金試樣中碳質和硫化物的預處理

賀小濤

（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局706隊阿勒泰836500）

金試樣中碳質和硫化物的預處理

賀小濤

（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局706隊阿勒泰836500）

地質試樣中金的測定，不論用什么方法，大都需要化學分離和富集。濕法預處理試樣時，碳質和硫化物會產生影響，通常是將試樣在650℃焙燒氧化除去。這種方法時間長、耗電高。本文研究了不同形態碳質及硫化物對金的吸附的影響，并提出了以化學濕法氧化消除碳質和硫化物的方法。只需在酸分解過程中加入少量氧化劑，方法簡單、快捷，效果良好。

金試樣碳質硫化物預處理

1 試樣中碳質的消除

1.1 碳質存在對濕法預處理測定的影響

這里碳質物質是指有機碳化合物和單質碳兩類。在地質試樣中，有機碳化合物主要是植物的枯枝殘葉和腐植質，單質碳則以晶質的石墨和非晶質炭黑和普通木炭為主。

將碳質在王水介質中對金（Ⅲ）的吸附作用，實驗結果見表1、表2。

表1 各類碳質對金（Ⅲ）的吸附率%

用二級標樣B034加入不同種類碳質的物質，不進行氧化除碳處理，測試結果見表2。

表2 含不同量的碳質的試樣測定結果g/t

試驗表明，有機碳化合物即植物的枯枝殘葉和腐植質等對金（Ⅲ）沒有吸附作用，而單質碳中的石墨和非晶碳一樣具有很強的吸附能力。因此測金試樣中含有石墨和非晶碳時，必須氧化除去。

1.2 化學濕法氧化除碳及其條件試驗

1.2.1 以氯酸鉀為氧化劑的選定

采用在溶樣過程中同時氧化除碳，取代現用的先焙燒后溶解的方法。可以使流程簡化，氯酸鉀和硝酸作用生成氯酸，在較低的溫度下，便可分解為新生態的氧和氯，有極強的氧化能力。

本文試驗的氯酸鉀、硝酸溶液氧化除碳方法，并探討其最佳工作條件。試樣氧化除碳過程中，同時可以除硫。在此過程試樣已基本溶解，只需補加適量的鹽酸便成為王水，可使試樣分解完全，手續非常簡便。

1.2.2 氯酸鉀用量與除碳效果

試驗方法濃硝酸30 mL，不同氯酸鉀（一次加入）用量的除碳質能力于熱板上加熱，溶液微沸時，取下開始計時，結果見表3。

表3 氯酸鉀用量對碳質氧化效率的影響

由于地質試樣中所含的碳質物質種類和數量不盡相同。所以在試樣處理過程中，應注意觀察液面有否漂浮黑色碳膜，如有此現象，應補加氯酸鉀，繼續加熱氧化，直至碳膜除盡為止。

1.2.3 硝酸濃度與除碳效率

取定量碳質和氯酸鉀1 g，加入不同濃度的硝酸溶液，在電熱板上加熱，溶液微沸時，開始計時,見表4。

表4 硝酸濃度對碳質氧化效率的影響

硝酸濃度對除碳效率有影響，濃度越大，氧化速度越快。硝酸能使含碳有機物直接硝化，但硝酸的濃度不能太大，它會使活性碳對金（Ⅲ）的吸附率降低，給下一步富集分離帶來不利影響。故本法選用硝酸用量為70%硝酸溶液30 mL。

1.2.4 反應溫度的影響

取非晶質碳0.1 g，加氯酸鉀1.5 g，70%硝酸溶液30 mL，在不同溫度下進行反應，見表5。

表5 溶液溫度對除碳效率的影響

氯酸鉀硝酸溶液在溫度低于80℃時，碳質氧化速率較慢，但溫度太低，又會加速氯酸鉀的分解，成為無謂損失，所以加熱溫度以維持溶液微沸狀態即可。

1.3 濕法氧化除碳效果

1.3.1 標準金回收試驗

于10個250 mL的錐形瓶中，分別加入含1 000 μg標準金的溶液，分2組，其中1組分別加入活性碳0.1 g，按本法化學濕法氧化除碳，另1組不加活性碳。將上述兩組溶液經富集后，以原子吸收儀測定，見表6。

由表6可知，含碳溶液中金（Ⅲ）沒有損失，說明溶液中的碳已被氯酸鉀硝酸氧化除去。

表6 金標準回收

表7 含不同碳質試樣，測定結果比對g/t

1.4 結論

（1）以上測定數據可知，腐植質對金（Ⅲ）無吸附作用，晶質石墨和非晶質碳對金（Ⅲ）均有很強的吸附能力。必須從試樣中除去。

（2）本文提出用氯酸鉀、硝酸作氧化劑的化學濕法氧化法，對非晶質碳及晶質石墨的效果都非常好，適用于各種含碳地質樣品，且手續簡便。

2 試樣中硫化物的氧化

樣品含金硫化物未經脫硫處理，所測得的結果常常偏低。取含金硫化物(含硫45%左右)試樣10 g共3份，分別按未經脫硫、王水溶解；氧化除硫后王水溶解。然后將所得的溶液以及析出的單體硫、酸不溶殘渣分別測定其含量，見表8。

表8 含硫化物用不同方法脫硫后、測定金結果對比

上述3種不同處理樣品方法中，未經脫硫直接王水溶解金殘渣中損失嚴重，焙燒氧化脫硫和本法氧化脫硫后王水溶解，所得結果基本相符。

3 試驗過程

稱取試樣20 g于300 mL三角瓶中加氯酸鉀1.5 g、水10 mL，搖勻、緩慢注入硝酸20 mL，加蓋搖勻，加熱保持微沸狀60 min，取下稍冷，加50%鹽酸30 mL，繼續煮沸30 min取下，加水稀釋至100 mL，加泡沫塑料震蕩，用原子吸收儀測金的含量。

4 注意事項

溶解樣品時，要注意觀察溶液中是否有漂浮黑色碳質和硫化物沉淀渣，如有上述情況，應補加氯酸鉀，硝酸溶液，繼續加熱，直至完全氧化除盡為止。

[1]李錫安.中國無機分析化學.1993.

[2]林世光.冶金化學分析.1980.

[3]地質礦產部.金銀測試方法.1985.

[4]金學陵.巖石礦物微量金的測定.1985.

[5]薛潮明.有色金屬分析通訊.1992.

收稿：2014-04-03