電感耦合等離子體質(zhì)譜法應(yīng)用于金礦石化學(xué)物相分析

肖 江，陽國運，齊永輝，黃獻(xiàn)珠，潘倩妮

（廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)測試研究中心，廣西 南寧 530000）

在金礦石中，金的賦存狀態(tài)有晶隙金、裂隙金、包體金及膠體吸附金等。金礦石化學(xué)物相分析的任務(wù)和目的是查明金在礦石中以各種相態(tài)存在的含量，為地質(zhì)勘探、礦床評價、化探異常評價、選礦試驗研究提供重要資料。

在目前的金礦石化學(xué)物相各浸出液中金的測定多采用原子吸收法，由于靈敏度較低、干擾相對較多，均需復(fù)雜的分離富集的過程，以達(dá)到消除干擾及富集的目的。文獻(xiàn)［1］采用泡塑吸附后再灰化，再將金溶出后測定，盡管也可滿足檢測需求，但手續(xù)繁瑣、效率低。文獻(xiàn)〔2-4〕采用活性炭吸附，灰化后原子吸收光譜法測定浸出液中的金，流程也較長，極難實現(xiàn)批量樣品的檢測。在現(xiàn)有的文獻(xiàn)只有樣品的浸出劑及簡要流程，實際上通常每一相浸出后，固液分離都采用濾紙過濾的方式，尤其是到褐鐵礦包裹金這一相時，已經(jīng)累積幾張濾紙，其清洗更為不便，方法操作難度大。有必要根據(jù)分離富集方式對浸出液的處理做調(diào)整，以獲得理想檢測效果。電感耦合等離子體質(zhì)譜法具有靈敏度高、干擾少的特點，無需復(fù)雜的分離富集即可進(jìn)行金礦石中的金的測定［5］。

本文對測定介質(zhì)、固液分離、過程內(nèi)標(biāo)的引入等條件進(jìn)行了優(yōu)化，將電感耦合等離子體質(zhì)譜法應(yīng)用于金礦石化學(xué)物相分析，取得滿意的檢測效果。

1 實驗部分

1.1 儀器和主要試劑

1）電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國Thermo Sci-entific公司，配高鹽霧化器。2）所用試劑硫脲、鹽酸、硝酸、氫氟酸、溴素、甲醇、氯化亞錫均為AR，水為超純水。3）錸內(nèi)標(biāo)溶液：ρ（Re）＝10μg/mL。4）浸取劑 I：（5g/L碘 -10gNH4I）溶液。5）浸取劑Ⅱ HCIO4（1+99）。6）浸取劑Ⅲ溴素+甲醇（5+95）。7）浸取劑Ⅳ 1%SnCI2，1+1 HCL溶液。

1.2 金物相的分離和測定

1）裸露與半裸露自然金，稱取10g（精確至0.01g）試樣于250mL離心瓶中，加入50mL浸取劑I，振蕩1h，離心分離并水洗殘渣一次，濾液合并轉(zhuǎn)人300mL燒杯中。2）碳酸鹽包裹金，向1.2.1的殘渣中加入150mL浸取劑Ⅱ，置于沸水浴上加熱1h（保持溶液pH值為1-2），離心分離，上清液保留。向殘渣中加入50m浸取劑I，振蕩1h，離心分離并水洗殘渣一次，兩次濾液合并于300mL燒杯中。3）銅、鉛、鋅、硫化礦包裹金，向1.2.2的殘渣中加入50mL浸取劑Ⅲ，振蕩1h，離心并水洗殘渣一次，濾液轉(zhuǎn)入300mL燒杯中。4）褐鐵礦包裹金，向1.2.3的殘渣中加入70mL浸取劑Ⅳ（不斷滴加SnCl2溶液，保持溶液無黃色），振蕩1h，離心，用（1+99）HCl洗兩次，上清液棄去。向殘渣中加入60mL浸取劑I，振蕩1h。離心分離并水洗殘渣一次上清液轉(zhuǎn)人300mL燒杯中。5）黃鐵礦包裹金，將1.2.4的殘渣移入50mL瓷坩堝，在480～500℃高溫爐中灼燒1h，冷卻轉(zhuǎn)入250mL離心瓶中，加入50mL浸取劑I，振蕩1h。離心分離并水洗殘渣一次，清液轉(zhuǎn)人300mL燒杯中。6）石英和硅酸鹽包裹金，將1.2.5的殘渣移入50mL瓷坩堝，在650℃灼燒20～30min。冷卻后將殘渣移入聚四氟乙烯燒杯中，加入10mLHF、10 mL HNO3，加熱微沸1～2h后蒸發(fā)至干，再加10mLHF、10 mL HNO3，加熱并放置過夜，次日蒸發(fā)至干，加入1+1王水50 mL，微沸30min。7）金礦各物相浸出液的測定，往各態(tài)浸出液中加入10.00mL內(nèi)標(biāo)，移至電熱板上加熱至微沸，使大量的碘、溴、甲醇揮發(fā)，加入王水50 mL，搖勻，加水至約200 mL，攪勻。吸取清液0.1 mL于聚四氟乙烯坩堝中，加入0.3%硫脲5 mL，待測。

在一系列燒杯中，加入金0、20、100、200、1000、2000μg，加入內(nèi)標(biāo) 10.00mL，王水 50 mL，加水至約200 mL，攪勻，制得金標(biāo)準(zhǔn)溶液。分取0.1mL，加入0.3%硫脲5 mL。將試液泵入霧化器，以氬氣作載氣，將霧化氣體導(dǎo)入等離子體火焰中，測量Au、Re的質(zhì)譜計數(shù)，同時繪制工作曲線，從工作曲線上查得試樣中的Au的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品處理條件實驗結(jié)果分析

1）測定介質(zhì)對金測定結(jié)果的影響，實驗選取3%王水和硫脲溶液介質(zhì)，在電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測定金，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在王水介質(zhì)下測定，金存在較明顯的記憶效應(yīng)，測定高含量樣品后，需較長時間清洗才能降至正常水平，難以滿足批量樣品的檢測。選擇硫脲介質(zhì)后，金由三價還原為一價，記憶效應(yīng)幾乎可以忽略，達(dá)到了快速、準(zhǔn)確測定的要求。

2）固液分離的優(yōu)化，金相各部分提取液與殘渣的分離，傳統(tǒng)是通過過濾的方式，會引入較多濾紙，造成清洗及操作的不便，濾液體積稍多，檢測效率低。本方法改用離心瓶后，離心分離浸出液及殘渣，不僅操作簡便，濾液總量相對較少，收集也方便，并且可以密閉，減少液溴揮發(fā)對檢測人員的損害，與后續(xù)操作銜接更緊密，流程簡單。

3）引入過程內(nèi)標(biāo)，簡化測定流程，方法在各態(tài)的提取液處理前加入，混勻后，除掉大量碘、溴、甲醇即可，直接在燒杯中粗略定容，由于質(zhì)譜法靈敏度高，無需后續(xù)復(fù)雜的分離富集流程，簡化了傳統(tǒng)的后續(xù)流程如樣品轉(zhuǎn)移、分離富集、定容等操作，而且也減少這類操作過程及進(jìn)樣系統(tǒng)的所帶來的偶然誤差，使測定的準(zhǔn)確度及精密度均有所提高，并且方法的線性范圍寬。

2.2 方法的精密度和準(zhǔn)確度

由于缺乏金礦的物相國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，采用了擬定的分析方法對多次測定的精密度及各相加和的回收率來間接評價方法的可靠性。對四個金礦樣品平行分析6份進(jìn)行試驗，結(jié)果見表1～表4。試驗表明，樣品的回收率在91.7%～102.5%，滿足地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DZ/T 0130-2006要求。

3 結(jié)論

本文將質(zhì)譜法用于金礦石物相分析，用硫脲介質(zhì)來減少金的記憶效應(yīng)，以離心分離殘渣和提取液的方式，改進(jìn)原來繁瑣的過濾操作，并以過程內(nèi)標(biāo)的加入方式，簡化前處理的流程，提高了檢測效率，改善測結(jié)果的準(zhǔn)確度及精密度。

表1 金礦石物相分析方法精密度及準(zhǔn)確度

表2 金礦石物相分析方法精密度及準(zhǔn)確度

表3 金礦石物相分析方法精密度及準(zhǔn)確度

表4 金礦石物相分析方法精密度及準(zhǔn)確度