活性炭吸附原子吸收光譜法測定礦石中金量路紅霞;張玲玲;景慧;白鴿【摘要】活性炭吸附原子吸收光譜法因為操作簡便、成本低、分離效果好等優(yōu)點在國內(nèi)許多實驗室金的分析測定上得到廣泛應(yīng)用.礦樣經(jīng)焙燒后，用王水和氟化物分解，活性炭動態(tài)吸附分離金，分離物經(jīng)灼燒后再用王水溶解金.在5%鹽酸溶液中用火焰原子吸收光譜法測定金量.最后測定國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和課題選礦樣品，準(zhǔn)確度和精密度都滿足相關(guān)要求.【期刊名稱】《湖南有色金屬》【年（卷），期】2017（033）005【總頁數(shù)】4頁（P74-77）【關(guān)鍵詞】活性炭吸附;原子吸收光譜法;礦石【作者】路紅霞漲玲玲;景慧;白鴿【作者單位】內(nèi)蒙古自治區(qū)冶金研究院（內(nèi)蒙古自治區(qū)冶金產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所），內(nèi)蒙古呼和浩特010010;內(nèi)蒙古自治區(qū)冶金研究院（內(nèi)蒙古自治區(qū)冶金產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所），內(nèi)蒙古呼和浩特010010;內(nèi)蒙古自治區(qū)冶金研究院（內(nèi)蒙古自治區(qū)冶金產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所），內(nèi)蒙古呼和浩特010010;內(nèi)蒙古自治區(qū)冶金研究院（內(nèi)蒙古自治區(qū)冶金產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所），內(nèi)蒙古呼和浩特010010【正文語種】中文【中圖分類】TG115.3+3金屬礦產(chǎn)資源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。我國金礦行業(yè)市場規(guī)模增長迅速，越來越多的金礦被發(fā)掘出來，其中多金屬礦石中金的測試對于礦山的開采工藝有著重要的作用。多金屬礦石中金的測定影響到金礦生產(chǎn)工藝水平。隨著我國地質(zhì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，活性炭原子吸收光譜法已廣泛地應(yīng)用于礦石中金的測定。金在礦石、巖石、土壤、水系沉積物中主要以自然金、固溶體類礦物、化合物類礦物三種形態(tài)產(chǎn)出。其中自然金所占比率最大。自然金中常常含有銀、鉑族、銅、鐵、祕、銻、汞等金屬元素，并與這些金屬形成固溶體，當(dāng)這些金屬達到一定含量時，便形成一些變種礦物。通常將含金量大于80%的稱為自然金，小于80%的稱為固溶體類金礦物［1］。金礦石大多與許多礦物共生，這些共生的礦物和元素對測定金有一定影響，部分揮發(fā)性元素如硫和碳，尤其是活性炭存在，則會吸附金，使金的分析結(jié)果偏低。因此，在分析過程中必須除去這些元素?；诮鹪诘V石中含量較低且分布不均勻，所以在金的分析測試中無論選用哪種方法對其進行檢測，都必須經(jīng)過分解、分離-富集和測試這三個必要的環(huán)節(jié)。目前，火焰原子吸收法測定礦石中金含量的方法已很成熟［1］，由于操作簡便、穩(wěn)定性好、分析速度快等優(yōu)點在分析行業(yè)中得到了廣大分析測試工作者的認可和青睞，在測定礦石中0.2-100pg/g金的分析測試上已很穩(wěn)定。本文在總結(jié)前人工作方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年的分析研究，將活性炭動態(tài)吸附火焰原子吸收法測定金的方法加以改進和完善，初步確定了金的分析測試中各個環(huán)節(jié)的最佳條件?；钚蕴课椒ň哂泻喴住⒖焖?、吸附率高、經(jīng)濟成本低等優(yōu)點。采用內(nèi)蒙古自治區(qū)冶金研究院自行設(shè)計的動態(tài)多孔漏斗-吸附柱抽濾裝置，能一次完成溶渣分離和金的分離富集，形成了具有獨特風(fēng)格的動態(tài)分離富集方法。1.1儀器與試劑1.1.1儀器與裝置AA-6880原子吸收光譜儀（島津）。2.活性炭吸附抽濾裝置（自制）。1.1.2標(biāo)準(zhǔn)溶液和主要試劑試驗所需主要的原料如下，試驗中所用的水均為二級蒸餾水。金標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：稱取純金1.0000g于150mL燒杯中，加入20mL王水，蓋表皿，加熱溶解。移入1000mL容量瓶中，再加入160mL王水，冷卻至室溫，加水定容。此溶液金的質(zhì)量濃度p(Au)=1000pg/mL。金標(biāo)準(zhǔn)溶液：吸取10mLp(Au)=1000pg/mL金標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液于100mL容量瓶中，以5%鹽酸溶液定容。此溶液金的質(zhì)量濃度p(Au)=100pg/mL。王水溶液(1+1):3體積鹽酸、1體積硝酸與4體積水混勻，現(xiàn)用現(xiàn)配。氟化氫銨。鹽酸溶液：5%。氯化鉀溶液：200g/L。活性炭：用前需處理，粒度小于95pm，用含有30g/L氟化氫銨和5%鹽酸的溶液于塑料桶中浸泡7d左右。以5%鹽酸溶液充分洗滌，最后用水洗至中性。低溫干燥或風(fēng)干。1.2試驗方法1.2.1試驗原理礦樣經(jīng)焙燒后，用王水和氟化物分解，活性炭動態(tài)吸附分離金，分離物經(jīng)灼燒后再用王水溶解金。在5%鹽酸溶液中用火焰原子吸收光譜法測定金量。主要反應(yīng)：1.2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制標(biāo)準(zhǔn)系列配制：分取0.00mL、0.30mL、0.50mL、1.00mL、2.50mL、5.00mLp(Au)=100pg/mL金標(biāo)準(zhǔn)溶液分別置于一組100mL容量瓶中，以5%鹽酸溶液定容。此標(biāo)準(zhǔn)系列金的質(zhì)量濃度p(Au)分別為0pg/mL、0.3pg/mL、0.5pg/mL、1.0pg/mL、2.5pg/mL、5.0pg/mL。1.2.3試驗步驟稱取10-40g礦樣于50mL或100mL瓷坩堝中（精確至0.01g），置高溫爐中，由低溫升至500OC時攪拌試樣，并在650OC焙燒試樣1-2h,焙燒過程稍開啟爐門，以保證爐內(nèi)氧氣充足。硫化礦應(yīng)增加焙燒時間，含碑量高的礦樣應(yīng)在400C焙燒2h后再升至650C焙燒。待樣品冷卻后，將試樣掃入燒杯中，用少量水潤濕，加現(xiàn)配王水（1+1）80mL,1-2g氟化氫銨，蓋上表面皿在低溫電熱板上保持微沸狀態(tài)，溶解40-60min左右，當(dāng)體積蒸發(fā)至50mL左右時，取下，再對表面皿及杯壁進行沖洗，加水至刻度100mL。將溶液注入連接在裝有活性炭紙漿吸附柱的布氏漏斗中，待試液流凈后，用5%鹽酸溶液洗凈燒杯，并洗滌殘渣7-8次。移去布氏漏斗，用5%鹽酸溶液洗滌吸附柱內(nèi)活性炭紙漿層5-6次。最后用溫水洗滌5-6次，抽干。取出活性炭紙漿吸附濾餅，移入50mL瓷坩堝中，先在電熱板上低溫蒸干水份后，置于650C箱式電爐中，關(guān)閉爐門，待灼燒至不能發(fā)生明火時，稍開啟爐門繼續(xù)灼燒至完全灰化。取出坩堝，冷卻至室溫。加入3-4滴200g/L氯化鉀溶液使殘渣潤濕、沿坩堝壁加入3mL新配制的王水，置于水浴上蒸發(fā)至濕鹽狀，取下，冷卻至室溫。視金量以5%鹽酸溶液移入適當(dāng)容積的容量瓶中，并以5%鹽酸溶液定容。用原子吸收分光光度計選擇在波長242.795nm處測定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液吸光度，并在相同條件下測定樣品的吸光度。1.2.4測定結(jié)果計算礦樣中金含量按式（1）計算：式中：3（Au）為金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/10-6;p（Au）為測得試液金的質(zhì)量濃度/pg-mL-1;V為試液總體積/mL;m為稱樣量/g。2.1樣品的均勻性金在地殼中的豐度值很低，分布極不均勻。具有工業(yè)價值的礦物多以自然金的狀態(tài)存在，其延展性極強。自然金不能與伴生巖石、礦物同步破碎，樣品加工困難。眾多試驗分析證明，在影響金分析結(jié)果的因素中，分析樣品的代表性和均勻程度影響最大。而樣品的代表性由產(chǎn)品的性質(zhì)、均勻程度、數(shù)量來決定。我國黃金分析工作者提出的以圓盤粉碎機中碎，棒磨機細碎的金礦制樣規(guī)程，能夠充分破碎自然金和金礦物，最終可得到均勻性合格的金礦分析樣品，從而解決了金礦制樣這一世界性難題［1］。2.2樣品的焙燒在礦樣溶解之前，需要進行焙燒，這是金與大多數(shù)元素分析測定程序的主要區(qū)別之一。金礦樣品中常常含有單質(zhì)碳、有機物、硫化物。單質(zhì)碳和一些有機物在王水溶液中能夠吸附金；硫化物在分解樣品過程不能被完全氧化為硫酸，常有單質(zhì)硫析出，單質(zhì)硫?qū)鹨灿形胶桶饔?。?dāng)單質(zhì)碳、有機物、單質(zhì)硫與溶渣一起被分離時它們吸附的金也被分離除去，造成分析結(jié)果偏低。樣品經(jīng)過焙燒后即可消除上述組分的有害影響。焙燒的實質(zhì)，是在高溫條件下的氧化反應(yīng)。試驗總結(jié)：樣品焙燒一定在室溫條件下放入高溫爐中，然后逐步升溫到適宜溫度600~700°C，焙燒時間為1h左右。一般樣品焙燒0.5h左右取出攪拌一次。對于硫化物、碑化物、氯化物含量較高的樣品，要根據(jù)實際情況調(diào)整焙燒時間和焙燒溫度，直至焙燒到易揮發(fā)雜質(zhì)除去，使結(jié)果在可控誤差范圍之內(nèi)［2］。2.3樣品的溶解在試樣分解中，為了使試樣分解完全又盡量避免溶礦揮發(fā)造成的損失，需要把握溶劑的選擇、溶礦的時間和溶礦的溫度三個主要因素。鹽酸和硝酸混合溶液溶解金和金礦物的能力最強，而王水是分解含金礦樣品的常用試劑。用王水分解含金巖礦樣品特別應(yīng)當(dāng)注意的是石英或硅酸鹽對金的包裹現(xiàn)象。盡管樣品粒度通常都小于0.074mm,但也有少量更細小的自然金或金礦物被包裹在石英或硅酸鹽顆粒中。而王水不能溶解石英，不能或不能完全分解硅酸鹽。為了分解被包裹的金，應(yīng)在分解礦樣時加入適量氟化物或氫氟酸，此時包裹金的石英或硅酸鹽被分解，釋出的金即可被王水溶解。溶礦過程應(yīng)在電熱板上進行，控制溫度并保持溶液微沸，如果溶礦溫度過高，可造成溶礦不完全或HAuCl4揮發(fā)，從而使結(jié)果偏低。整個溶解過程的時間控制在1h左右。試驗得出結(jié)論：溶劑選用王水（1+1），溫度在200~300°C溶礦1h為宜。2.4共存元素的干擾及消除經(jīng)過活性炭吸附，礦樣中的金得到有效的分離與富集。試液中常見共存離子（Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Zn2+、Cu2+、Pb2+）在酸溶液中不被吸附，對金的測定無干擾，從而減少了由共存元素帶來的化學(xué)干擾和譜線的背景干擾[3],大大提高了方法的靈敏度。當(dāng)Fe3+含量高時被部分吸附，但易被鹽酸溶液洗脫。鉛含量高時，PbCl2易被吸附，但易被熱水和熱稀鹽酸溶液洗脫。試驗結(jié)論：吸附和洗滌溫度應(yīng)保持在60C以下，用5%鹽酸溶液和熱水洗滌。2.5標(biāo)準(zhǔn)曲線圖以標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示。由圖1可知，金的濃度在0-5pg/mL之間，線性關(guān)系良好。2.6方法準(zhǔn)確度采用國家金礦石一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07117、GBW070121和GBW07803進行準(zhǔn)確度試驗，測定結(jié)果見表1,測量值與標(biāo)準(zhǔn)值的相對誤差全部符合DZ/T0130.3-2006中結(jié)果相對誤差YB要求。2.7方法精密度采用國家金礦石一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07803和內(nèi)蒙古自治區(qū)冶金研究院選礦室課題金礦石樣品Au-K1分別進行多次測定，并計算方法的精密度，測定結(jié)果見表2。2.8加標(biāo)回收試驗準(zhǔn)確稱取5份GBW07803試樣10g，分別加入100pg/mL的金標(biāo)準(zhǔn)溶液0mL、1mL、2mL、3mL、4mL,用本方法進行加標(biāo)回收試驗，測定結(jié)果見表3。從表3可知，該方法的金回收率在99%以上?；钚蕴课皆游展庾V法對金礦石中金含量的測定方法，操作簡便，穩(wěn)定性好，經(jīng)濟成本低和可行性強。通過多個國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和課題樣品驗證，該方法的準(zhǔn)確度及精密度均優(yōu)于規(guī)范要求?；钚蕴课?/p>