火焰原子吸收光谱法测定高品位金矿石中的金_付文慧.pdf

2013 年 6 月 June 2013 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 32，No． 3 427 ～430 收稿日期 2012 －09 －17; 接受日期 2012 －10 －20 作者简介 付文慧， 工程师， 从事岩石矿物化学分析测试工作。E- mail sungirl2759 yahoo． com． cn。 文章编号 02545357 2013 03042704 火焰原子吸收光谱法测定高品位金矿石中的金 付文慧1，艾兆春2，葛艳梅1，李亚1 1． 黑龙江省地质矿产测试应用研究所，黑龙江 哈尔滨150036; 2． 国防科技工业 2311 二级计量站，黑龙江 哈尔滨150046 摘要 采用经典火试金法测定高品位金， 操作流程长， 影响因素多， 在铅扣灰吹过程中易挥发逸出大量的铅， 对实验环境造成严重污染。本文将 20． 0 ～ 100． 0 g 取样量先分成若干小样量进行焙烧， 经 50 王水完全 分解后分离滤渣， 所得若干份滤液定容于同一容量瓶内， 分取适量体积进行泡沫塑料富集， 将富集金的泡沫 塑料灰化后用浓王水复溶， 以火焰原子吸收光谱法 FAAS 测定高品位金矿石中金的含量。方法检出限为 0． 101 μg/g， 通过多个国家一级标准物质和分析样品验证， 准确度和精密度满足相关要求。此方法测定灵敏 度高， 取样量为 20． 0 ～100． 0 g， 有效地提高 FAAS 法取样代表性， 同时拓展了 FAAS 法测定矿石中金的含量 范围， 针对 50． 0 ～550． 0 μg/g 中高含量段的金结果同样可靠。 关键词 高品位金矿石; 金; 火焰原子吸收光谱法 中图分类号 P578． 11; O614． 123; O657． 31文献标识码 B 金的分析测试技术经过几十年的发展， 已扩展 出火试金法、 氢醌滴定法、 碘量法、 硫代米蚩酮比色 法、 电化学分析法、 发射光谱法、 电感耦合等离子体 发射光谱法、 火焰原子光谱吸收法 FAAS ［1 －3 ］等诸 多方法。其中， 金含量大于 50． 0 μg/g 的高品位金 矿石的分析测试， 主要以火试金重量法 ［4 －5 ］和氢醌 滴定容量法 ［6 －8 ］等分析方法为主， 这些方法不仅对 分析操作人员的工作经验要求较高， 且实验流程长、 操作繁琐、 化学试剂使用量大、 测定干扰多， 一直发 展较为缓慢。随着地质找矿的深入， 大量高品位金 矿被陆续发现， 拓展高品位金的简易分析方法显得 尤为重要。 将 FAAS 法应用于高品位金矿石的测定无疑是 解决上述问题、 提高工作效率的较好途径。多年来， 原子吸收光谱法因操作简便、 稳定性好、 分析速度 快、 实验成本低等优点被广泛地应用于岩矿测试中 金、 银、 铜、 锰等 70 余种金属元素的常量分析测 定 ［9 －11 ］; 但因其工作曲线线性范围较窄， 许多元素 的高品位精矿无法用 FAAS 法得到满意的结果。相 比较， 金矿石样品的分析处理方法具有一定的特殊 性， 分析过程通常分为试样分解、 分离 － 富集和测定 三个环节 ［12 －14 ］， 其主要技术难点在于取样的代表 性， 根据矿种的不同， 取样量通常≥20． 0 g。在取样 量较大的情况下， 如何将试样分解彻底、 分离 － 富集 完全， 并将制备液中金浓度有效控制在合理的线性 范围内是应用 FAAS 法测定高品位金矿石中的金亟 待解决的问题。 本文先将 20． 0 ～100． 0 g 取样量分成若干小样 量进行焙烧、 分解， 样品完全分解后分离滤渣， 所得 若干份滤液汇集同一容量瓶内， 再分取适量体积进 行泡沫塑料分离 － 富集， 将富集金的泡沫塑料灰化 后直接用王水复溶， FAAS 测定。这种前处理方法 有效地解决了金分析测试中的多种难题， 并使 FAAS 法应用于高品位金矿石中金含量的测定成为 可能， 同时减少了分析过程中产生的环境污染问题。 1实验部分 1． 1仪器及工作条件 WFX －120B 型原子吸收分光光度计 北京北分 瑞利分析仪器公司 ， 采用氘灯、 自吸效应双重背景 校正， 仪器工作参数见表 1。 1． 2标准溶液和主要试剂 金标准溶液 配制 ρ Au 10 μg/mL 的金标准 溶液。 724 ChaoXing 表 1仪器工作参数 Table 1Working parameters of instrument 工作参数设定值工作参数设定值 波长242． 8 nm燃气流量45 L/h 灯电流5 mA积分方式Repeated mean 狭逢宽度0．4 nm积分时间3 s 燃烧器高度6 mm延迟时间10 s 250 g/L 氯化铁溶液 称取 250 g 水合氯化铁 FeCl36H2O 于 400 mL 烧杯中， 加入 200 mL 浓 硝酸， 用水稀释至 1000 mL。 50 王水 100 mL 水中加入 75 mL 盐酸和 25 mL硝酸， 充分混匀， 现用现配。 1． 3泡沫塑料处理 将泡沫塑料制成 2． 0 cm 2． 0 cm 2． 0 cm 正 方体小块， 置于蒸馏水中用力挤压赶尽气泡， 使泡沫 塑料充分浸于蒸镏水中， 并煮沸至少 2 h， 放置过夜 备用。 1． 4实验方法 称取 20． 0 g 试样置于瓷方舟中， 放入高温炉， 微开炉门， 由低温并于 650 ～ 700℃ 焙烧试样， 保温 1． 5 h。冷却后将试样扫入 250 mL 三角瓶， 用少量 水润湿， 加 50 王水 80 mL， 在低温电热板上微沸 1 h后取下， 趁热滴入 10 滴 10 g/L 聚环氧乙烷， 摇 匀， 待试样冷却后用快速定性过滤， 滤液用 500 mL 容量瓶承接 可根据样品含量选择不同规格的容量 瓶 ， 并用 5王水洗涤三角瓶及残渣多次， 直至残 渣中的黄色全部退去。将滤液用水定容至刻度， 分 取 5 mL 可根据样品含量选择分取体积 清液于 250 mL 三角瓶， 加入 2 mL 250 g/L 氯化铁溶液、 40 mL 50 王水， 再加水至 150 mL， 投入处理后的 泡沫塑料 1 ～ 2 块 可根据样品含量选择加入泡沫 量 ， 塞上橡胶塞， 于振荡器上室温振荡 50 min。取 出泡沫塑料用水洗净残渣和酸， 放入100 mL 瓷坩埚 中， 在低温电热板上蒸干水分后， 放入高温炉内灰 化， 并在 650 ～700℃保温 0． 5 h 保证泡沫塑料灰化 完全 。取出冷却， 加入 3 滴饱和 KCl 溶液使残渣 润湿， 加入 10 mL 王水， 置于水浴上蒸发至湿盐状， 用 10 mL 王水浸提， 冷却后定容至 50 mL 容量瓶。 与标准曲线溶液一同用原子吸收光谱仪进行测定。 1． 5标准曲线 分别分取 0． 00、 2． 00、 4． 00、 6． 00、 8． 00、 10． 00 mL 的 10 μg/mL 金标准溶液于 250 mL 三角瓶中， 加入2 mL 250 g/L 氯化铁溶液、 40 mL 50的王水， 再加水至 150 mL， 投入处理后的泡沫塑料 1 ～2 块， 塞上橡胶塞， 于振荡器上室温振荡50 min， 后续操作 与样品一同进行。 2结果与讨论 2． 1方法检出限 平行测定 12 份空白实验溶液， Au 的测试结果 分别为 0． 08、 0． 02、 0． 12、 0． 05、 0． 03、 0． 08、 0． 10、 0． 06、 0． 06、 0． 12、 0． 08、 0． 03 μg/g， 标准偏差为 0． 034 μg/g， 按 3 倍标准偏差计算方法检出限为 0． 101 μg/g。 2． 2方法准确度 采用国家一级金矿石标准物质 GBW 07298、 GBW 07810、 GBW 07299、 GBW 07801、 GBW 07802 和 GBW 07803 进行准确度试验， 测定结果见表 2， 测量值与标准值的相对误差小于 2， 符合 DZ/T 0130． 32006 中结果相对误差 YB要求。 表 2准确度试验 Table 2Accuracy tests of the 标准物质 编号 w Au / μgg －1 标准值 不确定度测量值 相对误差 RE/ GBW 0729832．3 1．432． 60． 93 GBW 0781092．0 2．092． 50． 54 GBW 0729953．0 2．452． 80． 38 GBW 0780157．2 0．957． 81． 05 GBW 0780237．3 0．937． 00． 80 2． 3方法精密度 将国家一级金矿石标准物质 GBW 07810 和黑 龙江省某岩金矿石样品 Au － 1 分别进行 11 次测 定， 计算方法精密度 RSD ， 结果见表 3， 其计算结 果优于 FAAS 本身精密度。 表 3精密度试验 Table 3Precision tests of the 样品编号 w Au / μgg －1 分次测定值测定平均值 RSD/ GBW 07810 93．592．392．791．8 92．891．392．891．5 92．592． 393．1 92．40． 73 Au －1 556531550547 557550538545 537540561 5471． 72 2． 4方法对比试验 将黑龙江省某岩金矿石样品 Au － 1 采用本方 824 第 3 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2013 年 ChaoXing 法进行测定后， 样品副样由国内四家测试单位分别 采用氰醌容量法和火试金重量法进行分析比对， 表 4 结果表明， 本法与多家实验室采用不同方法得出 的测试结果， 误差均在允许范围内。 表 4分析方法对比试验 Table 4Comparison of analytical results of Au in sample with different s 测定方法 w Au / μgg －1 分次测定值平均值 标准 偏差 RSD/ 本法550 550 540 538 5565477．561．38 武警黄金地质研究所 测试中心 氰醌容量法 565 561 559 569 5525616．421．14 沈阳地质矿产研究所 测试中心 氰醌容量法 544 546 544 537 540 542 5423．250．01 北京矿冶研究总院 火试金重量法 544 543 546 552 5495473．700．68 国家黄金管理局黄金 测试中心 火试金重量法 555 557 557 554 5565561．300．23 3结语 本文实现了 FAAS 法对高品位金矿石中金含量 的测定， 使高品位金矿石样品的分析检测更加简单、 易于操作， 拓宽了金矿石分析中取样代表性， 将 FAAS 法测定金的取样量 20． 0 g 扩展至 20． 0 ～ 100． 0 g， 甚至针对50． 0 ～550． 0 μg/g 中高含量段的 金结果同样可靠。在操作过程中， 分取适量体积 溶液， 不仅降低了待测元素的浓度， 与其共存的干扰 元素浓度也随之减少， 再分离 － 富集时， 既有利于提 高泡沫塑料对金的吸附率， 又达到了将共存元素有 效分离的目的， 消除了因干扰元素过多而对测定产 生的影响。另外， 将富集金的泡沫塑料灰化后直接 用王水复溶， 较通过硫脲解脱金的方法相比， 减少了 解脱环节带来的影响。但就分析流程而言， 样品处 理过程较为冗长。考虑共存干扰， 能否将定容后的 溶液直接分取进行测定; 应用 FAAS 法测定高品位 金矿石中金可发挥的最大有效限度怎样， 诸多问题 仍有待进一步深入研究。 4参考文献 ［ 1］彭明军， 郅文青． 载炭泡塑分离富集 － 火焰原子吸收 法测定金［ J］ ． 岩矿测试， 1994， 13 1 59 －61． ［ 2］曾念华． 火焰原子吸收光谱法快速测定金［J］ ． 理化 检验 化学分册， 2003， 39 6 347 －348． ［ 3］何小辉， 白金峰， 陈卫明， 张勤． 流动注射 － 火焰原子 吸收光谱法测定地质样品中的常量金［ J］ ． 岩矿测试， 2011， 30 1 79 －82． ［ 4］GB/T 7739． 12007， 金精矿化学分析; 火试金法测定 金量和银量［ S］ ． ［ 5］王世辉， 叶雪均， 胡敏． 火试金法测定精练金的金含量 ［ J］ ． 冶金分析， 2008， 28 1 71 －73． ［ 6］戴庆平， 顾庆超， 楼书聪． 矿物岩石分析［M］ ． 南京 江苏科学技术出版社， 1979 191 －193． ［ 7］刘涛， 李念占， 张汝生． 封闭溶样氢醌容量法测定焙烧 矿样中的金［ J］ ． 黄金， 2007， 28 11 49 －50． ［ 8］班俊生， 郑晓钟， 任金鑫． 磷酸三丁酯醋酸纤维富集 氢醌滴定法测定氰化液中的金［J］ ． 黄金， 2008， 29 6 59 －60． ［ 9］Robinson J W． Atomic absorption spectroscopy ［J］ ． Analytical Chemistry， 1960， 32 8 17A －29A． ［ 10］邓勃． 原子吸收分光光度法［M］ ． 北京 清华大学 出版社， 1981 248 －268． ［ 11］ 吕春燕． 原子吸收法在造船材料分析中的应用［D］ ． 哈尔滨 哈尔滨工程大学， 2007． ［ 12］北京矿冶研究总院分析室． 矿石及有色金属分析 手册［ M］ ． 北京 冶金工业出版社， 1990 208． ［ 13］ 薛光． 金的分析化学［M］ ． 北京 宇航出版社， 1990 234 －236． ［ 14］ 王自森， 符斌． 现代金银分析［M］ ． 北京 冶金工业 出版社， 2006 266 －269． 924 第 3 期付文慧， 等 火焰原子吸收光谱法测定高品位金矿石中的金第 32 卷 ChaoXing Determination of Au in High Grade Gold Deposits by Flame Atomic Absorption Spectrometry FU Wen- hui1，AI Zhao- chun2，GE Yan- mei1，LI Ya1 1． Heilongjiang Province Geology Ore Test and Application Institute，Harbin150036，China; 2． The 2311 Secondary Metrology Station of Science，Technology and Industry for National Defense， Harbin150046，China Abstract The conventional fire assay to determine high grade gold has a long chemical procedure with many factors influencing the analysis result． Moreover，the ash blowing process for the Pb button volatilizes a large amount of Pb， causing serious pollution to the environment． In this paper， a is described whereby the 20．0 －100．0 g sample was split into small amounts and calcinated． The products of calcination were dissolved by 50 aqua regia and the residues were filtered． All the clean filtrates were loaded into a volumetric flask． An appropriate volume of solution was selected to extract Au with foam enrichment． After ashing the Au bearing foams，the Au was dissolved again by concentrated aqua regia． Then，the Au was measured by Flame Atomic Absorption Spectrometry FAAS ． The detection limit was 0． 101 μg/g． Through verifications for a few national first grade standard materials and the analysis samples，the accuracy and precision met the relevant requirements． The sampling weight was from 20．0 g to 100．0 g which effectively improved the sample representativeness and extended the analysis content range for Au by FAAS． This is also suitable for samples with Au contents from 50．0 μg/g to 550．0 μg/g． Key words high grade of gold deposit; Au;  Flame Atomic Absorption Spectrometry 岩矿测试 办刊专题研讨会在京召开 2013 年 5 月 2 日 ， 岩矿测试 办刊专题研讨会在国家地质实验测试中心召开。编辑部成员和中国地质 学会岩矿测试专业委员会委员参加了研讨会。 会上， 编辑部汇报了我刊当前的学术地位。通过分析近年来中国科技期刊和我刊的影响因子、 总被引频 次等学术指标的变化以及被国际检索系统收录的情况， 指出我刊围绕当前地质及相关学科的研究热点和读 者的需求， 建设多个特色的栏目， 追求内容与形式的创新， 增强了可读性， 学术影响力持续升高， 与我国地学、 化学、 环境科学等相关一流期刊的差距正逐步缩小。2012 年度我刊的影响因子达到 1． 319， 在 1998 种中国 科技核心期刊中排名第 46 位， 在 32 种地学期刊中排名第 5 位; 文献的引用率提高， 在分析测试领域保持了 专业特色和实用性。同时提出， 我刊文章的整体学术质量有待提升， 其不足表现在 优秀的综述性文章数量 少， 研究亮点不显， 期待精品; 研究性文章反映当前地学前沿的主题少; 应用性文章的研究高度和技术创新性 不强。而限制将来可持续性发展的因素着重体现在优质稿件缺乏， 编委撰稿的重视度有限， 编辑人才队伍薄 弱、 组稿和刊物的宣传力度欠缺等方面。 论文的学术质量决定着刊物的生存。当前地学研究已有很好的发展机遇 ， 岩矿测试 学术水平的提高 仍然有广阔的空间。今后一方面需要充分发挥编委和专家的作用， 紧跟国际学术前沿， 吸收优质稿件; 另一 方面， 需要紧密结合地学研究， 重视来自全国省局实验室、 行业地勘单位作者的需求， 增设类似“经验交流” 的栏目， 使一线科技工作者的宝贵经验得到及时展示和推广应用。 会上， 代表们在编委作用、 优质文章采集、 稿件处理、 期刊宣传和对外交流等方面提出了很多建议。这次 研讨有助于对当前我刊的现实建立清晰的认识， 有利于启发办刊思维和提升我刊的学术质量。 034 第 3 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2013 年 ChaoXing