ICP-OES在火試金重量法分析銅精礦中金、銀的研究和應(yīng)用

廖波 馬麗（涼山礦業(yè)股份有限公司昆鵬公司，四川 會(huì)理615141）

1 研究背景

銅精礦作為銅冶煉企業(yè)最主要的原料其中伴生大量的貴金屬金、銀，工業(yè)分析銅精礦中金銀的方法通常采用火試金重量法分析且精密度高、穩(wěn)定性好，尤其從大量的試樣中富集微量的金銀時(shí)富集效率高。但近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)單純的火試金富集金銀合粒中含有少量的雜質(zhì)元素。相關(guān)規(guī)定的解決措施為原子吸收法或滴定法分析火試金富集的金銀合粒中的銀含量，從而得到準(zhǔn)確的分析結(jié)果，但這兩種方法仍存在著一定的缺陷。

本文根據(jù)銅精礦中全元素情況及火試金分析的特點(diǎn)，通過(guò)采用ICP-OES建立測(cè)定方法，主要測(cè)定了Cu、Pb、Bi、Fe、As、Zn、Ni、Mn、Cd、Ca、Mg、Al、Pt、Pd等14種元素，準(zhǔn)確測(cè)定金銀合粒中的各雜質(zhì)元素的含量，計(jì)算出雜質(zhì)元素含量總和，然后通過(guò)差減法消除了高雜質(zhì)元素對(duì)火試金重量法的影響，實(shí)現(xiàn)了ICPOES 聯(lián)合火試金重量法準(zhǔn)確測(cè)定高雜質(zhì)銅精礦中金銀品位的目的。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 主要試劑及儀器

碳酸鈉：工業(yè)純，粉狀

氧化鉛：工業(yè)純，粉狀（含金＜0.01g/t，銀＜0.2g/t）

二氧化硅：工業(yè)純，粉狀

硼砂：粉狀

淀粉：粉狀

硝酸鉀：粉狀

覆蓋劑：（硼砂：碳酸鈉～1：2）

硝酸（1+7），不含氯根，分析純

硝酸（1+1），不含氯根，分析純

硝酸（ρ=1.42g/ml）優(yōu)級(jí)純

鹽酸（ρ=1.19 g/ml）優(yōu)級(jí)純

王水（鹽酸+硝酸=3+1），現(xiàn)用現(xiàn)配

Pb、Zn、As、Cd、Bi、Ni、Fe、Mn、Ca、Mg、Al、Cu、Pt、Pd 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（100ug/ml）

水泥-骨灰灰皿：水泥：骨灰=1：1，頂部?jī)?nèi)徑35mm，底部外徑40mm，高30mm，深約17mm

電感耦合等離子發(fā)射光譜儀（ICP-OES）ICAP6300

高精度電子天平感量0.001mg

灰吹爐：最高加熱溫度：1000℃

試金爐：最高加熱溫度：1350℃

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1配料

根據(jù)試料的化學(xué)組成及試料量按下列原則于粘土坩堝中進(jìn)行配料并攪勻，覆蓋約10mm厚覆蓋劑。

碳酸鈉：試料量的1.5倍。

氧化鉛：30 倍于銅量或25 倍于硫量加上鉛扣量（若含鐵、砷、銻、鉍、鎳等高時(shí)適當(dāng)增加其用量）。

二氧化硅：加入量按等于0.5硅酸度的渣型計(jì)算所需量。

硝酸鉀、淀粉：根據(jù)試料中硫及碳的含量適當(dāng)加入保證鉛扣質(zhì)量在30～45g之間。

2.2.2熔融

將配好料的粘土坩堝置于900℃的試金爐中，在30～40min內(nèi)升至1150℃，保溫20min 出爐。將熔融物倒入已預(yù)熱過(guò)且涂了油的鑄鐵模中，冷卻后將鉛扣錘成方型。注意適宜的鉛扣應(yīng)為表面光滑，重30～45g，否則應(yīng)重新調(diào)整配料、熔融。

2.2.3灰吹

將鉛扣置于已在900℃的灰吹爐內(nèi)預(yù)熱20min的灰皿中，關(guān)閉爐門(mén)。待鉛液表面浮膜消失后稍開(kāi)爐門(mén)，使?fàn)t溫下降至840℃進(jìn)行灰吹，當(dāng)合粒出現(xiàn)閃光后灰吹即告結(jié)束。將灰皿移至爐門(mén)口，稍冷后放入灰皿盤(pán)中冷卻。

2.2.4分金

用止血鉗取出合粒，刷去粘附的雜質(zhì)，將金銀合粒置于小鋼砧上錘成薄片放入瓷坩堝中稱量精確到0.01mg，然后加入10mL硝酸（1+7），置于低溫電熱板上加熱，蒸至1～2ml后取下稍冷，再加入20mL熱硝酸（1+1）加熱30min取下冷卻，用熱蒸餾水洗滌坩堝壁和金粒3次，用傾瀉法將溶液和洗液移入250mL 燒杯中以備處理。將盛有金粒的瓷坩堝置于高溫爐上烘干并灼燒5min取下，冷至室溫，稱量金粒（精確至0.001mg）。

2.2.5 ICP測(cè)定

（1）儀器工作條件見(jiàn)表1。

表1 ICP-OES儀器工作條件

（2）工作曲線的繪制。分別吸取100ug/mlPb、Zn、As、Cd、Bi、Ni、Fe、Mn、Ca、Mg、Al、Cu、Pt、Pd 標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.50、1.00、5.00、10.00ml于100ml容量瓶中，分別加入10ml王水，用去離子水定容至刻度搖勻以備用；此系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液為0、0.5、1、5、10μg/ml（個(gè)別含量高的元素可準(zhǔn)備為50μg/ml的高標(biāo)）。

（3）樣品的測(cè)定。將上述保留的分金溶液及洗液蒸發(fā)至近干，用王水加熱溶解，冷至室溫定容至刻度線，混勻靜置待測(cè)。

采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES）在相應(yīng)的波長(zhǎng)下測(cè)定鉍、鉛、銅、鐵、砷、蹄、鎳、鎘、猛、鈣、鎂、鋁、鉑、鈀的濃度，儀器需優(yōu)化消除干擾以獲得最大的靈敏度，使譜線強(qiáng)度和濃度成線性關(guān)系。將所有元素的測(cè)定值減去空白值相加來(lái)計(jì)算分金溶液和洗液中的總雜質(zhì)含量。

3 結(jié)果

3.1 金銀合粒中存在的雜質(zhì)元素

根據(jù)銅精礦元素情況，其中主要金屬元素含有銅、鐵、鈣、鎂、鋁、鉍、鉛、砷、蹄、鎳、鎘、猛、鉑、鈀等14種元素，通過(guò)火試金分離富集得到的金銀合粒除去了大多數(shù)雜質(zhì)元素，其主要成分為金銀，其余雜質(zhì)成分含有少量的鉛、鉍、鈣，部分樣品含有少量的鉑、鈀[1]。本文列舉了幾種有代表性的銅精礦分析各元素含量可知6類樣品金銀合粒中銅、鐵、砷、蹄、鎳、錳、鎘、鎂、鋁的含量均＜0.2ug，其含量基本忽略不計(jì)，而所有銅精礦金銀合粒中均含有鉛、鉍、鈣這三種元素，含量隨品位高低有波動(dòng)，有2類銅精礦金銀合粒中測(cè)出少量的鉑、鈀。

3.2 方法精密度和樣品回收率試驗(yàn)

金銀合粒中存在的雜質(zhì)元素主要是鉛、鉍、鈣、鉑、鈀，選擇銅精礦樣品，經(jīng)火試金富集、分金酸溶解后按所選儀器最佳工作條件測(cè)定，考察方法的精密度和樣品加標(biāo)回收率（n=8）如見(jiàn)表2。

表2 部分元素精密度和加標(biāo)回收率

3.3 雜質(zhì)元素對(duì)銀品位影響

準(zhǔn)確測(cè)定各類銅精礦金銀合粒中的雜質(zhì)元素總含量，分析換算成品位的影響情況，通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得知大部分銅精礦金銀合粒中雜質(zhì)品位占比在0.5～4.5%，隨著銀品位升高雜質(zhì)占比減少。還發(fā)現(xiàn)火試金重量法分析某些特殊的高雜質(zhì)銅精礦時(shí)金銀合粒中殘留的鉛、鉍、鉑、鈀含量明顯增加，雜質(zhì)品位占比＞

5%。

4 結(jié)語(yǔ)

文章通過(guò)試驗(yàn)證明ICP-OES 分析經(jīng)火試金分離富集的金銀合粒時(shí)雜質(zhì)元素干擾少、靈敏度高，適用于銅精礦中銀的各品位段雜質(zhì)元素分析。通過(guò)差減法消除了雜質(zhì)元素對(duì)火試金重量法的影響，實(shí)現(xiàn)了ICP-OES聯(lián)合火試金重量法準(zhǔn)確測(cè)定各類銅精礦中金銀品位的目的。