金礦的樣品制備與分析方法研究進(jìn)展

隨著對地質(zhì)找礦工作的不斷深入，準(zhǔn)確獲得地質(zhì)樣品中金元素的含量已成為目前測試工作者的重要任務(wù)。為了使分析結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠，不同的樣品選擇適宜的制樣、檢測手段，是保障檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠的必要條件。本文對比了金礦樣品從制備到檢測的不同方法優(yōu)劣，同時對未來的發(fā)展趨勢提出了展望。

1 樣品加工

金具有非常強的可塑性及延展性，自然界中金的嵌布也是極不均勻的，大多數(shù)以自然金產(chǎn)出，給樣品制備帶來困難。在金礦樣品制備過程中，樣品中基巖與金粒不能同步被破碎，所以用基巖的最大顆粒直徑代替金粒的最大顆粒直徑也不合適。金礦石樣品制備時不僅要求將試樣加工到測試所需粒度，更需要制備得到均勻、具有代表性的試樣

。在金礦樣品制備過程中，必然要經(jīng)過破碎和縮分，在這個過程中，金顆粒極難破碎，過篩時易被留在篩網(wǎng)上。如何經(jīng)濟(jì)高效的完成金礦樣品的加工制備，是地礦實驗室必須面對和解決的問題，當(dāng)前對金礦樣品的制備方案主要從以下方面進(jìn)行優(yōu)化。

1.1 添加助磨劑

張連起等在研究中將原始樣品先后經(jīng)鄂式破碎、對輥、盤磨至60目，篩上殘余物分3次加入粒度約1mm的石英砂，重量為原始樣重量的2%。每加一次石英砂要粉碎過篩一次，最終使全部樣品過60目篩后，充分混勻后縮分能得到合格的樣品

。易于破碎的巖石礦粉會大大降低對金粒的自磨作用，導(dǎo)致顆粒金不能被完全粉碎

。對于基巖介質(zhì)較軟的金礦樣品，定量加入不含待測元素的石英巖或石英砂，可以提高樣品的自磨效果，使其中的金粒充分破碎，最后根據(jù)加入的石英巖或石英砂量和樣品量校正最終分析結(jié)果即可。該方法切實可行，成本稍高，加入的石英砂會稀釋樣品中的金含量，因此不太適合低含量金礦樣品的處理，但是對于已知含有粗粒金的礦區(qū)十分適用，十分適合同一礦區(qū)大批量樣品的加工制備。

在《傲慢與偏見》這部小說的話語分析當(dāng)中，可以找到很多真實語料進(jìn)行語義學(xué)和語用學(xué)意義分析的對比研究。筆者從下面三個原文的語料片段入手進(jìn)行研究。

1.2 降低縮分粒徑

劉玖芬等在研究中發(fā)現(xiàn)將樣品加工至0.25mm后進(jìn)行縮分，分析測定結(jié)果才有較好的代表性

。索明源等采取了反復(fù)中碎3-5次加工到0.59mm縮分的辦法來對基巖介質(zhì)較軟的明金樣品進(jìn)行加工制備，能有效地避免丟礦現(xiàn)象，也消除了分析結(jié)果偏高而導(dǎo)致的成礦假象

。樣品制備流程中的關(guān)鍵就是確定第一次縮分時的試樣粒度，第一次縮分時的粒度越細(xì)，樣品的代表性和均勻性越高，但是前期的工作量越大，耗時越長，樣品制備的經(jīng)濟(jì)性越差，效率越低，在批量生產(chǎn)中不易實現(xiàn)，樣品制備的經(jīng)濟(jì)性和樣品的均勻性需要平衡。實驗室對新開展工作的礦區(qū)或部分踏勘的零星樣品，沒有做過流程比對試驗，采用該方法可以降低結(jié)果的偏差，具有一定的實用性，地礦實驗室可以酌情采用。針對廣西橫縣某金礦同一份樣品結(jié)果相差較大，本實驗室按不同粒徑縮分以及使用不同的設(shè)備中碎做了比對試驗時，實驗結(jié)果如下表1、2所示。

根據(jù)表中實驗結(jié)果認(rèn)定，前期同一份樣品結(jié)果差別較大與碎樣不完全直接關(guān)系，后期通過改進(jìn)碎樣流程，將中碎由對輥式破碎機破碎到1mm縮分改為由圓盤式破碎機破碎到0.59mm再進(jìn)行縮分，后期通過多次追蹤分析棄樣及副樣，分析結(jié)果都能滿足質(zhì)控要求。

1.3 改進(jìn)制樣流程

小麥銹病是對我國小麥生產(chǎn)安全造成影響的主要嚴(yán)重病害之一，可導(dǎo)致小麥出現(xiàn)10%-60%左右的減產(chǎn)。小麥銹病主要對小麥的葉子、葉鞘以及麥穗部位造成破壞。銹病又可分為葉銹病、及桿銹病。銹病產(chǎn)生的主要原因是條形柄銹菌的感染，此種致病菌具有極強的繁殖能力，對低溫天氣也有著較強的適應(yīng)能力。發(fā)病后，小麥患病初期會出現(xiàn)黃色橢圓形粉孢以及綠色斑點，隨著小麥生長直至形成黑色橢圓形孢子堆。

對輥式破碎機對金礦的破碎效果較差，在金礦制樣中應(yīng)避免使用，中碎時采用圓盤式破碎機，適當(dāng)調(diào)大出料粒度，如果細(xì)碎采用棒磨機，需適當(dāng)延長棒磨時間。申開榜等使用不同的碎樣設(shè)備比對發(fā)現(xiàn)，圓盤粉碎機的制樣效果最好，其次是振動磨樣機，棒磨機較差

。大量研究都表明金礦加工設(shè)備具備有磨削力加工效率更高，因此，不論是從經(jīng)濟(jì)性還是合格率、工作效率等各方面考慮，在地質(zhì)實驗室廣泛應(yīng)用的盤磨機都是金礦樣品制備的最好選擇。對于巨粒金樣品，可以在樣品破碎后分別檢測篩上物和篩下物量，最終按質(zhì)量加權(quán)平均后求得試樣中的含金量。該方法操作復(fù)雜，工作量大，耗時長，但是對于明確已知含有巨粒金的零星樣品卻是最有效、最準(zhǔn)確的方法。

2 試樣分解

2.1 鉛試金法

鉛試金富集高含量金礦在得到金銀合粒后進(jìn)行稱重，再用硝酸洗去銀、鈀等貴金屬后得到純金粒，直接稱重即可得到含金量，前后兩次質(zhì)量之差為試樣中的銀含量。該方法能同時測定出金銀的含量，適用于金含量在5g/t以上，銀含量在10g/t以上的。低含量金礦可以在鉛試金富集后經(jīng)過王水溶解，然再用原子吸收分光光度法、容量法等測定。

金礦樣品的分解方法還有氯化法、堿熔融法等。堿熔融法使用過氧化鈉等強堿作為熔劑，在高溫熔融過程中將試樣轉(zhuǎn)化為可溶于酸的物質(zhì)，該方法在實際工作中很少采用。氯化法需在特制爐中在580℃下通入氯氣，將試樣中的金及各種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為水溶性鈉鹽。該方法取樣量大，分解能力強，空白特別低，但是需要專門的設(shè)備，效率低下，不適合批量生產(chǎn)。

2.2 酸分解法

氫醌容量法和碘量法是具有中國特色的測定方法，也是測金的傳統(tǒng)方法，該方法投資小，儀器設(shè)備價格相對較低，同時具有較好的經(jīng)濟(jì)性和準(zhǔn)確度，但是現(xiàn)在逐漸被各種先進(jìn)儀器取代，最近這些年對其的研究不多。試樣經(jīng)過鉛試金、活性炭吸附或泡塑吸附后，用王水溶解，在微酸性溶液中，使用氫醌標(biāo)準(zhǔn)溶液或者碘化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，因此在條件較為簡陋的礦山實驗室或者是金礦的生產(chǎn)一線被使用較多，因檢出限較高，在地質(zhì)實驗室中使用較少。

2.3 其它分解方法

當(dāng)前各種文化的相互交融與激烈碰撞，造成大學(xué)生思想多元、崇尚自我、弘揚個性。作為教育者，應(yīng)充分注重大學(xué)生的主體建構(gòu)，尊重其權(quán)利和利益、合理需求與選擇、個性發(fā)揮與自我追求、職業(yè)發(fā)展與人生規(guī)劃。應(yīng)重視平等的溝通對話，通過真誠交流了解學(xué)生的真情實感、認(rèn)知態(tài)度、觀念主張等。要與學(xué)生平等對話、積極互動，注重學(xué)生主體性的發(fā)揮，尊重學(xué)生的情感、認(rèn)知、體驗、意愿、個性，循循善誘，引導(dǎo)醫(yī)學(xué)生形成良好的道德品質(zhì)與修養(yǎng)，樹立崇高的職業(yè)理想與信念，并內(nèi)化到自身價值觀體系中。以人性為出發(fā)點，突出學(xué)生的價值主體地位，使其通過思想政治教育而改善生活世界、生存狀態(tài)，獲得生存和發(fā)展的意義[2]。

3 金的測定

3.1 重量法

金的測試工作中試樣分解是一個關(guān)鍵步驟。不同類型的金礦樣其溶解方法各有不同，但總的原則是使試樣分解完全，盡可能使金的溶出率達(dá)到最高

。鉛試金法歷史悠久，是最為可靠的方法，也是國家使用的標(biāo)準(zhǔn)方法。該方法借助鉛作捕集劑，與試樣混合，在坩堝中加熱熔融，高溫下貴金屬與捕集劑形成含有貴金屬的鉛扣與易碎性的熔渣，將鉛扣放入灰皿中在850℃左右進(jìn)行灰吹，當(dāng)氧化鉛全部被灰皿吸收后，即可得到金銀合粒。鉛試金能充分分解試樣，對高含量金礦能直接得到純金粒，對于低含量金礦樣能起到富集貴金屬的作用，這是其它分析方法所沒有的優(yōu)點，因此鉛試金法被廣泛使用，對其的研究也是經(jīng)久不衰。鉛試金法在灰吹階段產(chǎn)生的PbO蒸氣，不可避免地會產(chǎn)生環(huán)境污染、造成人體危害，是該方法嚴(yán)重的不足之處

。

3.2 容量法

地質(zhì)實驗室現(xiàn)在最常用的分解方法是酸分解法，試樣在650℃充分灼燒后可以除去樣品中的硫、有機質(zhì)、砷和銻等對試樣分解及測定有影響的雜質(zhì)，然后加入適量的王水，它能使金屬離子形成單一氯化物或氯配離子轉(zhuǎn)人溶液，氯離子的成絡(luò)作用，能加速試樣的分解。含鉛較高的試樣也可采用3份濃硝酸與1份濃鹽酸組成逆王水。該方法適合批量操作，方法簡單快速，分解完全，后續(xù)可通過泡塑吸附、活性炭吸附等方法富集后測定，等王水溶解試樣后直接電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定，方法簡單，精密度和準(zhǔn)確度完全能滿足《地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試質(zhì)量管理規(guī)范》要求。

3.3 原子吸收光譜法/質(zhì)譜法

目前在地質(zhì)實驗室中測金使用的最主要還是火焰原子吸收分光光度法或石墨爐原子吸收分光光度法，但是近幾年隨著電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的逐漸普及，關(guān)于電感耦合等離子體質(zhì)譜法的研究也十分活躍，質(zhì)譜儀測金的方法也迅速增多。原子吸收分光光度計可以說是地質(zhì)實驗室的標(biāo)準(zhǔn)配置，因此使用原子吸收分光光度法測金也是使用最廣泛的方法。電感耦合等離子體質(zhì)譜法的最大特點是檢出限低，干擾少，不經(jīng)過富集直接檢測就能達(dá)到比較滿意的檢測效果。本實驗室將試樣在650℃灼燒，加王水溶解，使用泡塑吸附富集后灰化掉泡塑，用酸復(fù)溶后分別使用原子吸收分光光度法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定廣西橫縣某礦山礦石樣品中的金含量，從分析結(jié)果可以看出，兩種方法比對合格率都能達(dá)到規(guī)范要求，兩種方法之間不存在明顯的系統(tǒng)偏差，但是質(zhì)譜法測定更加簡單快捷，靈敏度和準(zhǔn)確度更好，對于高含量金礦，質(zhì)譜法可以省略跑塑富集直接進(jìn)行測量，在不影響準(zhǔn)確度的前提下能大大提升檢測效率。

3.4 比色法

對于金礦的野外快速現(xiàn)場分析的研究一直沒有停止過，地質(zhì)隊及各種金礦勘察隊伍中在野外對金礦進(jìn)行快速的定性或半定量測定，使用最多的就是微珠目視比色法和硫代米蚩酮光度法，該方法如果結(jié)合活性炭或其它富集方法同時使用，作為定量分析也能獲得較好的檢測效果。兩種方法均都是試樣經(jīng)王水溶解、活性炭或泡塑富集后，在泡塑上直接加入TMK顯色劑，直接和已知含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品目視比色。近年來提出的新顯色劑主要是喹啉類、羅丹寧類和硫脲類試劑，都是已知的典型分析試劑，只不過是在原有試劑的基礎(chǔ)上采用改變分析功能團(tuán)，引入不同取代基或助分析功能團(tuán)，增大分子體系，更改試劑的組成和分子結(jié)構(gòu)等手段來合成的新試劑

。

②大型第三方物流企業(yè)，是當(dāng)前那些固定資產(chǎn)1000萬元以上年營業(yè)額數(shù)百萬至數(shù)千萬、企業(yè)員工500人以上。

4 結(jié)語

目前，金礦中金元素的檢測方法多種多樣，在嚴(yán)格按照規(guī)范要求的條件下，都能獲得良好的檢測效果；金礦試樣的溶解也不存在難點，各種機理都比較明確，溶解方法十分成熟；但是對于樣品制備問題的研究是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于分析技術(shù)的研究的。隨著技術(shù)的進(jìn)步，近代大型儀器分析取樣量有不斷減少的趨勢，其潛在的取樣代表性風(fēng)險不容低估，同事對樣品制備提出了更高的要求，因此對樣品制備的過程控制是必須重視的。

[1] 羅學(xué)輝,張勇,等.金礦石加工及測試質(zhì)量過程控制[J].黃金，2012，03（33）：61-64.

[2] 張連起，于闐.使用助磨劑解決金礦樣品制樣的均勻性[J].礦產(chǎn)勘查，2010，01（5）：485-487.

[3] 熊英，陳文科，田萍，等.含粗粒金礦樣品采集加工與分析研究進(jìn)展[J].2015,1(4):12-18.

[4] 劉玖芬，張守民，劉自娟.膠東西澇口礦區(qū)金礦樣品的加工制備［J].黃金，2008，29(10):57－ 60．

[5] 索明源.金礦樣品采樣-加工-化驗質(zhì)量的綜合研究[J].巖礦測試，2001,20(1):60-63.

[6] 申開榜，陳麗琴，劉漢釗．可見金礦石化驗樣品加工制備方法及其設(shè)備的比較［J］黃金，2009，30(3):59－61．

[7] 王燁，于亞輝，王琳，等，地質(zhì)樣品中貴金屬元素的預(yù)處理方法研究進(jìn)展[J].巖礦測試，2020，39(1):15－29．

[8] 馮玉懷,楊丙雨.近10年國內(nèi)光度法測定金的新顯色劑[J].黃金，2002，10（23）：39-42.