齊 鑫

(黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查七〇一隊(duì)，哈爾濱 150028)

1 地質(zhì)樣品加工及分解

在采集到地質(zhì)樣品后，考慮到自然狀態(tài)下土壤中金有較多的伴生元素(如硫、汞等)，為了消除干擾因素的影響，方便進(jìn)行富集分離，還需要對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理，焙燒法是一種常見的加工方式。將樣品均勻攤開，置于600℃的高溫環(huán)境下持續(xù)焙燒約10 min，可以將土壤樣品中的硫、碳、汞等揮發(fā)干凈。由于這些元素在揮發(fā)時(shí)會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的蒸汽，因此需要做好實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的通風(fēng)工作。焙燒時(shí)還要注意輕輕翻動(dòng)土壤樣品，保證均勻受熱，防止出現(xiàn)燒結(jié)情況。在加熱去除伴生元素后，還需要將預(yù)處理后的樣品倒入王水中分解。為了加快分解速度，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜峒安扇嚢璐胧寴悠贩纸獾酶涌焖俸蛷氐住?/p>

2 地質(zhì)樣品中金的分離富集

2.1 火試金法

火試金法是借助于特定的捕集劑(如鉛試金、銻試金等)，將其加入到樣品中，然后采用高溫熔融、焙燒的方式，讓鉛、銻與樣品中的金熔結(jié)成為小的金屬顆粒，然后通過篩選，將金屬顆粒收集起來，再使用硝酸銀浸泡、加熱等方式，進(jìn)行分離、提純，最終得到純度較高的金?；鹪嚱鸱m然操作流程比較簡(jiǎn)單，但是其中包含了較多的技術(shù)要點(diǎn)。例如：對(duì)于加熱溫度的控制，對(duì)于金屬小球的處理等，都會(huì)對(duì)最終的金富集分離結(jié)果有直接影響。另外，在高溫熔融、焙燒過程中也會(huì)釋放出有害氣體。近年來，隨著其他新型技術(shù)的出現(xiàn)，這種方法逐漸被取代。

2.2 吸附法

吸附法是先將地質(zhì)樣品溶于水中，然后讓水按照特定的方向流動(dòng)，在流動(dòng)路徑上設(shè)置吸附材料，將溶液中的金收集起來。當(dāng)吸附材料上的金飽和后，將其拆下并收集金，從而達(dá)到分離富集的效果。常用的吸附材料有活性炭、泡沫塑料、離子交換樹脂等多種。從分離富集效果上來看，活性炭與離子交換樹脂有一定的優(yōu)勢(shì)，但是受到當(dāng)前技術(shù)的限制，使用離子交換樹脂的成本較高，而且操作比較麻煩。綜合對(duì)比之下，活性炭就成為吸附法實(shí)現(xiàn)金富集分離的最佳材料。

2.3 溶劑萃取分離法

除了吸附法和火試金法外，萃取法是分離富集金的有效手段，金的萃取劑有很多種，包括醇類、酮類、酯類、亞砜類、醚類、胺類、硫化酰胺類、吡唑酮衍生物等。萃取分離法包括有機(jī)萃取分離法和反相色層萃取法。目前，溶劑萃取在地質(zhì)金分析研究中也有報(bào)道，但應(yīng)用并不廣泛。

3 地質(zhì)樣品中金的測(cè)定方法及優(yōu)缺點(diǎn)分析

3.1 滴定法

根據(jù)所用試劑的不同，在滴定法測(cè)量金含量時(shí)，可以選擇碘量滴定法和氫醌滴定法兩種方式。對(duì)比來看，碘量滴定法的優(yōu)勢(shì)在于反應(yīng)速度快，但是對(duì)金的選擇性較差，通常適用于地質(zhì)樣品中金含量較高的情況。如果樣品中金含量較少，測(cè)定誤差較大。而氫醌滴定法的優(yōu)勢(shì)在于選擇性好，操作上也比較簡(jiǎn)單，不過需要等待一段時(shí)間后試劑才能完全反應(yīng)。近年來，經(jīng)過不斷的改良，兩種滴定法的應(yīng)用效果得到了改善，主要應(yīng)用于一些中小型實(shí)驗(yàn)室。如果需要測(cè)定的樣品數(shù)量較多，或是對(duì)于測(cè)定精度有特殊的要求，仍然需要使用其他的測(cè)定方法。

3.2 光度法

光度法的原理是借助于一些特定的顯色劑，在接觸到樣品中金元素時(shí)會(huì)發(fā)生顏色變化，然后通過對(duì)比顏色變化情況，得出金含量。在運(yùn)用該方法時(shí)，對(duì)于顯色劑的選擇十分關(guān)鍵，目前常用的顯色劑類型有硫代米蚩酮、堿性染料等。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用效果來看，硫代米蚩酮是目前應(yīng)用較為廣泛且測(cè)定結(jié)果比較精確的一種。另外，這種顯色劑還具有較強(qiáng)的抗氧化能力，在測(cè)定中可以避免因?yàn)闃悠分薪饘侔l(fā)生氧化反應(yīng)而干擾測(cè)定結(jié)果。隨著技術(shù)的發(fā)展，近年來新出現(xiàn)的催化光度法、熒光光度法等在實(shí)踐應(yīng)用中也有良好表現(xiàn)，在選用光度法測(cè)定金含量時(shí)可以加以考慮。

3.3 發(fā)射光譜法

早期測(cè)定金含量時(shí)，常用的是直接光譜法，但是由于土壤樣品中金的含量稀少，隨著測(cè)定要求的不斷提升，這種發(fā)射光譜法因?yàn)椴荒軡M足要求逐漸被淘汰。目前常用的有火試金光譜法和化學(xué)光譜法。以化學(xué)光譜法為例，此法是基于先用化學(xué)法處理試樣,采用適宜的富集分離法將金富集分離，然后采用發(fā)射光譜法和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)進(jìn)行測(cè)定。由于對(duì)礦樣中的金進(jìn)行了富集分離，提高了方法的靈敏性、選擇性和準(zhǔn)確性，發(fā)射光譜法是測(cè)定化探樣品中痕量金的主要方法。

3.4 原子吸收光譜法

現(xiàn)階段，土壤樣品中各類稀有元素(如Au、Ag、Pb等)的含量測(cè)定，均可以使用原子吸收光譜法。作為一種普適性的微量元素測(cè)定方法，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于測(cè)試方法簡(jiǎn)便、測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠、檢測(cè)時(shí)間短等。隨著這一技術(shù)方法的成熟，針對(duì)地質(zhì)樣品中金含量的不同，又可以細(xì)化為多種方法，例如：對(duì)于微量金通常采用火焰原子吸收光譜法，而對(duì)于化探樣品中的痕量金要采用石墨爐原子吸收光譜法才能滿足分析測(cè)定的要求。采用原子吸收光譜法測(cè)定金必須將樣品進(jìn)行化學(xué)處理，經(jīng)富集分離后才能測(cè)定。近幾年出現(xiàn)的一種碳纖維吸附-石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定的組合式方法得到了推廣使用，碳纖維材料比普通的活性炭具有更強(qiáng)的吸附能力，同時(shí)配合石墨爐原子吸收光譜法，可以保證金的檢出限更低(可以達(dá)到0.0x×10-9)。整個(gè)過程全部使用專用設(shè)備來完成，實(shí)現(xiàn)了富集---分離---測(cè)定的一體化，不僅減輕了技術(shù)人員的壓力，也能夠提高測(cè)量精度。

3.5 電感耦合等離子體質(zhì)譜法

隨著測(cè)定技術(shù)的創(chuàng)新以及各類新型高精度測(cè)定儀器的運(yùn)用，電感耦合等離子體質(zhì)譜法也逐漸成為現(xiàn)階段測(cè)定地質(zhì)樣品中金含量的重要方法。從外國(guó)的應(yīng)用效果來看，此法具有測(cè)定速度快、檢出限低等優(yōu)勢(shì)，但是由于國(guó)內(nèi)引進(jìn)這一技術(shù)較晚，目前還沒有進(jìn)行大范圍使用，主要集中于地質(zhì)化探樣品中痕量金的測(cè)定。

4 結(jié)語

準(zhǔn)確測(cè)定地質(zhì)中金的含量，能夠?qū)φ业V工作提供必要的參考。但是由于自然界中金的含量極不均勻，會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果造成干擾。針對(duì)這種情況，就需要運(yùn)用到金富集分離方法，包含三個(gè)環(huán)節(jié)，首先是利用萃取、吸附等方法使地質(zhì)樣品中分散的金富集起來；其次是進(jìn)行雜質(zhì)分離，得到純度較高的金；最后再使用滴定法、光度法，測(cè)定樣品中金的含量。目前，可以用于金富集分離的方式方法較多，在具體開展地質(zhì)樣品金的測(cè)定時(shí)可以科學(xué)選擇，從而為工作順利開展提供技術(shù)支持。