吸附- 還原法測(cè)定高品位氰化液體中金、銀含量

劉旭坤， 朱宗波， 李 春

(山東黃金冶煉有限公司， 山東 萊州 261441)

隨著分析儀器設(shè)備的不斷發(fā)展，雖然能夠利用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀[1-2]、原子吸收光譜[3-5]等先進(jìn)設(shè)備直接測(cè)定氰化液體中的金、銀含量，但是高堿度(pH～12)的氰化液體對(duì)于光學(xué)設(shè)備有嚴(yán)重的腐蝕，尤其對(duì)ICP-AES的矩管、中心管的腐蝕程度相當(dāng)突出，直接增加了設(shè)備成本。氰化液體其成分的復(fù)雜性，直接測(cè)定對(duì)分析儀器的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性有很大影響，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果可靠性低。現(xiàn)有的檢測(cè)方法主要是活性炭吸附法[2]、泡沫吸附法[6-10]、醋酸纖維吸附法[11-14]?；钚蕴课椒m然操作簡(jiǎn)單，但是金的回收率與實(shí)際結(jié)果相比普遍偏低，達(dá)不到理想的要求，銀的回收率也低。醋酸纖維吸附法和泡沫吸附法雖然吸附材料經(jīng)過復(fù)雜的前處理，能取得較好的結(jié)果，檢出限低，準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性高，但是生產(chǎn)單位的工作人員相較于科研人員操作起來比較困難，在實(shí)際應(yīng)用過程中遇到一定的阻力。本試驗(yàn)方法采用活性炭纖維[15]、鋅粉兩種材料相結(jié)合，對(duì)高品位氰化液體中的金、銀進(jìn)行分析檢測(cè)。首先用活性炭纖維對(duì)高品位氰化液體中的金、銀進(jìn)行吸附，將吸附有金、銀的活性炭纖維進(jìn)行炭化、灰化，并用王水溶解灰分。對(duì)于剩余的含有少量金、銀的氰化液體用鋅粉進(jìn)行還原，并用王水溶解還原渣。將兩份王水溶液進(jìn)行合并、定容，用ICP-AES進(jìn)行測(cè)定。通過測(cè)定處理后余液中的金、銀，保證了金、銀吸附- 還原的完全性。通過與火試金測(cè)定金、原子吸收法測(cè)定銀作對(duì)比，保證了結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過對(duì)試驗(yàn)中材料的用量、酸度的選擇等試驗(yàn)條件的控制，保證了試驗(yàn)方法的可行性。方法操作簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確性高、穩(wěn)定性好。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作條件

Thermo iCAP 6500電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES 美國賽默飛世爾科技有限公司)，儀器工作參數(shù)見表1。

1.2 主要試劑及設(shè)備

活性炭纖維(炭布)；

鋅粉：>99%；

鹽酸：分析純，1.19 g/mL；

硝酸：分析純，1.42 g/mL；

醋酸鉛：100 g/L；

數(shù)顯往復(fù)式振蕩器：IKA HS 501。

1.3 高品位氰化液體的主要成分

化驗(yàn)液體樣品中的主要成分如表2所示。

表1 儀器工作參數(shù)

表2 高品位氰化液體的主要成分

1.4 試驗(yàn)方法

(1)樣品前處理。把高品位的氰化液體進(jìn)行干過濾，濾除液體中懸浮的固體雜質(zhì)，濾液備用。

(2)用手持式移液器準(zhǔn)確移取5.0 mL氰化液體于碘量瓶中，加入50 mL去離子水，保證氰化液體的濃度在10%左右。分三次加入約0.3 g活性炭纖維(避免活性炭纖維在氰化液體中的中毒現(xiàn)象，盡可能多的吸附液體中的金、銀)，于往復(fù)式振蕩器上振蕩吸附，每次加入活性炭纖維振蕩時(shí)間為5 min，吸附氰化液體中大量的金、銀。將上述吸附后的液體過濾至400 mL燒杯中，并用水將活性炭纖維洗至濾紙上。將濾紙和活性炭纖維放于小坩堝中進(jìn)行炭化、灰化，除去活性炭纖維和濾紙，將金、銀保留在小坩堝中，然后加入10 mL王水溶解小坩堝中的灰分。

(3)在濾液中加入5～10滴100 g/L醋酸鉛溶液，加入1～2 g高純鋅粉于電熱板上煮沸5 min，將氰化液體中剩余的微量金、銀用鋅粉置換出來。將還原后的液體用定量濾紙過濾，并用溫?zé)岬耐跛畬V紙上的微量鋅粉和被還原的金、銀洗回?zé)小?/p>

(4)將小坩堝中溶解的灰分轉(zhuǎn)移至含有鋅粉的燒杯中，并且用溫?zé)岬耐跛礈煨≯釄迦?。在混合后的燒杯中加入一定體積的王水于電熱板上加熱、煮沸、溶解，蒸發(fā)控制體積，定容至100 mL容量瓶中，用ICP-AES進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 工作曲線

配置濃度為100.00 μg/mL的金、銀混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，再分別移取0.0 mL、1.0 mL、5.0 mL、10.0 mL的金、銀混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，于100 mL容量瓶中，10%的鹽酸介質(zhì)。在儀器的工作條件下，測(cè)繪工作曲線，曲線的相關(guān)系數(shù)分別為Au 0.999 9，Ag 0.999 9，詳見圖1。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 活性炭纖維吸附試驗(yàn)條件探究

2.2.1 活性炭纖維吸附效果與體系酸堿性的關(guān)系

(1)堿性。用手持式移液器準(zhǔn)確移取5.0 mL氰化液體于碘量瓶中，加入50 mL去離子水；分三次加入約0.3 g活性炭纖維，于往復(fù)式振蕩器上振蕩吸附，每次加入活性炭纖維振蕩時(shí)間為5 min，將上述吸附后的液體過濾至400 mL燒杯中，并用水將活性炭纖維洗至濾紙上。將濾紙和活性炭纖維放于小坩堝中進(jìn)行炭化、灰化，除去活性炭纖維和濾紙，將金、銀保留在小坩堝中，然后加入10 mL王水溶解小坩堝中的灰分，定容至100 mL容量瓶中，用ICP-AES進(jìn)行測(cè)定。具體測(cè)定結(jié)果見表3。

(2)酸性。用手持式移液器準(zhǔn)確移取5.0 mL氰化液體于碘量瓶中，先加入20 mL濃鹽酸于電熱板上加熱煮沸至無泡沫漣漪，再加入10 mL硝酸加熱蒸至體積為10 mL左右，加入50 mL去離子水。以下操作方法同堿性條件，具體測(cè)定結(jié)果見表4。

由上述兩表可以看出，雖然在酸性條件下金的吸附率比堿性條件下略高，但是銀的吸附率差距太大，所以，通過比較可知，活性炭纖維的吸附條件應(yīng)該在堿性條件下進(jìn)行，保證金、銀的均勻吸附。

表3 堿性條件下活性炭纖維吸附效果

表4 酸性條件下活性炭纖維吸附效果

2.2.2 活性炭纖維加入量與吸附效果的關(guān)系

用手持式移液器準(zhǔn)確移取5.0 mL氰化液體于碘量瓶中，分別分次加入0.1 g、0.2 g、0.3 g、0.4 g、0.5 g活性炭纖維，振蕩吸附時(shí)間均保持15 min，其余操作同堿性條件操作方法，測(cè)定的吸附結(jié)果見表5。

表5 活性炭纖維的加入量與吸附效果的關(guān)系

由表5可知，當(dāng)活性炭纖維的加入量為0.3 g時(shí)，氰化液體中金的吸附率為97.0%～99.0%，銀的吸附率為91.0%～92.0%。再繼續(xù)增加活性炭纖維的加入量，金、銀的吸附效率上升幅度不大，所以確定活性炭纖維的加入量為0.3 g。

2.3 鋅粉還原試驗(yàn)結(jié)果

由于活性炭在堿性條件下吸附后，氰化液體中剩余的金、銀含量比較低，所以理論加入鋅粉的量不需要過多，但是鋅粉在加熱的情況下極易被氧化而失去還原作用，所以在加入鋅粉前需要先加入少量的醋酸鉛(使鋅粉表面生成鉛膜，加強(qiáng)鋅粉的置換能力，加速金的置換)，以5～10滴左右的100 g/L的醋酸鉛溶液為宜，鋅粉的加入量也需要過量，在生產(chǎn)化驗(yàn)過程中以1～2 g為宜。按照同上試驗(yàn)方法，測(cè)定三份高品位氰化液體樣品，結(jié)果見表6。

表6 鋅粉還原試驗(yàn)結(jié)果

由表6可以看出，在經(jīng)過活性炭纖維吸附和鋅粉還原后的氰化液體中，金、銀幾乎無剩余，并且金的回收率為99.97%～100.01%，銀的回收率為99.99%～100.06%，測(cè)定結(jié)果與樣品預(yù)先測(cè)定的金、銀結(jié)果相符合(金銀回收率超過100%是因?yàn)楣庾V設(shè)備在使用過程中由于使用的環(huán)境條件及標(biāo)準(zhǔn)系列存在一定程度的波動(dòng)導(dǎo)致)。

2.4 方法精密度試驗(yàn)

采用本方法平行測(cè)定上述3#樣品11次，測(cè)定金、銀的平均值，計(jì)算方法的精密度(RSD)，結(jié)果見表7。

表7 精密度試驗(yàn)

2.5 分析方法結(jié)果對(duì)比

金含量的測(cè)定采用火試金的方法(GB/T 7739.1—2007)：在已配好火試金試料的坩堝中(添加4.0 g面粉，1.7 mL 10%硝酸銀溶液)，埋入一個(gè)用鉛皮做好的小碗，用手持式移液器量取10.0 mL氰化液體，移入此小碗中，然后用試料覆蓋，并加入覆蓋劑進(jìn)行火試金法測(cè)金。

銀含量的測(cè)定采用原子吸收法(GB/T 7739.2—2007)：用手持式移液器量取5.0 mL氰化液體于300 mL燒杯中，加入20 mL鹽酸置于電熱板上加熱煮沸，繼續(xù)加入10 mL硝酸蒸至近干鹽濕狀，取下加入20 mL鹽酸，置于電熱板上加熱溶解鹽類，取下冷卻后定容至100 mL容量瓶中，用原子吸收進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表7。

將本方法測(cè)定的結(jié)果與表7測(cè)定結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果見表8。通過對(duì)比，本方法的測(cè)定值與目前國家推薦的方法測(cè)定值之間的差值區(qū)別不大。

表8 分析方法結(jié)果對(duì)比

通過本方法測(cè)得的數(shù)據(jù)與目前國家推薦方法測(cè)定值之間相互比較，可以發(fā)現(xiàn)兩者的結(jié)果差值不大，說明本方法可以應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)的化驗(yàn)工作中，并且，本方法有效地進(jìn)行了金、銀的連續(xù)測(cè)定，減少了工作時(shí)間，降低了工作成本。

3 結(jié)語

本方法利用常見的兩種材料相結(jié)合的方法對(duì)高品位氰化液體中的金、銀進(jìn)行分析檢測(cè)，取得了很好的分析結(jié)果，兩種材料混合應(yīng)用到高品位氰化液體中金銀的分析化驗(yàn)尚屬首次。

本方法通過測(cè)定處理后余液中的金、銀，保證了金、銀吸附- 還原的完全性。通過與火試金測(cè)定金、原子吸收法測(cè)定銀作對(duì)比，保證了結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過平行試驗(yàn)，保證了結(jié)果的精密度。通過對(duì)試驗(yàn)中材料的用量、酸度的選擇等試驗(yàn)條件的控制，保證了試驗(yàn)方法的可行性。試驗(yàn)證明此方法操作簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性高，能夠應(yīng)用于日常的生產(chǎn)化驗(yàn)工作中去，可節(jié)省人力、物力，控制成本，為企業(yè)降本增效。