鹽酸溶樣—火焰原子吸收光譜法測定氰化尾渣中的金

師兆忠，郝喜才，韓艷霞

(開封大學 材料與化學工程學院，河南 開封 475001)

氰化尾渣是氰化提金后的廢渣，主要含有鐵、硅、鉛、硫等元素，也含有少量金、銀等貴金屬，其中鐵質量分數在30%左右，金質量分數在0.5～10 g/t。金的測定是氰化尾渣進一步綜合回收有價金屬的前提，而含金礦樣的溶樣又是金含量測定的關鍵。

含金礦樣的溶解方法有熱溶法和冷溶法。熱溶法主要是采用王水溶解體系[1-5],通過灼燒或濕法預處理后再用王水在電熱板上加熱溶解[6]。除王水體系外，對于成分不同的含金礦樣，也有采用氯酸鉀-硝酸飽和溶液[7]、溴水-氯化鈉體系[8-9]、硝酸-氯化鈉-高錳酸鉀-氟化氫銨體系[9]、飽和食鹽水加硝酸(1+1)和溴水(1.5%)組成的溶劑體系[10]進行溶樣。冷溶法僅適用于某些類型的樣品,并且耗時較長，分別采用王水、鹽酸+硝酸+水(3+1+4)、4%Br2+10%NaCl、8 mol/L鹽酸+磷酸+5%高錳酸鉀(3+2+1.5)、HCl-H2O2體系溶解樣品[11-15]。

三價鐵離子在一定條件下能夠氧化金[16-17]，所以鹽酸溶解氰化尾渣中鐵的同時也能溶解金，而且該溶樣方法不添加氧化劑，不會產生噴濺，也不受樣品質量限制，因此，試驗研究了采用鹽酸溶解氰化尾渣，然后采用火焰原子吸收光譜法測定其中金含量。

1 試驗部分

1.1 儀器及工作條件

PinAAcle900T型原子吸收光譜儀(珀金埃爾默儀器有限公司)，采用氘燈、自吸效應雙重背景校正，儀器工作參數見表1。

表1 儀器工作參數

1.2 標準溶液及主要試劑

金標準溶液(GSB04-1715—2004)：國家有色金屬及電子材料分析測試中心提供，吸取25.00 mL金標準溶液于500 mL容量瓶中，加入50 mL王水，加水稀釋至刻度，此溶液金質量濃度為50 μg/mL。

金礦石標準物質：地球物理地球化學勘察研究中心提供，GBW07808b(GAu-17b)，金質量分數(3.3±0.2) μg/g；GBW07809b(GAu-18b)，金質量分數(10.4±0.2) μg/g。

試驗用水均為二次蒸餾水。

活性炭：將100 g活性炭置于500 mL燒杯中，加入300 mL 濃度為2 mol/L的HCl溶液,加熱煮沸1 h,再浸泡3～4 h，過濾、洗滌干凈后烘干，備用。

氰化尾渣：河南金源礦業有限公司提供，Au-1，金質量分數9.2 μg/g；Au-2，金質量分數1.2 μg/g。

1.3 測定原理與方法

鹽酸溶解氰化尾渣過程中的主要反應為：

(1)

(2)

當溶液中的三價鐵達到一定濃度且有游離鹽酸存在時，三價鐵能夠將金氧化：

(3)

稱取氰化尾渣50.0 g于瓷坩堝中，在650 ℃下焙燒2 h,冷卻后轉入250 mL三頸瓶中。加入鹽酸，開啟攪拌，冷凝水回流，過濾。濾液置于250 mL燒杯中，加入1 g處理過的活性炭，磁力攪拌1 h，過濾，分離載金活性炭。載金活性炭置于瓷蒸發皿中，在700 ℃下焙燒0.5 h(保證活性炭灰化完全)，冷卻后加入10 mL王水，低溫蒸至2～3 mL,轉移至50 mL容量瓶中(根據金質量分數選擇稀釋倍數)，用去離子水稀釋至刻度，過濾。用火焰原子吸收光譜法測定金質量分數。

2 試驗結果與討論

2.1 溶樣條件的確定

2.1.1鹽酸溶樣時間的確定

在有大量Fe3+存在條件下，溶液中的Cl-可以與金形成配合物。鹽酸理論用量是指溶解尾渣中全部鐵所用鹽酸的量，實際用量與理論用量的比值為過量系數。

試驗條件：鹽酸過量系數1.5(對50.0 g氰化尾渣用鹽酸96 mL)，溫度100 ℃。反應時間對金浸出率的影響試驗結果見表2。可以看出，反應時間超過1 h后，金浸出率變化不大。所以，確定溶樣時間以1 h為宜。

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表2 反應時間對金浸出率的影響試驗結果

2.1.2溫度對溶樣的影響

試驗條件：鹽酸過量系數1.5(對50.0 g氰化尾渣用鹽酸96 mL)，反應時間1 h。溫度對金浸出率的影響試驗結果見表3。

表3 溫度對金浸出率的影響試驗結果

由表3看出，100 ℃下金浸出率最高。因此，適宜的溶樣溫度確定為100 ℃。

2.1.3鹽酸過量系數的確定

試驗條件：反應時間1 h，溫度100 ℃。鹽酸過量系數對金浸出率的影響試驗結果見表4。

表4 鹽酸過量系數對金浸出率的影響試驗結果

由表4看出，鹽酸過量系數為2.0時，氰化尾渣中的金100%被浸出。因此，確定適宜的鹽酸過量系數為2.0。

2.2 標準工作曲線與檢出限

分別取不同體積50 μg/mL金標準溶液于50.0 mL容量瓶中，加入2～3 mL王水，用去離子水定容至刻度，搖勻，用火焰原子吸收光譜儀測定。得到的標準工作曲線及線性回歸方程如圖1所示。

圖1 標準工作曲線及線性回歸方程

測定12份空白試樣的吸光值，結果見表5。根據吸光值測定結果計算得出標準偏差(s)為0.003 3 μg/mL，按3倍標準偏差計算方法檢出限，結果為0.009 9 μg/mL。

表5 空白試樣吸光值測定結果

2.3 方法準確度

采用地球物理地球化學勘察研究所提供的金礦石標準物質進行準確度試驗，按上述優化溶樣條件溶解樣品，按測定方法進行測定，測定結果見表6。

表6 方法的準確度測定結果

由表6看出：方法測定值與標準值的相對誤差符合DZ/T 0130.3—2006對誤差的要求。

2.4 方法精密度

采用金源礦業有限公司提供的2個氰化尾渣樣品進行精密度測定，分別測定12次。測定結果(表7)表明：樣品Au-1中金平均質量分數為9.10 μg/g，樣品Au-2中金平均質量分數為1.22 μg/g；相對偏差在允許限度內。

表7 方法的精密度測定結果

2.5 方法對比

對比本法與王水溶樣法，根據DZ/T 0130.3—2006對相對誤差YB要求，2種分析方法的測定結果之差的絕對值與其擴展不確定度的比值應小于等于1，即為合格：

其中：X1、X2表示2種方法的測定結果；U1、U2表示2種方法擴展的不確定度(P=95%)。分析方法對比結果見表8，可以看出，

表明用鹽酸溶樣與王水溶樣的測定結果均符合要求，說明方法可行。

表8 分析方法對比結果

3 結論

試驗結果表明：用鹽酸溶解氰化尾渣然后再用火焰原子吸收光譜法測定金，可以獲得與傳統王水溶樣方法一致的準確度、精密度，表明方法可行；在溶樣時間1.0 h、溶樣溫度100 ℃、鹽酸過量系數2.0條件下，可以獲得較好的測定結果。為便于操作，實際工作中，鹽酸用量可以按下列規律加入：鐵質量分數<20%時，鹽酸用量為2 mL/g樣品；20%<鐵質量分數<30%時，鹽酸用量為2.5～3.0 mL/g樣品。

用鹽酸溶解樣品，溶樣過程中不用加入濃硝酸，攪拌更易于控制，拓寬了金礦石樣品代表性，而且樣品質量不受限制，適用于各種金含量的氰化尾渣樣品。采用此方法，氰化尾渣焙燒必須完全，除去其中少量黃鐵礦，以減少誤差。

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