快速分相與測定銅礦石化學(xué)物相中銅量的效果

田 俊，周文偉

（江銅集團(tuán)武山銅礦技術(shù)部，江西 瑞昌 332204）

銅是人類最早使用的金屬，早在史前時(shí)代，人們就開始采掘露天銅礦，并用獲取的銅制造武器和其他器皿，銅的使用對早期人類文明的進(jìn)步影響深遠(yuǎn)[1]。在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展離不開相應(yīng)的礦產(chǎn)資源使用，在這一背景下，作為分布廣泛的銅礦不斷深入開發(fā)利用。在這一過程中，由于銅的礦物以及含銅物質(zhì)種類數(shù)量較大，因此選擇科學(xué)快速的銅物質(zhì)測量方法，能夠有效促進(jìn)銅量的測定。

1 銅的性質(zhì)

1.1 銅分相測定概述

銅在自然界中分布很廣，它是一種典型的親硫元素，主要形成硫化物，只有在強(qiáng)氧化條件下才會(huì)形成氧化物，在強(qiáng)還原條件下可形成自然銅[2]。由于銅的分布廣泛以及相應(yīng)的銅礦物質(zhì)、含銅物質(zhì)分布的種類豐富，因此可以依據(jù)銅礦資源化學(xué)物相可以進(jìn)行大致分類。其中主要包括主要包括硫酸銅、自然銅、原生硫化銅以及結(jié)合態(tài)氧化銅等。硫酸銅以常見的膽礬為主，而原生硫化銅主要以黃銅礦較為常見。其中結(jié)合形態(tài)氧化銅主要包括硅孔雀石、石英以及高嶺土為主。

1.2 銅的化學(xué)物相分析

由于銅的化學(xué)屬性相對穩(wěn)定，在這一基礎(chǔ)上針對不同類型銅礦資源以及含銅物質(zhì)開展相應(yīng)的化學(xué)物相分析，能夠較為準(zhǔn)確的反應(yīng)礦石中銅元素的含量水平。采用化學(xué)物相分析，能夠較為快速反應(yīng)不同類型、不同化學(xué)物相含銅物質(zhì)中銅元素的存在，對于銅礦石的高效綜合利用具有較高價(jià)值。

同時(shí)基于礦石中存在多種礦物元素，因此在不同的溶劑中存在溶解程度、速度不同的情況，因此采用不同的溶劑以及不同濃度的溶劑，可以有效處理不同條件下的礦石樣本，使用化學(xué)試劑分離樣本礦石中的各種礦物，從而能夠得到該樣本礦石中各元素含量的高低，其中最常用，同時(shí)也是最有效的方法，屬于原子吸光譜法。

1.3 原子吸光譜法

原子吸光譜法是針對無機(jī)元素測定分析中應(yīng)用最普遍的一種方法，其對于礦石元素的化學(xué)物相分析具有重要的效果，重點(diǎn)在于能夠較為準(zhǔn)確快速的方法，實(shí)現(xiàn)樣本礦石元素成分含量的測定。其主要原理是，氣態(tài)原子能夠吸收一定波長的光輻射，利用這一特性，讓原子中外層的電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，各元素定性的依據(jù)是原子之中電子有選擇性的共振吸收的輻射光[3]。

基于這一測定方法，銅礦石在接受原子吸光譜法測定時(shí)，能夠有效呈現(xiàn)樣本礦石中較為準(zhǔn)確的元素成分含量。在不同濃度的溶劑下，銅元素原子能夠得到準(zhǔn)確反映，相對于其他類型測定方法，采用原子吸光譜法具有快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，對于實(shí)現(xiàn)快速分相測定銅礦化學(xué)物質(zhì)中銅量含量具有重要意義。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 測定用試劑與儀器

針對銅礦物質(zhì)化學(xué)成分的測定，采用Z-2010型原子吸收分光光度計(jì)為主，選擇銅元素空心陰極燈。在這一基礎(chǔ)上，選擇20ml硝酸置于250ml容量燒杯中，同時(shí)選擇0.1000g高純度銅，在蓋表皿的情況下加熱，直到銅完全溶解。后將該溶液冷卻后，置入1000ml容量瓶中后，選擇水這一液體，定容后搖勻。因此可以達(dá)到溶液中1ml含銅元素100ug的分相測定標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

依據(jù)不同化學(xué)物相的銅礦石，需要選擇不同浸取溶劑。其中常見的硫酸銅采用純水為浸取溶劑，自由氧化銅采用2g亞硝酸鈉溶于濃度為4%的硫酸溶劑，在這一浸取溶劑中，采用亞硝酸鈉的作用在于保持溶液的還原型，避免銅礦物質(zhì)的溶解。而結(jié)合態(tài)氧化銅則采取1g亞硝酸鈉和2g氟化氫銨溶于4%硫酸為浸取溶劑，在這一溶劑中采用氟化氫銨的作用，在于破壞樣本礦石中脈石礦物，提高溶劑效果。自然銅選擇1g碳酸銨為浸取溶劑。

3 分析

3.1 各物相中銅量測定

選擇稱取0.5000g選擇測試樣本礦石，置于配置好的樣本相應(yīng)浸取溶劑中，并開展相應(yīng)的40℃水浴振蕩溶劑浸取，水浴震蕩時(shí)間為30min。依據(jù)不同物相的樣本可以添加50ml純水，例如結(jié)合氧化銅等。得到浸取溶液后，置于容積為300ml的錐形瓶中，蓋上存在小孔的篩子，振蕩一段時(shí)間通過濾紙定量過濾，沖洗次數(shù)需要在3次以上。后將浸取剩余殘?jiān)萌氪邵釄逯?，選擇700℃的馬弗爐中接受碳化以及灰化處理，目的在于除去濾紙成分。完成上述工作后，采用20ml王水沖洗瓷坩堝內(nèi)壁，并還原至錐形瓶中，使用加熱方式溶解到3ml后取下冷卻，加入10ml鹽酸后加入純水稀釋到刻度位置均勻搖晃后采用原子吸光譜法測試。

3.2 全銅量測定

選擇稱取0.2000g樣本，放置于300ml燒杯之中，加入3ml氫溴酸濕潤，后加入10ml鹽酸，采用加熱方法到5ml，取下待溫度稍低后，再次加入5ml硝酸、10ml鹽酸，均勻搖晃30s時(shí)間，后繼續(xù)加熱到1ml。待試液冷卻后，加入10ml鹽酸采用加熱液體到煮沸。后取下冷卻至常溫情況下，置入100ml量杯中，用純水稀釋到刻度位置，并均勻搖晃，采用原子吸光譜法測試。

4 原子吸光譜法測定效果

原子吸光譜法能夠有效對于低品位銅礦石進(jìn)行化學(xué)物相分析，因此在采用各種浸取溶液以及相應(yīng)的銅量測定方法，能夠有效對樣本礦石中化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分離，從而達(dá)到對于礦石快速分析。我國現(xiàn)在大部分的銅礦石呈現(xiàn)出品位較低而且硫化銅資源稀缺的緊急現(xiàn)狀，因此采用原子吸光譜法開展礦石化學(xué)物相分析具有優(yōu)勢[4]。

在這一情況下，選擇原子吸光譜法對于銅礦石開展化學(xué)物相分析，重點(diǎn)在于使用了原子吸光譜具有較強(qiáng)選擇性這一特點(diǎn)，其重點(diǎn)在于原子吸收帶相對較窄，在一定情況下能夠較為快速的進(jìn)行測驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)快速檢測這一目的。同時(shí)原子吸光譜具有較高的靈敏度，因此能夠在檢測過程中，實(shí)現(xiàn)對于銅含量相對準(zhǔn)確的測定，避免了其他因素對于測定結(jié)果的影響。

5 總結(jié)

基于我國銅礦資源多屬于低品位銅礦石，因此在實(shí)際的礦石分相測定過程中，選擇正確有效、具有一定科學(xué)性的測定方法能夠較大程度上實(shí)現(xiàn)對于銅礦石化學(xué)物相中銅量的測定。在這一情況下，選擇原子吸光譜法進(jìn)行銅礦石分相測定具有重要意義。一方面由于這一方法存在較強(qiáng)的選擇性，及原子吸收光譜相對較窄，能夠在較大程度上實(shí)現(xiàn)對于銅礦石樣本的快速檢驗(yàn)，在一定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)測定。同時(shí)采用原子吸光譜法，具有較強(qiáng)的靈活性，其主要在于在開展原子吸光譜法測定時(shí)，由于光譜主線位置周邊的其他類型光譜線較窄，因此不會(huì)存在光譜重復(fù)、重疊現(xiàn)象，提升了檢測準(zhǔn)確率。

綜上所述，在開展銅礦石化學(xué)物相中銅量測定時(shí)，使用原子吸光譜法這一快速分相測定方法，能夠有效提升測定準(zhǔn)確率，對于提升銅礦石降低速度，提升樣本礦石銅量測定質(zhì)量具有重要意義。