化學分析在白山市板廟子金礦研究中的應用

張賀群 魏永強 關靜芝

（吉林省地質(zhì)科學研究所，吉林 長春130012）

白山市板廟子金礦是在韌性剪切帶和構(gòu)造破碎帶的作用下形成的礦體類型[1]。其勘察、開采、化驗與冶煉過程[2]同地質(zhì)信息技術、化學分析技術[3]、遙感技術[4]、地球物理/化學技術密不可分，尤其是化驗與冶煉過程離不開化學分析技術。板廟子金礦的礦樣中通常含有銀、鐵、銅、鉛、鋅、砷、硫等多種元素化合物。因此，安全、環(huán)保等因素使其冶煉過程具有一定的難度?；瘜W分析作為一種礦石化合物以及元素種類分析方法在金礦化驗過程中是必不可少的，研究人員可以確定礦樣中元素和化合物的種類以及含量的多少，并以此作為基礎，選擇安全有效、環(huán)保的金礦冶煉方案。本文以板廟子金礦為研究對象，簡述金礦樣化驗過程中所用到的化學分析方法，可為金礦安全環(huán)保生產(chǎn)提供必要的理論依據(jù)。

1 化學分析簡介

化學分析是一種基于物質(zhì)化學反應的分析方法，常被稱作“傳統(tǒng)經(jīng)典分析方法”。隨著科學技術的進步以及研究人員對物質(zhì)分析中精度與廣度的要求，很多高精度化學分析儀器也應運而生，被稱為儀器分析，如電化學分析方法、光學分析方法以及色譜分析方法等。化學分析是礦物巖石化合物種類和元素種類成分分析的基礎，也是礦石礦物種類鑒別的必要手段。元素分析可以為研究人員提供最直接、最有效的化合物及元素分析結(jié)果，是礦物成分最直觀的表達，因此，在礦石元素種類及含量的分析方面，尤其是白山市板廟子金礦化驗中具有不可替代的作用。

2 白山市板廟子金礦概況

圖1 大廟子-板廟子-夾皮溝區(qū)域地質(zhì)圖

白山市板廟子金礦位于吉林省白山市境內(nèi)。礦區(qū)大地構(gòu)造位置位于華北地臺北緣東段，受北東向輝發(fā)河斷裂帶與北西向會全棧-白水灘擠壓斷裂帶的控制，形成了規(guī)模巨大的大廟子-板廟子-夾皮溝弧形擠壓變質(zhì)帶[5]。主要由晚太古代英云閃長巖、奧長花崗巖、鉀質(zhì)花崗巖類和太古代變質(zhì)巖組成（見圖1）。

白山市板廟子金礦位于該礦化帶中段西部，板廟子屯北側(cè)并伴有Cu、Ag、Zn 等有色金屬，以含金石英脈、含金硅化帶和含金片糜巖帶為主（如圖2 所示）。主要巖石類型有斜長角閃巖、斜煌斑巖、輝綠巖、花崗閃長巖、閃長巖、花崗斑巖以及花崗細晶巖等[6]。

白山市板廟子金礦床中的金屬礦物主要有自然金、黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦以及次生礦物孔雀石等。礦石中自然金的賦存狀態(tài)與黃銅礦、黃鐵礦的關系緊密，也是自然金的主要載體；其賦存狀態(tài)主要有包裹金、晶隙金和裂隙金三種類型[7]。包裹金是指自然金被包裹在石英和金屬礦物中，以黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦和方鉛礦為主，晶隙金和裂隙金指的是自然金富集于礦物的晶隙和裂縫中(見表1)。

3 化學分析在白山市板廟子金礦研開采中的應用

3.1 活性炭吸附-火焰原子吸收檢測礦石中金元素含量

活性炭吸附法是指利用活性炭強大的吸附能力以及吸附凈化作用?；鹧嬖游辗止夤舛扔嬍悄壳盀橹够瘜W分析中較為常用的分析儀器，在冶金工業(yè)中有著較為廣泛的應用。儀器從光源輻射出具有待測元素特征譜線的光, 通過試樣蒸氣時被蒸氣中待測原素基態(tài)原子所吸收, 由輻射特征譜線光被減弱的程度來測定試樣中待測原素的含量，可完成常量組分的測定。在對板廟子金礦礦樣進行化驗的過程中，通常運用活性炭吸附法對礦石中金元素進行富集，然后高溫灰化，用王水加熱溶解定容檢測。同時在配以火焰原子吸收分光光度計對金元素進行檢測，給出直觀、準確的金礦含量數(shù)據(jù)，便于研究人員及工作人員確定金礦的開采品位，協(xié)助其制定合理的開采計劃。

3.2 原子熒光對生產(chǎn)回水中的砷和汞進行測試

原子熒光測試儀是一種利用原子熒光光譜來檢測物質(zhì)成分的儀器，主要有原子熒光可分共振熒光、非共振熒光和敏化熒光三種類型，其工作原理是運用氣態(tài)自由原子對光源輻射進行吸收，使得外層電子躍遷到較高能級的同時在返回基態(tài)或較低能級，這個過程可發(fā)射出不同波長的原子熒光，進而對檢測樣品中的砷、汞進行檢測。

在對板廟子金礦礦樣進行化驗的過程中，通常運用原子熒光測試儀對生產(chǎn)回水中砷、汞進行檢測，檢測數(shù)據(jù)可為廢水處理工作人員提供有效數(shù)據(jù)，幫助其并制定合理的廢水處理方案，防止水資源污染，消除居民用水的隱患。

3.3 碳硫儀檢測全碳和全硫方法

碳硫儀可對各類礦石、有色金屬以及合金中的碳、硫、硅、鎳、鉬、銅、鈦、鋅、稀土等元素的含量進行測定。具有測量范圍廣、精度高等特點，使之在冶金、鑄造、采礦、建筑等行業(yè)具有廣泛的應用。

在對板廟子金礦礦樣進行化驗的過程中，通常運用碳硫儀[8]對礦石中全硫全碳進行檢測，檢測數(shù)據(jù)可為研究人員提供最直觀的碳、硫元素含量值，便于制定合理的礦渣廢氣處理方案，減少開采過程中礦渣和尾氣對人類的危害和對環(huán)境的污染。

4 結(jié)論

化學分析在白山市板廟子金礦化驗研究中具有不可替代的作用，但我們不能局限在金礦礦樣分析這一個問題中，在對其他礦種類型進行分析和化驗的過程中均可以適當?shù)倪x擇上述化學分析方法進行分析，得到礦石的組分類型與性質(zhì)，以此作為礦區(qū)勘探、開采以及冶煉的數(shù)據(jù)基礎，對于研究人員深入了解礦山整體分布趨勢與走向，提高礦樣化驗水平具有積極的作用。

表1 板廟子自然金富集狀態(tài)測量結(jié)果表

圖2 板廟子金礦床地質(zhì)簡圖