稱(chēng)重分液–火焰原子吸收光譜法測(cè)定高品位金礦石中金

程相恩，朱堯偉，班俊生，王風(fēng)

(河南省有色金屬礦產(chǎn)探測(cè)工程技術(shù)研究中心，河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第六地質(zhì)大隊(duì)，河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，鄭州 450016)

關(guān)健詞 稱(chēng)重分液；泡沫塑料；吸附；金礦石；火焰原子吸收光譜法

地質(zhì)樣品中金的測(cè)定方法主要有火試金重量法［1–2］、氫醌滴定法［3–4］、火焰原子吸收法［1，5］和等離子體發(fā)射光譜法［6］等，其中泡沫塑料吸附硫脲解脫火焰原子吸收法測(cè)定地質(zhì)樣品中的金［7–8］因操作過(guò)程簡(jiǎn)單、分析速度快而被廣泛運(yùn)用。然而對(duì)于高品位金礦石中金的測(cè)定，由于泡沫塑料對(duì)高含量金吸附率不高，目前主要還是以火試金重量法［9–10］和氫醌滴定容量法［11–12］等分析方法為主，但這些方法操作繁瑣、干擾因素多，導(dǎo)致其發(fā)展較為緩慢。為了將泡沫塑料吸附火焰原子吸收法應(yīng)用于高品位金礦石中金的測(cè)定，付文慧等［13］將20.0～100.0 g 高品位金礦石樣品分成若干份進(jìn)行焙燒、分解，樣品完全分解后分離濾渣，將所得濾液匯集在一起，然后分取適量濾液通過(guò)泡沫塑料分離–富集，將富集金的泡沫塑料灰化后用王水復(fù)溶，采用火焰原子吸收法測(cè)定，此方法耗時(shí)較長(zhǎng)，操作繁瑣。葛艷梅［14］建立了一種高品位金的快速分析方法，樣品用王水溶解，分離殘?jiān)瑸V液定容后無(wú)需分離富集直接采用火焰原子吸收法測(cè)定，但在取樣量不小于20.0 g，且共存元素多的情況下，難以獲得可靠的結(jié)果。黃登麗［15］采用多次吸附法和分液法對(duì)高含量金進(jìn)行測(cè)定，但在采用分液法時(shí)，為減小不溶殘?jiān)鼘?duì)容量的影響，只能采取減少稱(chēng)樣量和使用較大容量瓶的方法，不僅降低了樣品的代表性，也使操作變得繁瑣，且要消耗較多的試劑。筆者在泡沫塑料吸附火焰原子吸收光譜法測(cè)定地質(zhì)樣品中金的基礎(chǔ)上，對(duì)王水溶解浸取后的消解液采用稱(chēng)重分液方法進(jìn)行分液，然后采用泡沫塑料富集、硫脲解脫，建立了稱(chēng)重分液–火焰原子吸收光譜法測(cè)定高品位金礦石中金的分析方法。該方法準(zhǔn)確可靠，操作簡(jiǎn)便，適用于高品位金礦石中金的測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

原子吸收分光光度計(jì)：TAS–990 型，北京普析通用儀器責(zé)任有限公司，

金空心陰極燈：AS–1 型，北京元素?zé)艨倧S(chǎng)；

電子天平：HZF–A500 型，感量為0.1 mg，福州華志科學(xué)儀器有限公司；

消解回流裝置：橡膠塞打孔后，插入外徑為8 mm、內(nèi)徑為5 mm、長(zhǎng)15 cm 的玻璃管；

硝酸、鹽酸：分析純，洛陽(yáng)市化學(xué)試劑廠(chǎng)；

硫脲：分析純，天津易創(chuàng)成醫(yī)藥技術(shù)有限公司；六水三氯化鐵：分析純，洛陽(yáng)市化學(xué)試劑廠(chǎng)；

聚氨酯泡沫塑料：市售，使用時(shí)裁成長(zhǎng)度為3.5 cm、寬度和高度均為1.5 cm 的小塊(約0.3 g)，用水沖洗后，再用鹽酸溶液(1+9)浸泡1～2 h，用水洗凈，晾干備用；

金礦石金分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：編號(hào)分別為GBW 07298，GBW 07299，GBW 07810，地球物理地球化學(xué)勘查研究所；

金粉：純度為99.999%，上?；瘜W(xué)試劑分裝廠(chǎng)；

高品位金礦石樣品：河南省欒川縣潭峪溝 礦區(qū)；

實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。

1.2 儀器工作條件

分析波長(zhǎng)：242.79 nm；燈電流：5.0 mA；狹逢寬度：0.4 nm；燃燒器高度：7.0 mm；空氣壓力：0.25 MPa；乙炔氣流量：1 000 mL／min。

1.3 溶液配制

鹽酸溶液(1+1)：1 體積鹽酸與1 體積蒸餾水混合均勻。

鹽酸溶液(1+9)：1 體積鹽酸與9 體積蒸餾水混合均勻。

王水溶液(1+1)：1體積硝酸與3體積鹽酸混合，再加入4 體積蒸餾水混勻，現(xiàn)用現(xiàn)配。

王水溶液(1+7)：1體積硝酸與3體積鹽酸混合，再加入28 體積蒸餾水混勻，現(xiàn)用現(xiàn)配。

硫脲溶液：10 g／L，稱(chēng)取200 g 硫脲，溶于20 L蒸餾水中，混勻。

三氯化鐵溶液：150 g／L，稱(chēng)取250 g 六水三氯化鐵，用蒸餾水溶解，加入10 mL 鹽酸溶液(1+1)，再加入蒸餾水至1 L，攪勻。

金標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：500.0 μg／mL，稱(chēng)取0.500 0 g 金粉于250 mL 燒杯中，加入50 mL 王水，蓋上表面皿，用水浴加熱溶解，待金粉全部溶解后轉(zhuǎn)入1 000 mL 容量瓶中，加入200 mL 王水溶液(1+1)，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線(xiàn)，搖勻。

金標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：10.0 μg／mL，移取10 mL 金標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于500 mL 容量瓶中，加入100 mL 王水溶液(1+1)，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線(xiàn)，搖勻。

系列金標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：分別移取金標(biāo)準(zhǔn)工作溶液0，1.0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0 mL，置于7 只250 mL 磨口錐形瓶中，各加入0.5 mL 三氯化鐵溶液，25 mL 王水溶液(1+1)，用蒸餾水稀釋至l00 mL，混勻，配制成質(zhì)量濃度分別為0，0.20，0.40，0.80，1.2，1.6，2.0 μg／mL 的系列金標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

稱(chēng)取20.00 g 試樣于50 mL 瓷坩堝中，置于高溫爐中，逐步升溫至650℃，灼燒2 h，取出冷卻后，轉(zhuǎn)入250 mL磨口錐形瓶中(預(yù)先稱(chēng)取錐形瓶質(zhì)量)，用少量水潤(rùn)濕試樣，加入50 mL 新配制的王水溶液(1+1)，搖勻，加上回流裝置，放置于電熱板上加熱至微沸，在此溫度下消解90 min，每30 min 搖動(dòng)一次。取下冷卻后，取下回流裝置，加入蒸餾水至150 mL，稱(chēng)取錐形瓶和消解液的總質(zhì)量，計(jì)算出消解液的總質(zhì)量(m0)。另取一只磨口錐形瓶，放置在電子天平上，去皮后，按表1 分取試液質(zhì)量(m1)。分取試液質(zhì)量時(shí)，要搖動(dòng)均勻后立即進(jìn)行分取，分取后的試液加入王水溶液(1+7)至100 mL，放入一塊泡沫塑料(約0.3 g)，塞上橡膠塞，放置在振蕩機(jī)上震蕩30 min，取出泡沫塑料，立即用水洗凈，擠凈水分，放入預(yù)先裝有50 mL 硫脲溶液的50 mL 比色管中，在1.2 儀器工作條件下進(jìn)行測(cè)定。

表1 稱(chēng)重分液質(zhì)量

1.5 結(jié)果計(jì)算

金含量按式(1)計(jì)算：

式中：ω——金含量，g／t；

c1——從標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)上查得的樣品中金的濃度，μg／mL；

c0——從標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)上查得的空白溶液中金的濃度，μg／mL；

V——試液的體積，mL；

m1——分液的質(zhì)量，g；

m0——消解液的質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與討論

2.1 靜置時(shí)間對(duì)分取試液的影響

稱(chēng)取20.00 g 樣品，按照1.4 方法對(duì)樣品進(jìn)行消解，消解完成后，用蒸餾水將消解液的總質(zhì)量調(diào)整到180.00 g，搖勻后立即或靜置一段時(shí)間后分取試液16～18 g，然后將分取的試液和剩余的試液過(guò)濾，測(cè)定其固含量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 不同靜置時(shí)間下的測(cè)定結(jié)果

由表2 可以看出，搖勻后立即分取試液，所分取試液的固含量與總消解液的固含量基本一致。

2.2 分取試液量對(duì)分取試液的影響

分別稱(chēng)取4 份同一樣品各20.00 g，置于4 只磨口錐形瓶中，按照實(shí)驗(yàn)方法對(duì)樣品進(jìn)行消解，用蒸餾水將消解液的總質(zhì)量均調(diào)整至180.00 g，搖勻后立即分取試液4.0～4.5 g，8.0～9.0 g，16～18 g 和80～90 g，然后將分取的試液和剩余的試液過(guò)濾，測(cè)定其固含量。結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同分取試液量時(shí)的測(cè)定結(jié)果

由表3 可以看出，搖勻后立即分取試液，分取試液的質(zhì)量對(duì)分取試液的固含量基本無(wú)影響。

2.3 稱(chēng)樣量對(duì)稱(chēng)重分液法和傳統(tǒng)分液法的影響

取同一個(gè)樣品，分別稱(chēng)取20.00，40.00 g，按照1.4 方法對(duì)樣品進(jìn)行消解，用蒸餾水將消解液的總質(zhì)量均調(diào)整至200 .00 g，搖勻后立即分取18～20 g 試液，然后將分取的試液和剩余的試液過(guò)濾，測(cè)定其固體含量。結(jié)果見(jiàn)表4。由表4 可以看出，稱(chēng)取樣品質(zhì)量對(duì)稱(chēng)重分液法基本無(wú)影響。

表4 不同稱(chēng)樣量時(shí)稱(chēng)重分液法的測(cè)定結(jié)果

按照傳統(tǒng)分液方法［15］，不對(duì)消解液進(jìn)行過(guò)濾，直接將消解液轉(zhuǎn)入250 mL 容量瓶中，澄清后，吸取上清液進(jìn)行分液，并進(jìn)行理論計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 不同稱(chēng)樣量時(shí)傳統(tǒng)分液法的測(cè)定結(jié)果

對(duì)比表4 和表5 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，采用稱(chēng)重分液法要比傳統(tǒng)分液方法所產(chǎn)生的相對(duì)誤差小，并且隨著稱(chēng)取樣品量的增加傳統(tǒng)分液法的相對(duì)誤差增大，從而限制了樣品的稱(chēng)取量，降低了樣品的代表性。

2.4 線(xiàn)性方程與檢出限

分別在系列金標(biāo)準(zhǔn)工作溶液中加一塊泡沫塑料(約0.3 g)，按1.4 方法進(jìn)行吸附富集和解脫，在1.2 儀器工作條件下進(jìn)行測(cè)定。以金的質(zhì)量濃度（X）為橫坐標(biāo)，以吸光度（Y）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)，計(jì)算得線(xiàn)性方程為Y=0.062 3X+0.000 4，相關(guān)系數(shù)為0.999 7，線(xiàn)性范圍為0～2.00 μg／mL。

在1.2 儀器工作條件下，對(duì)空白溶液連續(xù)測(cè)定11 次，以3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法檢出限，檢出限為0.063 μg／mL。

2.5 精密度試驗(yàn)

按1.4 方法對(duì)兩個(gè)不同礦區(qū)的金礦石樣品Au–1 和Au–2 分別進(jìn)行12 次測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表6。由表6 可知，兩種金礦石樣品12 次測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.38%和3.28%，說(shuō)明所建方法具有良好的精密度。

表6 精密度試驗(yàn)結(jié)果

2.6 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

按照1.4 方法，分別對(duì)3 個(gè)金礦石金分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW 07298、GBW 07299 和GBW 07810 進(jìn)行3 次平行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 準(zhǔn)確度試驗(yàn)結(jié)果

由表7 可知，3 種礦石金標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定結(jié)果的相對(duì)誤差為0.03～3.31%，均小于DZ／T 0130–2006 《地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試質(zhì)量管理規(guī)范》規(guī)定的相對(duì)誤差允許限，說(shuō)明所建方法的準(zhǔn)確度較高。

3 結(jié)語(yǔ)

建立了稱(chēng)重分液–火焰原子吸收光譜法測(cè)定高品位金礦石中金的分析方法。采用稱(chēng)重分液法，使分液操作更為快速和簡(jiǎn)便，與傳統(tǒng)分液方法相比，該方法金礦石取樣量可以達(dá)到40 g 或更高，使樣品更具代表性。