方案概述
前言:
黄金是稀有金属之一。具有对抗通胀的天然属性,是用于储备的特殊通货。但金在地壳中丰度值本来就很低,又具有亲硫性、亲铜性,亲铁性,高熔点等性质,要形成工业矿床,金要富集上千倍,要形成大矿、富矿,金则要富集几千、几万倍,甚至更高。那么金矿石中金的提炼就变得更为不易。金矿石一般包含金、石英、硫化物等成分,需要将其破碎成较小的颗粒,以便后续的提炼操作。然后,将破碎后的金矿石放入破碎机中进行细碎,使其颗粒度更加均匀。接下来,需要将细碎后的金矿石进行浸矿处理。浸矿是一种常用的提炼方法,其原理是利用化学药剂将金从矿石中提取出来(以上内容来自文献)。经过提炼后,精矿和尾矿中金的确切含量就变得极为重要。国家标准GB/T 20899.1-2019中采用火试金法、火试金富集法-火焰原子吸收法、活性炭富集-火焰原子吸收法、活性炭富集-碘量法等测试矿石中金含量。对于低含量的金矿石,富集后通过火焰原子吸收进行含量检测,本方案旨在提供一种简单前处理和测试方法,简化实验流程,缩短实验时间。
关键词:金;矿石;精矿;中矿;尾矿。
1.实验方法
1.1仪器配置

表1 原子吸收分光光度计配置清单
|
序号 |
名称 |
数量 |
|
1 |
AA2310原子吸收分光光度计 |
1 |
|
2 |
GF2310石墨炉电源 |
1 |
|
3 |
AS2310自动进样器 |
1 |
|
4 |
冷却水循环机 |
1 |
|
5 |
高纯氩气 |
1 |
|
6 |
高密石墨管 |
1 |
|
7 |
高纯乙炔 |
1 |
|
8 |
金空心阴极灯 |
1 |
|
9 |
空气压缩机 |
1 |
1.2试剂及实验材料
王水:按照盐酸:硝酸体积比3:1,量取所需量,混合均匀,现配现用;
金(Au)标准溶液:1000mg/L;
硝酸:GR;
盐酸:GR;
氢氟酸:GR;
万分之一分析天平;
电热鼓风恒温干燥箱;
数显电热板;
聚四氟乙烯坩埚;
瓷坩埚。
1.3样品前处理
精金矿样品需要放在刚玉坩埚里加盖在马弗炉里500℃1小时、650℃1小时、800℃焙烧3个小时,若样品仍难溶解,可将最后一阶段温度提高至900摄氏度,中矿和尾矿按照500℃1小时、650℃3小时焙烧,否则金会有损失。
备注:焙烧时间过短,样品无法完全溶解,焙烧时间过长,会出现结块现象。
(1)准确称量0.1g左右的样品到聚四氟乙烯消解罐中,往消解罐中加入10ml王水溶液,在电热板上180℃加热约30min;
(2)把消解罐拿下来,加入4ml氢氟酸溶液,放回电热板上,加热20min,中间多次摇晃;
(3)聚四氟乙烯加盖,然后升温到200℃,持续加热3 h,待样品变为澄清透明状;
(4)开盖,赶酸到黄豆粒大小,转移到10ml容量瓶中,用纯水定容到刻度,待测。

图1 未完全消解样品

图2 完全消解样品
2.结果与讨论
2.1火焰法仪器条件和参数2.2石墨炉法仪器条件和参数
表2 火焰法工作条件
|
元素 |
波长 (nm) |
火焰类型 |
点灯方式 |
狭缝 (nm) |
灯电流 (mA) |
燃气流量 (L/min) |
助燃气流量 (mpA) |
|
Au |
242.8 |
Air-C2H2 |
AA-BG |
0.2 |
4 |
1.6 |
0.3 |
表3 石墨炉法工作条件
|
元素 |
波长 (nm) |
点灯方式 |
狭缝 (nm) |
灯电流 (mA) |
|
Au |
242.8 |
AA-BG |
0.2 |
4 |
2.2石墨炉法仪器条件和参数
表4 石墨炉升温程序
|
序号 |
温度(℃) |
时间(s) |
加热方式 |
灵敏度 |
气体类型 |
气路 |
|
1 |
100 |
15 |
RAMP |
低 |
氩气 |
0.2 |
|
2 |
130 |
10 |
RAMP |
低 |
氩气 |
0.5 |
|
3 |
500 |
15 |
RAMP |
低 |
氩气 |
1.0 |
|
4 |
500 |
10 |
RAMP |
低 |
氩气 |
1.0 |
|
5 |
500 |
3 |
RAMP |
高 |
氩气 |
0.0 |
|
6 |
2100 |
3 |
STEP |
高 |
氩气 |
0.0 |
|
7 |
2650 |
2 |
STEP |
低 |
氩气 |
1.0 |
2.3标准曲线与方程式
用王水配制火焰法金标准溶液浓度0mg/L、0.1mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L标液各50mL;用2%盐酸配制石墨炉法金标准溶液10μg/L,采用自动进样器自动稀释成2.0μg/L、4.0μg/L、6.0μg/L、8.0μg/L、10μg/L测得标准曲线如下:

图3火焰法金元素标准曲线图

图4 石墨炉法金元素标准曲线图
2.4样品测定结果
使用原子吸收分光光度计AA2300系列直接测定国家标准物质GBW07810(GAu-23)中的金元素,结果见表5.
表5 质控样品测试结果
|
元素名称 |
原吸测定结果(g/t) |
ICP-MS测定结果(g/t) |
标准值(g/t) |
|
金(Au) |
91.8 |
92.4 |
92 |
3.结果讨论
(1)精矿焙烧温度影响样品溶解,焙烧温度在850-900℃之间,样品溶解较好,质控样品、精矿样品金检测结果在准值范围内,高于900℃,由于焙烧损失,质控样品中金元素检测结果偏低;中矿和尾矿焙烧温度,不应超过650℃,否则金元素检测结果偏低。
(2)精矿中若含有大量的铜、铁元素,会导致金元素检测结果偏低,可使用标准加入法排除基质干扰,检测结果较好。
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