王水分解泡塑吸附原子吸收分光光度法測定金

黃富平，陳梅蓉，阿東華，周林

(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局中心實驗室滇南測試所，云南普洱 665000)

金礦石樣品組成復(fù)雜，除存在單一形式的天然金外，還有許多伴生硫化物和銻化合物。完全溶解是測量樣品中金含量的先決條件。根據(jù)礦石樣品的性質(zhì)采用不同的預(yù)處理、分離、富集、吸附和測定的方法[1]。現(xiàn)階段普遍使用王水溶解，活性炭吸附，原子吸收分光光度法測定的方法，以及王水溶解，泡塑吸附，硫脲解脫原子吸收分光光度法測定的方法，主要以泡塑吸附原子吸收分光光度法測定金含量的方法居多，方法簡便、快捷、準(zhǔn)確，大大減少酸耗，減少給周圍環(huán)境帶來的污染[2]。

在許多礦山或者小型實驗室，采用一些相對簡單而又行之有效的分析方法測定金的含量，既指導(dǎo)生產(chǎn)又能保證一定的準(zhǔn)確度，滿足了生產(chǎn)的要求和需要，這是探討本文的意義所在。

1 材料與方法

1.1 樣品選擇

本文采用原子吸收分光光度發(fā)測定金礦石的金含量，主要選擇了四個不同含量梯度的國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進行測定，通過國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的推薦值對最終的檢測結(jié)果進行監(jiān)控和比對，最終得出結(jié)果的準(zhǔn)確性和方法的可行性。

選擇不同含量梯度的金國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07299、GAu-17b、GAu-16b及GAu-19a進行檢測。其中礦石金成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07299信息由北京豫維科技有限公司提供，其推薦值53.0g/t，標(biāo)準(zhǔn)偏差2.4；礦石金成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07808(GAu-17b)信息由武漢睿辰標(biāo)物科技有限公司提供，其推薦值3.2g/t，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.1；金成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07807(GAu-16b)信息由武漢睿辰標(biāo)物科技有限公司提供，推薦值1.10g/t，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.03；金成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07297a(GAu-19a)信息由武漢睿辰標(biāo)物科技有限公司提供，其推薦值18.3g/t，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.4。

1.2 樣品加工

(1)樣品加工主要是針對客戶送檢樣品，主要有金礦石、金銀礦石以及其他礦種中金含量的測定。客戶送檢的巖石樣先置于電熱恒溫干燥箱中105℃烘干(至少2H)。烘干后從烘箱中取出，冷卻至室溫；(2)稱重：冷卻后巖石稱重，記錄原始重量；(3)粗碎：使用鄂式破碎機破碎樣，破碎后樣品粒徑<10mm；(3)中碎1：使用對輥破碎機破碎樣，對輥破碎機破碎后樣品粒徑<2mm；中碎2：對輥破碎機破碎后的樣品，再經(jīng)過圓盤粉碎機粉碎使粒徑<0.42mm；(4)縮分：經(jīng)過圓盤粉碎機粉碎后的樣品采用二分法縮分，每次棄去對半樣品。待樣品質(zhì)量縮分至約900克時，再縮分，一半作為副樣保存；(5)細(xì)磨：將縮分的另一半樣品用棒磨機細(xì)磨至粒徑<0.074mm。細(xì)磨好的樣品置于牛皮紙袋中，放于裝有干燥劑的干燥器中保存。

1.3 試驗方法

采用濕式分解法溶解金，即王水-氟化鈉分解礦石中的金。鹽酸和硝酸混合溶液溶解金和金礦物能力最強，本次采用王水(3體積鹽酸與1體積硝酸混合溶液)溶解金礦石，使用時將王水配成(1+1)的濃度，加入氟化鈉加熱溶解。冷卻后加入約100mL水，投入聚氨酯泡塑攪勻，置于振蕩器上震蕩，硫脲溶液解脫，用原子吸收分光光度計測定。本方法具有簡易、快速、吸附率高、成本低等優(yōu)點。

2 實驗儀器與試劑

2.1 儀器設(shè)備

(1)GGX-810型火焰原子吸收分光光度計，儀器使用條件見表1；(2)AS-1型空心陰極燈；(3)GZX-9070MBE型電熱恒溫干燥箱；(4)JJ1000B型電子天平；(5)Exceed-Ad-40型艾柯超純水機。

表1 GGX-810型原子吸收分光光度計測金的工作條件Tab1. Working Conditions for Gold Determination Using GGX-810 Atomic Absorption Spectrophotometer

2.2 試劑

(1)采用足夠純度的試劑，所選用的的試劑以不沾污被測元素為原則，有條件的也可通過提純的方式是試劑達到純度；(2)鹽酸(ρ=1.19 g/mL)；(3)硝酸(ρ=1.42g/mL)；(4)純水(Exceed-Ad-40型艾柯超純水機制水)；(5)王水：取3份鹽酸與1份硝酸混合均勻，現(xiàn)用現(xiàn)配；(6)王水溶液(1+1)：取3份鹽酸與1份硝酸加4份純水，混合均勻)；(7)金標(biāo)準(zhǔn)儲備液(1.00mg/mL)：稱取0.5000g金(ωAu≥99.99%)置于100mL燒杯中，加入20mL王水低溫加熱至完全溶解，取下冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻。此溶液1mL中含1.00mg金；(8)金標(biāo)準(zhǔn)溶液(100mg/L)：準(zhǔn)確移取10.00mL金標(biāo)準(zhǔn)儲備液于100mL容量瓶中，加入2mL王水，加水稀釋至刻度，搖勻。此溶液1mL中含100ug金；(9)硫脲溶液(5g/L)；(10)泡沫塑料：將市售的聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料(厚度約5mm)浸與磷酸三丁脂中，反復(fù)擠壓使之浸泡均勻，然后用力擠干泡塑，自然風(fēng)干，等泡塑風(fēng)干后剪成約0.5g的小塊備用[3]。

3 方法原理

金的原子吸收光譜法具有靈敏度高、精密度好、干擾元素少、使用含量范圍寬、操作簡便快速等優(yōu)點，所以，常用聚氨酯泡塑吸附原子吸收分光光度法測定金礦石中金的含量。試料經(jīng)過高溫焙燒后，用王水溶解，泡塑吸附[4]，以5g/L的硫脲溶液解脫，用原子吸收分光光度計在242.79nm波長處測定金的吸光度。

本法使用空氣-乙炔貧燃火焰，貧燃火焰穩(wěn)定性好，噪聲低，穩(wěn)定性好不污染壞境，對人體危害極小。

4 分析步驟

4.1 不同含量梯度國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度測定

對于高含量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱取10.0g樣品檢測，低含量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱取20.0g樣品檢測。分別置于50mL瓷坩堝中，箱式電爐中650℃焙燒1h～2h，焙燒中稍開啟爐門約1cm，以保證爐內(nèi)氧氣充足。硫化礦應(yīng)增加焙燒時間，含砷量高的礦樣應(yīng)在480℃焙燒至少1.5h后再升溫至650℃焙燒。焙燒完成后取出冷卻，將樣品移入250mL～300mL燒杯中加入50mL～60mL(1+1)王水溶液，蓋上表皿，置于低溫電熱板上熔融1h左右，使樣品中金完全分解[5]。碳酸鹽類樣品測定金時，應(yīng)分次加入王水，以防止反應(yīng)劇烈試液溢出造成檢測結(jié)果偏低，待劇烈反應(yīng)停止后再加入足夠量的王水。待樣品完全分解后，取下燒杯。

高含金量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07299(Gau-21)溶解冷卻后將溶液轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶中，沉淀物盡量保留在燒杯中，用水洗滌溶液10次，收集于容量瓶中，水稀釋至刻度，搖勻制成使用溶液(Ⅰ)。從使用液(Ⅰ)中吸取50mL清液于6個250mL燒杯中，分別加入20mL(1+1)王水，加入適量水，保持體積約150mL左右。

含量較低的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，溶解冷卻后加入適量水，保持體積約150mL左右，分別向燒杯中投入一塊約0.5g聚氨酯泡塑，用玻棒攪勻，使泡塑充分吸收溶液。同樣的方法，分別移取0.00mL、0.30mL、0.50 mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、10.00mL、15.00mL金標(biāo)準(zhǔn)溶液分別置于一組250mL燒杯中，分別加入20mL(1+1)王水，加入適量的水，保持體積約150mL左右，分別投入一塊約0.5g聚氨酯泡塑，用玻棒攪勻，使泡塑充分吸收溶液，同系列做工作曲線[6]，然后于室溫下振蕩30min～45min后取出泡塑，用水沖洗干凈并擠干，放入50mL的比色管中，加入5g/L硫脲溶液20.00mL，在水浴鍋中加熱煮沸20min(以水沸騰開始計時)，取下趁熱勾出泡塑、擠干、搖勻溶液、冷至室溫、待測。

4.2 空白試驗：隨同試料做空白試驗

4.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及未知樣品的檢測

移取的標(biāo)準(zhǔn)曲線中(圖1)，含金的質(zhì)量濃度分別為：0.00ug/mL、0.30ug/mL、0.50ug/mL、1.00ug/mL、3.00ug/mL、5.00ug/mL、10.00ug/mL、15.00ug/mL。選擇波長：242.79nm分析線，狹縫：0.2nm，燈電流：5mA的儀器條件，調(diào)至儀器性能最佳，并保持穩(wěn)定，用空氣-乙炔、貧燃火焰，吸噴金工作系列溶液。測得金工作序列吸光度見表2：

圖1 金標(biāo)準(zhǔn)工作曲線Fig 1. Gold Standard Working Curve

表2 金工作標(biāo)準(zhǔn)序列表Tab 2. Gold Work Standard Sequence

以金的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制出工作曲線(圖1)，在相同條件下分別吸噴樣品溶液，測出平行6次標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度。

(1)稱取10.00g樣品，加王水分解，定容至1000mL的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07299(GAu-21)，取50.00mL使用液(Ⅰ)，加聚氨酯泡塑震蕩，用5g/L的硫脲溶液(2.2.8)20.00mL解脫，測得濃度及含量見表3：

表3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07299的濃度及測定值表Tab 3. Concentration and Measured Values of Standard Substance GBW07299

(2)稱取10.00g樣品，加王水溶解，冷卻加聚氨酯泡塑震蕩，用5g/L的硫脲溶液(2.2.8)20.00mL解脫，測得國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07808b(Gau-17b)的濃度及含量見表4：

表4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07808b的濃度及測定值表Tab 4. Concentration and Measured Values of Standard Substance GBW07808b

(3)稱取20.00g樣品，加王水溶解，冷卻加聚氨酯泡塑震蕩，用5g/L的硫脲溶液(2.2.8)20.00mL解脫，測得國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07808b(Gau-16b)的濃度及含量見表5：

表5 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07807b的濃度及測定值Tab 5. Concentration and Measured Values of Standard Substance GBW07807b

(4)稱取10.00g樣品，加王水溶解，冷卻加聚氨酯泡塑震蕩，用5g/L的硫脲溶液(2.2.8)20.00mL解脫，測得國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)Gau-19a的濃度及含量見表6：

表6 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GAu-19a的濃度及測定值表Tab 6. Concentration and Measured Values of Standard Substance GAu-19a

4.4 分析結(jié)果的計算方法

式中，ω(Au)-金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：10-6；ρ-測得試液金的質(zhì)量濃度(ug/mL)；Ms-稱取樣品的質(zhì)量(g)；V-測定試液體積(mL)；Vs-配成試液總體積(mL)；V1-分取試液體積(mL)

5 結(jié) 論

通過對不同含量金的國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)檢測分析結(jié)果顯示，對于未知含量的樣品，可采用王水分解，加聚氨酯泡塑震蕩后用硫脲解脫直接用原子吸收分光光度計測定的方法；對于高品位含量金樣品，可采用王水分解，冷卻后移入容量瓶中稀釋、定容，再從原液中移取一定體積加入聚氨酯泡塑震蕩，用硫脲解脫后于原子吸收分光光度計上測定的方法。此方法不僅方法簡單易行、便捷快速，而且分析得出的結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，省去了許多繁瑣的工序，可以很大的提高工作效率，同時可很大程度節(jié)約資源，減少污染。用泡塑吸附，可有效地分離和富集礦石樣品中的金，有效的避免干擾，測定準(zhǔn)確率得以提升。加入氟化鈉可有效抑制硅酸鹽類的形成，使樣品中的金溶解完全。王水分解，泡塑吸附，硫脲解脫火焰原子吸收分光光度法適用于日常生產(chǎn)中不同含量金的測定。