出率最高。因此，適宜的溶樣溫度確定為100 ℃。

2.1.3鹽酸過量系數(shù)的確定

試驗(yàn)條件：反應(yīng)時(shí)間1 h，溫度100 ℃。鹽酸過量系數(shù)對(duì)金浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 鹽酸過量系數(shù)對(duì)金浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果

由表4看出，鹽酸過量系數(shù)為2.0時(shí)，氰化尾渣中的金100%被浸出。因此，確定適宜的鹽酸過量系數(shù)為2.0。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線與檢出限

分別取不同體積50 μg/mL金標(biāo)準(zhǔn)溶液于50.0 mL容量瓶中，加入2～3 mL王水，用去離子水定容至刻度，搖勻，用火焰原子吸收光譜儀測(cè)定。得到的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線及線性回歸方程如圖1所示。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線及線性回歸方程

測(cè)定12份空白試樣的吸光值，結(jié)果見表5。根據(jù)吸光值測(cè)定結(jié)果計(jì)算得出標(biāo)準(zhǔn)偏差(s)為0.003 3 μg/mL，按3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法檢出限，結(jié)果為0.009 9 μg/mL。

表5 空白試樣吸光值測(cè)定結(jié)果

2.3 方法準(zhǔn)確度

采用地球物理地球化學(xué)勘察研究所提供的金礦石標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確度試驗(yàn)，按上述優(yōu)化溶樣條件溶解樣品，按測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表6。

表6 方法的準(zhǔn)確度測(cè)定結(jié)果

由表6看出：方法測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值的相對(duì)誤差符合DZ/T 0130.3—2006對(duì)誤差的要求。

2.4 方法精密度

采用金源礦業(yè)有限公司提供的2個(gè)氰化尾渣樣品進(jìn)行精密度測(cè)定，分別測(cè)定12次。測(cè)定結(jié)果(表7)表明：樣品Au-1中金平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.10 μg/g，樣品Au-2中金平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.22 μg/g；相對(duì)偏差在允許限度內(nèi)。

表7 方法的精密度測(cè)定結(jié)果

2.5 方法對(duì)比

對(duì)比本法與王水溶樣法，根據(jù)DZ/T 0130.3—2006對(duì)相對(duì)誤差YB要求，2種分析方法的測(cè)定結(jié)果之差的絕對(duì)值與其擴(kuò)展不確定度的比值應(yīng)小于等于1，即為合格：

其中：X1、X2表示2種方法的測(cè)定結(jié)果；U1、U2表示2種方法擴(kuò)展的不確定度(P=95%)。分析方法對(duì)比結(jié)果見表8，可以看出，

表明用鹽酸溶樣與王水溶樣的測(cè)定結(jié)果均符合要求，說明方法可行。

表8 分析方法對(duì)比結(jié)果

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明：用鹽酸溶解氰化尾渣然后再用火焰原子吸收光譜法測(cè)定金，可以獲得與傳統(tǒng)王水溶樣方法一致的準(zhǔn)確度、精密度，表明方法可行；在溶樣時(shí)間1.0 h、溶樣溫度100 ℃、鹽酸過量系數(shù)2.0條件下，可以獲得較好的測(cè)定結(jié)果。為便于操作，實(shí)際工作中，鹽酸用量可以按下列規(guī)律加入：鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)<20%時(shí)，鹽酸用量為2 mL/g樣品；20%<鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)<30%時(shí)，鹽酸用量為2.5～3.0 mL/g樣品。

用鹽酸溶解樣品，溶樣過程中不用加入濃硝酸，攪拌更易于控制，拓寬了金礦石樣品代表性，而且樣品質(zhì)量不受限制，適用于各種金含量的氰化尾渣樣品。采用此方法，氰化尾渣焙燒必須完全，除去其中少量黃鐵礦，以減少誤差。

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