于 淼
(甘肅省有色金屬地質勘查局蘭州礦產(chǎn)勘查院中心實驗室,甘肅 蘭州 730046)
在自然界對于組成復雜、分布不均勻的黃金樣品,除了以單一自然金的存在形式外,還會出現(xiàn)許多相關的化學物質比如硫化物和銻化物。對于上述的試樣,我們可以得出測定金含量的條件通常使用完全溶解的方法。含金礦石的溶解主要有加熱溶解和冷浸溶解兩種方法。在加熱溶解法中需要很長時間過程也相對復雜,但同時也會使用大量的酸性物質,這樣的方式對于環(huán)境會造成酸性污染[1]。測定含金礦石樣品中金實驗的主要以冷浸液溶解方法為主,目前最常用的方案是由是加熱或者冷浸加熱互相結合的方式,它主要由王水冷溶法、過氧化氫和鹽酸冷溶法,在實驗中很少使用冷溶解法。王水冷溶法被用來進行測試樣本的幾個黃金礦石含有可溶性,使用活性炭吸附和黃金含量測定火焰原子吸收光譜法,使得結果符合和加熱溶解相同。這種方法可以減少酸的消耗和能源的消耗從而減少環(huán)境污染。
在測定含金礦石樣品中金實驗中,實驗主要用到的儀器是原子吸收光譜儀和金標準溶液的質量濃度為1.00g/L,類別為分析純的試劑,通過燈的電流為3mA并設置燃燒器的高度選擇為7mm、242.8納測定波長調節(jié)為米、0.2nm光譜通帶寬度為,通過1.2L/min乙炔的流量。在實驗中選擇含金礦石時,將20g重量的礦石放置在瓷周中,并放置在馬弗爐中,導致受控實驗室溫度緩慢上升至600℃~650℃之間,然后進行4h左右焙燒,最后處理得到的冷卻溶液[2]。并準備燒杯將其加入樣品、鹽酸、硝酸及水的溶液,控制質量到40ml,緩慢而有規(guī)律地攪拌,以確保樣品的均勻混合,冷浸5h后加入100ml水、最后將得到的試液、殘渣等放入活性炭吸附柱中,用鹽酸溶液經(jīng)動態(tài)吸附過濾洗滌幾次。將活性炭紙漿放入瓷坩堝中并將其置于馬弗爐中,加熱至750℃到燃燒結束。最后取出加入鹽酸、硝酸和水溶液,通過溶液在低溫下溶解完成后,將溶液轉移到比色管中,并滿足測定金含量的儀器的條件,分析實驗并積極討論得出的結論。
對于鉛精礦產(chǎn)生結塊現(xiàn)象發(fā)生在750℃的培燒條件下,我們將樣品貼在瓷周上,就會得出測定結果較低的情況,所以需要培燒溫度發(fā)生在650℃的范圍并持續(xù)為4個小時,這樣就能夠有效防止發(fā)生鉛精塊結塊的現(xiàn)象。實驗中通過泡沫塑料吸附可有效分離和礦石樣品中存在的黃金;減少兩者之間的共存因子,這種方法并不會干擾黃金的測量。還可以有效地減少了共存元素產(chǎn)生對實驗的干擾,同時也提高了測試方法的靈敏度[3]。如果樣品中砷含量高,則必須對樣品進行熱處理,溫度保持在480℃持續(xù)半小時,這樣用來以保證其完全揮發(fā)性,否則會影響結果的準確性。在樣品中,如果硅含量高,黃金可能被硅酸鹽包裹其中,導致黃金難以溶解,從而導致結構薄弱。銻含量高若超過300g的回收率將低于90%。此時需要加入酒石酸進行分離操作,并加入1g可以達到300g的干擾,同時鎢的含量也會逐漸消失。
(1)選取儀器與試劑。在實驗開始前需要準備日立Z-5000的原子吸收光譜儀,使用的金標準溶液質量濃度為1.00g/L。所用試劑均為分析純。測定波長242.8nm,燈電流3mA,光譜通帶寬度0.2mm,燃燒器高度7mm,空氣流量7.0L/min,乙炔流量1.2L/min。
(2)試驗方法。稱取重10g~20g的金礦石樣品于瓷周中,放入馬弗爐中緩慢降至600℃~650℃室溫焙燒3個小時~4個小時,冷卻后取出;樣品倒入250ml的燒杯中,加入40ml的鹽酸和硝酸水溶液(3+1+4),慢慢攪拌混勻出樣品,冷溶解樣品5h用水稀釋至100ml;測試溶液倒入殘渣和活性炭吸附柱中帶有漏斗堵塞、過濾和吸附,并用3%~5%鹽酸溶液(體積分數(shù)相同)反復洗滌燒杯及沉淀。
將活性炭紙漿塊放入50ml活性炭矩形瓷坩堝中,并放入在750℃的馬弗爐升溫灼燒成灰。取出冷卻后,加入4ml的鹽酸和硝酸水溶液(3+1+4),在電爐中低溫溶解,將樣品溶液轉移到25ml的比色管中,測定儀器運行條件下的金含量。
(3)對于冷浸時間的選擇。采用石英脈金礦、金精礦、硫精礦和鉛精礦進行冷浸測試時間,其結果表明:石英脈金礦、金精礦、硫精礦冷浸時間大于3h即可完成,而鉛精礦中金含量較高,冷浸時間大于5h,所以試驗選擇冷浸時間應該為5個小時。
(4)酸用量的選擇問題。在黃金樣品灼燒后,分別加入鹽酸硝酸水(3+1+4)溶液30ml~60ml對試劑進行溶解,其實驗結果表明:鹽酸硝酸水(3+1+4)溶液用量大于30ml可使試樣完全溶入試劑中,試驗選擇鹽酸硝酸水(3+1+4)溶液用量為40ml。通過這一環(huán)節(jié),其結果表明,在這種混合溶液的用量高于30ml時能夠對試樣的完全溶解,我們在這個試驗中可以得出將試劑用量調整為40ml是最佳試劑用量。
(5)測定樣品含量。按照試驗方法主要對四種含金礦石試樣分別進行冷浸溶解,并再對樣品進行加熱溶解,當活性炭柱吸附之后再通過實驗儀器按照工作條件來測定金的含量,結果見表1。
表1 樣晶分析結果(n=3)
(6)結果表明。黃金樣品成分復雜且成分不均勻,除天然單體金外,常與硫化物、銻化物等同時出現(xiàn)。試樣的完全溶解成為準確測定金的先決條件。含金礦石樣品的溶解方法分為加熱溶解法和冷浸溶解法,這樣的方法加熱溶解過程較長消耗較多的酸且對環(huán)境污染較大。冷浸溶解的方法共有王水、溴化物、過氧化氫、鹽酸的冷溶法。當前,含金礦石的溶解大多采用加熱溶解法或冷浸加熱溶解的結合,通過這種方式樣品很少直接采用冷溶法溶解。在這項實驗中,我們還進行了測試溶解度就四個樣本所含黃金礦石溶解于水,活性碳吸附柱和金原子吸收光譜法測定含量在火焰與方法與結果,通過加熱溶解這種方法可以減少酸的消耗和能源的消耗,并在一定程度上減少環(huán)境污染。通過燃燒試樣消除鉛精礦的結塊現(xiàn)象,試樣通過冷浸溶解,降低了酸耗和能耗將鹽酸硝酸水(3+1+4)溶液與試樣融合,這樣減少了酸的消耗和能量的消耗。該方法的使用較為方便,并適用于大量試樣的測定,其結果與加熱溶解法的結果一致。
綜上所述,在火焰原子吸收光譜法測定金試驗進行快速分析,簡單、快速、靈敏度、更具操作性,減少操作步驟,更具有穩(wěn)定性分析,同時為節(jié)省資源提供了有效方法并提高金礦開采的效率,這種方法對實驗室和生產(chǎn)都有著重要意義,因此值得積極推廣和應用。