金礦石中高含量金元素測定方法的研究及比對分析

黃登麗

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局張掖礦產(chǎn)勘查院，甘肅 張掖 734000）

測定地質(zhì)樣品金礦石中的高含量金元素，采用的方法大致分為兩種，一種為火試金重量法[1，2]，一種為氫醌滴定容量法[3-5]，這些方法實(shí)驗流程長、操作復(fù)雜、化學(xué)試劑配置量大、測定過程繁瑣干擾相多且對分析測試人員的工作經(jīng)驗要求較高。隨著地質(zhì)找礦的發(fā)展進(jìn)程及每次測試結(jié)果需求的緊迫性，高含量金元素的簡易分析方法顯得尤為重要。目前，火焰原子吸收法[6-7]因操作過程簡單、分析速度快、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢被廣泛的運(yùn)用于地礦行業(yè)金、銀、銅、鉛、鋅等各種元素的常量分析測定。但由于原子吸收本身對吸光度值的分析要求及泡沫塑料富集的吸附率等各種元素的影響，如何提高高含量的金元素在樣品的分解、富集、解脫的實(shí)驗過程的準(zhǔn)確性及測定時如何將待測液中金的濃度有效的控制在合理的線性范圍以內(nèi)是采用火焰原子吸收測定高含量金元素[8]所需掌握的方向。

本文綜合樣品處理的前期方法，對樣品處理過程中的條件進(jìn)行優(yōu)化，考慮到海綿的吸附效率及原子吸收測定線性范圍等因素采用分液法和多次吸附法對高含量金的測定進(jìn)行了對比研究分析。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

托盤天平：精確值0.01g：型號：分析天平（梅特勒-托利多）：感量0.0001g型號：AB54-S；馬弗爐（沈陽市節(jié)能電爐廠）：溫控范圍0℃～1000℃；恒溫電爐：溫控范圍0℃～400℃；瓷坩堝：50mL；振蕩器（金壇市盛威實(shí)驗儀器廠）；鹽酸（優(yōu)級純）；硝酸（優(yōu)級純）；硫脲（優(yōu)級純）；火焰原子吸收分光光度計（（美國熱電公司）：ice 3000工作參數(shù)如下表1：

表1 工作參數(shù)

1.2 金標(biāo)準(zhǔn)溶液及浸取試劑、解脫劑的配制

（1）取國家一級單標(biāo)金溶液，濃度均為1000ug/ml。按照逐級稀釋原則，且稀釋倍數(shù)不可大于100，配制成10%的王水介質(zhì)且濃度如表2：

表2 金標(biāo)準(zhǔn)溶液含量（ug/ml）

（2）試劑的配制：1：1王水的配置：按濃鹽酸：濃硝酸：水為3：1：4的比列進(jìn)行配置，搖勻，貼上標(biāo)簽備用；解脫劑的配置：分別稱取10g、20g、25g、30g、35g、40g（精確至0.01）硫脲溶于2L的蒸餾水中，搖勻，分別貼上標(biāo)簽備用。

（3）泡沫海綿處理：將泡沫海綿制成2.0cm×4.0cm×0.5cm的長方體小塊，置于蒸餾水中擠壓趕盡氣泡，使泡沫海綿充分被水浸濕，放置兩小時備用。

2 試驗方法

2.1 采用單一變量原則對實(shí)驗條件進(jìn)行優(yōu)化

參考資料[9]，準(zhǔn)確稱取10g（精確到0.01g）樣品于50ml瓷方舟中，放入高溫爐，微開爐門，由低溫并于480℃焙燒試樣，保溫1h，再將溫度升至680℃～700℃繼續(xù)焙燒試樣，保溫1h。

冷卻后將試樣掃入250ml錐形瓶中，用少量水潤濕，加入1:1王水60ml。

2.1.1 浸取時間的優(yōu)化

按2.1處理樣品后分別在低溫電熱板上微沸25min，30min，40min，50min，60min，每份樣品平行三份。根據(jù)剩余體積加水保證酸度保持在10%～15%之間，待冷卻后投入處理后的泡沫海綿（1片～2片），置于振蕩機(jī)上室溫下以180r/min的轉(zhuǎn)速下振蕩吸附30min，取出泡沫海綿用水洗凈殘渣和酸，放入加有1.5%硫脲20ml的比色管中，置于沸水中塞上塞子水浴解脫30min，趁熱擠壓撈出海綿，用AAS法測定金的含量。實(shí)驗數(shù)據(jù)如表3：

表3 浸取時間及測定結(jié)果ω（Au）/（ug/g）

2.1.2 振蕩吸附時間的優(yōu)化

按2.1處理樣品后在低溫電熱板上微沸30min，根據(jù)剩余體積加水保證酸度保持在10%～15%之間，待冷卻后投入處理后的泡沫海綿（1片～2片），置于振蕩機(jī)上室溫下以180r/min的轉(zhuǎn)速下分別振蕩吸附20min，25min，30min，35min，40min取出泡沫海綿用水洗凈殘渣和酸，平行三份，放入加有1.5%硫脲20ml的比色管中，置于沸水中塞上塞子水浴解脫30min，趁熱擠壓撈出海綿，用AAS法測定金的含量。實(shí)驗數(shù)據(jù)如表4：

表4 振蕩吸附時間及測定結(jié)果ω（Au）/（ug/g）

2.1.3 振蕩頻率的優(yōu)化

按2.1處理樣品后在低溫電熱板上微沸30min，根據(jù)剩余體積加水保證酸度保持在10%～15%之間，待冷卻后投入處理后的泡沫海綿（1片～2片），置于振蕩機(jī)上室溫下分別以180r/min，200r/min，210r/min，220r/min，230r/min的轉(zhuǎn)速下振蕩吸附35min取出泡沫海綿用水洗凈殘渣和酸，平行三份，放入加有1.5%硫脲20ml的比色管中，置于沸水中塞上塞子水浴解脫30min，趁熱擠壓撈出海綿，用AAS法測定金的含量。實(shí)驗數(shù)據(jù)如表5：

表5 振蕩頻率及測定結(jié)果ω（Au）/（ug/g）

2.1.4 解脫劑硫脲濃度的優(yōu)化

按2.1處理樣品后在低溫電熱板上微沸30min，根據(jù)剩余體積加水保證酸度保持在10%～15%之間，待冷卻后投入處理后的泡沫海綿（1片～2片），置于振蕩機(jī)上室溫下以220r/min的轉(zhuǎn)速下振蕩吸附35min，取出泡沫海綿用水洗凈殘渣和酸，分別放入加有0.5%，1%，1.25%，1.5%，1.75%，2%硫脲20ml的比色管中，置于沸水中塞上塞子水浴解脫30min，趁熱擠壓撈出海綿，用AAS法測定金的含量。實(shí)驗數(shù)據(jù)如表6。

表6 解脫劑硫脲濃度及測定結(jié)果ω（Au）/（ug/g）

2.2 實(shí)驗條件的確定

通過表6的實(shí)驗數(shù)據(jù)結(jié)果對比分析及綜合時間、藥品等條件最終確定方法為：準(zhǔn)確稱取10g（精確到0.01g）樣品于50ml瓷方舟中，放入高溫爐，微開爐門，由低溫并于480℃焙燒試樣，保溫1h，再將溫度升至680℃～700℃繼續(xù)焙燒試樣，保溫1h。

冷卻后將試樣掃入250ml錐形瓶中，用少量水潤濕，加入1:1王水60ml，在低溫電熱板上微沸30min，根據(jù)剩余體積加水保證酸度保持在10%～15%之間，待冷卻后投入處理后的泡沫海綿（1片～2片），置于振蕩機(jī)上室溫下以220r/min的轉(zhuǎn)速下振蕩吸附35min，取出泡沫海綿用水洗凈殘渣和酸，放入加有1.5%硫脲20ml的比色管中，置于沸水中塞上塞子水浴解脫30min，趁熱擠壓撈出海綿，用AAS法測定金的含量。平行稱取12份樣品，按照實(shí)驗方法用AAS法檢測其含量值，取其三倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為方法檢出限，金：0.10ug/g。

3 多次吸附法和分液法對高含量金的研究分析

3.1 分液法對高含量金的研究分析

準(zhǔn)確稱取10g（精確到0.01g）樣品于50ml瓷方舟中，平行六份，放入高溫爐，微開爐門，由低溫并于480℃焙燒試樣，保溫1h，再將溫度升至680℃～700℃繼續(xù)焙燒試樣，保溫1h。

冷卻后將試樣掃入250ml錐形瓶中，用少量水潤濕，加入1:1王水60ml，在低溫電熱板上微沸30min，根據(jù)剩余體積加水保證酸度保持在10%～15%之間，待冷卻后移入250ml的容量瓶中用10%的王水定容、搖勻、過夜。移取上清液25ml，加10%的王水約至100ml刻度投入處理后的泡沫海綿（2片），置于振蕩機(jī)上室溫下以220r/min的轉(zhuǎn)速下振蕩吸附35min，取出泡沫海綿用水洗凈殘渣和酸，放入加有1.5%硫脲20ml的比色管中，置于沸水中塞上塞子水浴解脫30min，趁熱擠壓撈出海綿，用AAS法測定并計算金的含量。實(shí)驗數(shù)據(jù)如表7。

表7 分液法高含量金的測定結(jié)果ω（Au）/（ug/g）

表8 多次吸附法高含量金的測定結(jié)果ω（Au）/（ug/g）

3.2 多次吸附法對高含量金的研究分析

準(zhǔn)確稱取10g（精確到0.01g）樣品于50ml瓷方舟中，平行三份，放入高溫爐，微開爐門，由低溫并于480℃焙燒試樣，保溫1h，再將溫度升至680℃～700℃繼續(xù)焙燒試樣，保溫1h。

冷卻后將試樣掃入250ml錐形瓶中，用少量水潤濕，加入1:1王水60ml，在低溫電熱板上微沸30min，根據(jù)剩余體積加水保證酸度保持在10%～15%之間，待冷卻后投入處理后的泡沫海綿（1片～2片），置于振蕩機(jī)上室溫下以220r/min的轉(zhuǎn)速下振蕩吸附35min，用鑷子取出泡沫海綿用水洗凈殘渣和酸，殘液用于下次吸附，將洗凈的海綿放入加有1.5%硫脲20ml的比色管中，置于沸水中塞上塞子水浴解脫30min，趁熱擠壓撈出海綿，用AAS法測定金的含量。實(shí)驗數(shù)據(jù)如表8。

4 結(jié)論

通過表7、表8及方法的對比分析發(fā)現(xiàn)兩種方法都可以準(zhǔn)確的檢測金礦石中高含量金的含量。綜合生產(chǎn)任務(wù)、人員耗資及各方面分液法方法簡便，操作程序簡易優(yōu)于多次吸附法，當(dāng)樣品含量低于50ug/g時分液法的精密度優(yōu)于多次吸附法。

樣品含量高于50ug/g時多次吸附法的精密度優(yōu)于分液法，面臨生產(chǎn)過程中客戶的緊急需求，多次吸附法可以縮短時間，滿足客戶要求。通過加入已知含量的國家一級標(biāo)樣與樣品混合，進(jìn)行實(shí)驗。實(shí)驗表明分液法和多次吸附法的回收率分別為：96.13%～104.56%、97.35%～103.69%。此實(shí)驗表明兩種方法均適用于金礦石中高含量金元素的測定，適合西部發(fā)展戰(zhàn)略要求。