某黃金尾礦回收利用廠載金碳中金含量的測定方法研究

薛統源，路麗娟

(1．煙臺黃金職業學院 環境與材料工程系，山東 招遠 265401；2.山東招金金合科技有限公司，山東 招遠 265400)

中國是黃金生產大國，隨著金礦資源的開發，尾礦數量大量的增長，國內尾礦二次利用開發越來越受到重視，一批黃金礦山企業和研究機構對黃金尾礦中金元素的回收技術作了大量研究[1]。某黃金尾礦回收利用廠將經處理的黃金尾礦用活性炭吸收富集，獲得產品載金炭，產品中金品位較高，回收效果較好，生產同時需對產品的品位進行化驗測定，使回收指標得到更準確的反饋，以保證更好的回收效果。

根據《載金炭化學分析方法 第1部分：金量的測定》(GB/T 29509.1-2013)，載金炭中金量的測定采用火試金重量法(后文中簡稱火試金法)。火試金法具有富集率高，分析結果準確度高等優勢，但火試金法存在檢測成本高，方法操作復雜，操作經驗要求較高，天平精度要求較高等劣勢[2]，對于金樣數量較少的企業會導致檢測成本增加，包括大量試劑準備及浪費，人力資源占用等情況。

針對某黃金尾礦回收利用廠中載金炭取樣周期較長、樣品數量較少的情況，根據該回收廠樣品的性質本文選擇活性炭富集—氫醌容量法來進行測定方法研究，調整焙燒溶樣時間，增加分取步驟，通過實驗研究找到一種快速簡單，成本較低且準確度較高的測定方法，本測定方法適合該企業的日常生產測定，勞動強度適中，測定結果理想。

1 實驗原理

(1)采用王水溶解金的反應式：Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO+2H2O

(2)氯金酸易被活性炭吸附故可與大量的雜質分離并使金得到富集，經灰化除炭，再以王水溶解，加滴氯化鈉使之生成氯金酸鹽以提高三價金的穩定性，在水浴鍋上蒸干后進行滴定。

(3)在pH值：2～2.5的磷酸-磷酸二氫鉀緩沖溶液中，金溶液與氫醌的反應式：2HAuCl4+3C6H6O2=2Au+3C6H4O2+8HCl。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

活性炭(-200目)：250g放入2500 mL質量分數為2%氟化氫銨溶液中，浸泡7 d，定時攪拌，抽氣過濾，用體積分數為2%鹽酸及水洗凈至無氟離子備用。

王水∶按體積比V (鹽酸)∶V(硝酸)=3∶1配制王水，注意王水易變質，測定需用新配制的王水。稀王水∶按體積比V (王水)∶V(蒸餾水)=1∶1配制。

磷酸二氫鉀—磷酸緩沖液：稱50 g磷酸二氫鉀溶于450 mL水中，加入磷酸15 mL，用氫氧化鉀和磷酸將溶液調整為pH值2～2.5，稀釋至500 mL，若該溶液中含有還原性物質，須加飽和氯水進行處理，煮沸出去過量的氯氣，冷卻后用水稀釋至500 mL。取配置好的緩沖溶液5 mL，加入一滴鹽酸聯苯胺指示劑，不出現黃色為合格。

鹽酸聯苯胺指示劑 1 g/L：稱取0.1 g 聯苯胺以數滴鹽酸酸溶解后，水稀至100 mL。

氫醌儲備液：取對0.8376 g對苯二酚溶于400 mL冷水中，注意不許加熱，加8.3 mL HCl水稀至1000 mL貯于棕色容量瓶中。此儲備液1 mL相當于1 mg金。

氫醌標準液：分取氫醌儲備液稀釋成1 mL相當于30 μg金，分取30 mL氫醌儲備液于1000 mL棕色容量瓶中加0.4 mL鹽酸，水稀釋至刻度,待標定后使用。氫醌標準液標定: 分取三份5 mL 20 μg/mL金標準溶液，于50 mL瓷坩堝中，加3～5滴氯化鉀，水浴蒸干，滴加0.5 mL鹽酸蒸至無酸味，取下，控制溫度在60℃左右滴定，加入磷酸二氫鉀-磷酸緩沖溶液5 mL，用氫醌標準液滴定到黃色幾乎褪去，加入1 g/L鹽酸聯苯胺指示劑2滴，繼續滴定至黃色褪去為終點。計算氫醌標準液對金的滴定度T。

2.2 樣品分析過程

2.2.1 溶樣前預處理

取適量載金炭樣品于烘箱中100℃烘干6 h，稱取1.0000 g烘干處理的載金炭樣品，于馬弗爐中650℃焙燒100 min，取出冷卻。

2.2.2 樣品溶解過程

轉移到400 mL燒杯中，加水潤濕，蓋上表面皿，加100 mL體積比為V (王水)∶V(蒸餾水)=1∶1的王水，在電爐盤上加熱將金完全溶解，冷卻，用水洗表面皿及杯壁，加體積分數為2%聚乙二醇溶液，搖勻。

2.2.3 抽濾吸附過程

控制溫度40～50℃左右 ，倒入布氏漏斗過濾，用溫熱的體積分數為2%鹽酸洗燒杯3次，洗殘渣3次，取下布氏漏斗，用溫熱的20 g/L的氟化氫銨溶液洗吸附柱5次，用體積分數為2%鹽酸洗8次，蒸餾水洗8次，抽干。

2.2.4 碳化灰化蒸酸過程

將柱內活性炭紙餅轉入經王水處理的50 mL坩堝內，置于電爐板上碳化，大煙冒盡后轉入馬弗爐內。控制溫度600～700℃灼燒，灰化完全后，取出，冷卻，加入3～5滴250 g/L氯化鈉溶液，沿坩堝壁加入1～2 mL王水，在水浴鍋上蒸干，加3～5滴鹽酸蒸至無酸味取下，后轉移到100 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，用移液管分取5 mL于坩堝中。

2.2.5 滴定過程

控制溫度在60℃左右滴定，加入磷酸二氫鉀-磷酸緩沖溶液5 mL，用氫醌標準液滴定到黃色幾乎褪去，加入1 g/L鹽酸聯苯胺指示劑2滴，繼續滴定至黃色褪去為終點，記錄氫醌標準液消耗體積并準確記錄，計算樣品中金的含量。

2.3 結果和討論

2.3.1 試劑的優點

本實驗中選用的試劑對苯二酚(氫醌)不易被空氣氧化，它微酸性溶液可以較好的保存，而且具有很高的靈敏性和選擇性，鹽酸聯苯胺作指示劑，在弱酸介質中表現極為敏銳，可非常好的反映滴定終點。

2.3.2 樣品溶解時間

礦石樣品中成分較復雜，溶樣加熱40 min即可取得較好效果，載金碳基體較單一，在實驗溶樣過程中選擇加熱30～40 min可取得較好溶樣效果[3]，在實際操作中，個別樣品是否完成溶樣過程，須進行觀察確定。

2.3.3 滴定溫度的選擇

此方法中使用鹽酸聯苯胺指示劑，在進行滴定時，氫醌與金的反應在接近終點時反應較慢，常會出現黃色褪去，片刻后出現終點回頭現象，為防止滴定過頭，須在接近終點時緩慢進行滴定，指示劑褪色后放置數分鐘，指示劑不在呈現黃色氧化狀態即為終點。在滴定過程中，適當加熱可使反應速度加快，本實驗中采用水浴鍋對樣品加熱，保證滴定溫度在60℃左右，可較好的控制滴定時間[4]。

2.3.4 分析結果比較

本實驗選擇四個載金炭外賣樣品進行測定，平行測定4次結果及精密度見表1，相對標準偏差(RSD)小于5%，說明該實驗滿足測定載金炭金含量要求。載金炭外賣樣品分析結果平均值與仲裁檢測結果比較見表2，本測定方法測定樣品中金含量結果與仲裁檢測報告中金含量結果無明顯差異，仲裁分析方法為：GB/T 29509.1-2013。

表1 方法精密度

表2 平均值與仲裁檢測結果比較

3 結論

采用載金炭樣品焙燒，溶樣，活性炭吸附，分取，氫醌滴定的方法來測定載金炭中的金含量，對于礦山企業，尾礦回收利用廠等企業，現場測定載金炭中的金含量，該方法快速簡單，成本較低，同時適用于品位較高的礦石及金精礦中金含量的測定，該方法的精密度及準確度滿足載金炭樣品金含量化驗測定的質量要求。