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第 5 6卷第 2期 2 0 0 4 年 5月 有 色 金 属 No n f e r r o u s M e t a l s Vo l _ 5 6 ． No． 2 Ma y 2 0 0 4 I C P A E S法同时测定金精矿中六背景组分 徐红波， 姜效军， 朱晓明， 李 晶 鞍山科技大学， 辽 宁鞍 山 1 1 4 0 4 4 摘要 应用电感耦合等离子体发射光谱法， 分析金精矿中z n ， P b ， Mg ， A I ， C u 和 C a 六种元素。与传统方法相比， 不用分离， 直接 同时测定 ， 大大 简化 了操作程 序和 劳动强 度， 缩 短 了工作时 间。对 金 精矿 中六背 景组分 的分 析， 与原 子 吸收相 比误差 仅为 1 ． 7 ％。可用于金矿 选矿产品分 析和提金过 程中考 察杂质元素的影响。 关键词 分析化学； 金精矿； I C P A E S ； 背景元素测定； 难处理金矿 中图分类号 O 6 5 2 ； 0 6 5 7 ． 3 ； T F 8 3 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 4 0 2 0 1 1 9 0 3 我国蕴藏着大 量含硫砷难浸金矿， 而且矿床储 量一般较大， 随着易浸矿资源 日益减少， 难处理金矿 的开发利用， 显得 日益迫 切⋯。辽宁东南部丹东风 城及辽东北清源地 区就有丰富的贮量。如何有效经 济地利用这类矿石， 并在基本上不污染环境的情况 下提取出难浸金矿中的金， 对国民经 济发 展及 地方 经济建设有重要意义。硫化矿焙烧可破坏硫化物对 金的包裹， 生成多孔焙砂， 使微细金粒暴露， 有 利于 浸出液与金 的接 触 ] 。在金精 矿中 的伴 生矿物 对 金的浸 出有不同程度的影响， 因此 ， 测定金精矿中背 景元素对金提取工艺的确定有重要意义。如背景元 素铜是以硫化铜形式伴生在金精矿中， 与氰化物之 间的作用非常强烈， 对金的氰化影 响很大。为使氰 化顺利进行， 生 产过程 中应 将原 矿含铜 量控 制 在 0 ． 1 ％以下。背景元素锌则以硫化锌伴生在金矿中， 对金溶解的影响不如铜矿物强烈， 但 已溶锌在氰化 溶液中的含量大于 0 ． 0 3 ％～0 ． 1 ％时， 则对金浸 出 有较大的影响， 锌的氧化物及 闪锌矿在氰化溶液中 溶解时， 消耗氰化物 ， 影响金浸出。还有像背景元素 铅、 镁 、 铝、 钙对金的浸 出都会产生不利影响， 因此， 测定金精矿及焙砂 中的背景元素含量非常必要。 目前， 金精矿 中的 z n ， P b ， Mg ， A 1 ， C u和 C a六 种背景元素的主要分析方法有化学法、 原子吸收法、 X 一 射线荧光光谱 法和方波伏 安法 ] 。化学 法虽为 广大分析工作者所掌握， 但操作繁琐， 周期长， 成本 高。X _ 射线荧光法则为了消除基体干扰一般要求多 个标样与试样基体严格匹配， 才能得 出准确可靠的分 收稿 日期 2 0 0 3 0 9 1 8 作者简介 徐红波 1 9 7 1 一 ， 女， 辽宁鞍山市人， 讲师， 硕士， 从事无 机化合物提取及测定等研究； 联 系 人 姜效军 1 9 6 1 一 ， 男， 山东济宁市人， 教授。 从事冶金提取 与测试及分析化学等研究。 析结果。 采用硝 酸溶样， 直接过滤 定容 ， 应 用 I C P A E S 技术 ， 利用 标准加入法 ， 同时测定金 精矿 中的 Z n ， P b ， Mg ， A1 ， C u和 C a 六种背景元素。该法操作过程 简单， 省时省力， 测定的线性范围宽， 可快速、 准确地 得 到 结果 。 1 实验 方 法 1 ． 1 仪器 S X - 4 1 3型高 温 箱式 电炉， 沈 阳 工业 电炉 厂； P HB 一 4型数字酸度计， 上海理达仪器 厂； WL Y1 0 0 1 等离子体单道扫描光 电直读光谱仪， 北京地质仪器 研究所 ； 不锈钢托盘 自制 ； WXY 一 4 0 3原子吸收光 度计 ， 沈阳科学分析仪器厂。 1 ． 2 药品与标准液制备 分别称取分析纯的 Z n NO 3 2 6 H2 O 1 ． 4 8 7 4 g ， p b C H 3 C O O 2 ‘ 3 H2 0 1 ． 8 9 6 6 g ， Mg N O3 2 ‘ 6 H2 0 1 ． 2 8 2 2 g ， A 1 NO3 3‘ 9 H2 0 1 ． 8 7 5 8 g ， C u NO 3 2 0 ． 9 3 7 8 g ， C a O 0 ． 2 8 0 4 g ， 用去离子水溶解 C a O用稀 盐酸 溶 解 ， 定 容 在 5 0 mI 容 量 瓶 中， 得 到 0 ． 1 mo l L - 1 的标准溶液。在 P b ， C u标液中定容前加几 滴 HNO 。浓 HNO 为优级纯。 1 ． 3操作 1 ． 3 ． 1 矿样溶 解。用 台秤称 量矿 样 2 0 ． 0 g ， 放在 1 5 0 mm1 2 0 mm 自制不锈钢托盘 中， 在通风橱 内用 l k W 普通 电炉 ， 加盖焙烧 1 h以脱除 S O 2 ， 这样可使 金 属 元 素溶 解 时较 完 全 地 转 入 溶 液， 其 质 量 为 1 6 ． 0 g 。取 上 层 矿 粉 1 1 ． 5 0 0 0 g ， 加 入 1 2 HNO 3 6 0 mL ， 煮沸 2 0 ～3 0 mi n ， 直至矿样溶解后成浅色， 用 真 空 泵 和 砂 芯 漏 斗 过 滤 ， 洗 涤 2次， 一 并 移 入 2 5 0 mL容量瓶， 定容， 用于测定矿粉背景元素。 1 ． 3 ． 2 I C P A E S法分析矿样中各种杂质含量。向 维普资讯 1 2 0 有色金属 第 5 6卷 4 个标为 1 ～4号 的 5 0 mL容量瓶 中各移取 矿样溶 液 2 5 mL ， 再分 别移取 0 ． 0 ， 1 ． 0 ， 2 ． 0 ， 3 ． 0 mL锌 、 铅、 镁 、 铝 、 铜 、 钙 6个标准溶液 ， 定容。 调节载气高纯氩气压力为 0 ． 0 8 MP a ， 冷 却气 流 速为 1 0 L ／ mi n ， 辅助气流速为 1 ． 0 I ／ mi n 。选择各种 待 测 元 素 合 适 的 分 析 线 Z n ，2 1 3 ． 8 5 6 n m； P b ， 2 20． 35 3n m ；M g；2 79． 5 5 3n m ；A1 ，3 0 9． 2 71 nm ；Cu， 3 2 4 ． 7 5 4 n m； C a ， 3 9 3 ． 3 6 6 n m。以 4号 样 为高标 ， 在 上述分析线下进行扫描。选 择标准加入法， 在合适 的分析线和负高压下， 依次扫描 1 ～4号样， 得 到线 性回归方程和标准加入曲线， 计算各杂质含量。 1 ． 3 ． 3 原子吸收法测定矿样中杂质含量。将 C u 和 Z n 标样分别稀释到 5 1 0 ～ md L ～， 待测矿样稀释 1 0 0 倍 。在 3个 2 5 m L容 量 瓶 中 各 移 取 矿 样溶 液 1 6 mL ， 再 向 上 述 容 量 瓶 中 分 别 移 取 0 ． 0 ，1 ． 5 ， 3 ． 0 mL C u 和 z n标准溶液， 定容， 测定吸光度。测定条 件为 C u 和 z n灯的灯 电流分别为 3和 5 mA， 空气流 量 0 ． 2 0 m3 ／ h ， 乙炔 0 ． 0 4 m 3 ／ h ， 燃烧器高度 3 m m， C u和 z n灯的波长分别为 3 2 4 ． 7 n m 和 2 1 3 ． 4 n m， 通 带宽度 0 ． 2 n m。利用标准加入法测定 C u和 Z n含量。 2试验 结果 与讨论 2 ． 1 矿样处理中酸 的影响 在矿样溶解过程 中， 由于 矿中含有 A g ， 溶 解矿 样时 不可用 HC 1 和 王水， 以防止 生成 A g C 1 沉淀 。 由于 P b和 C a的 存在， 用 H2 5 0 4溶 样也会 出现 沉 淀， 使测 定结 果偏 低， 所 以选 用 HNO 3作 为溶 剂。 鉴于矿粉很细， 过滤采用 G 4漏斗。 2 ． 2 仪器工作参数的选择 影响 I C P光谱 分析性 能 的主要条 件有等 离子 气 、 载气流量和观察 高度。顺 序扫描多个元素不可 能使每个元 素的分 析参数 都是最 佳状 态。经 过试 验， 选 用对 多 个 元 素 都 较好 的折 中条 件， 即 功 率 1 0 0 0 W， 辅助气流量 1 ． 0 L ／ mi n ， 观察高度 1 3 mm， 等 离子气 1 ． 2 1 ／ mi n 。 2 ． 3 矿样 中各杂质含量测定 按 1 ． 3 ． 2中操作 ， 测定样品为清源矿粉， 得到 1 ～ 4号容量瓶中各待测元素峰强。程序 自动对 同一 元素的各峰强 值进行 线性 回归并给 出标 准加入 曲 线， 标准加入法测得各元素的线性 回归方程分别为 锌 ，Y 1 5 0 1 ． 8 5 X 4 9 9 5 ． 7 ； 铅， Y 3 5 0 ． 3 3 X 5 0 0 ． 6 2 ； 镁 ， Y 3 5 6 9 9 ． 2 X 3 3 8 8 5 ． 7 ；铝 ， Y 8 7 0 ． 7 3 X 1 4 0 2 ． 5 ； 铜， Y 5 7 3 6 ． 8 2 X 1 0 1 3 7 ． 6 ； 钙， Y 6 3 9 2 ． 9 X 4 9 3 0 0 9 ． 6 。 其 y为发射强度， x 为标样加入体积。 计算机 绘 出的 z n和 C u的 标准加入 曲线分别 见图 1 和 图 2 。6个元素的 回归系数 及测定结果列 于表 1 。 瑶 图 1 Z n的测定 曲线 Fi g ． 1 Cu r v e f o r z i n c d e t e r m i n a t io n 图 2 C u的测定曲线 F i g ． 2 Cu r v e f o r c o p p e r d e t e r mi n a t i o n 表 1 各回归系数和测定结果 Ta b l e 1 C o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t s a n d me a s u r i n g r e s u l t s o f e l e me n t s 元素 Z n P b Mg A 1 C u C a 回归系数0． 9 9 9 4 0 ． 9 9 5 5 0 ． 9 9 2 6 0． 9 9 9 9 0 ． 9 9 7 9 0 ． 9 9 3 1 矿物形式 Z n S P b S Mg C O3 A 1 2 O 3 C u S C a O 含量／ ％ 2． 2 6 2 ． 3 8 0 ． 5 6 0 ． 5 7 1 ． 1 8 5 ． 6 8 由回归方程和下式计算出各待测杂质的含量 。 待 测 元 素 含 量 v C0M 2 5 0 1 0 一 ／ V0W 1 0 0 ％ 其 中 w 一 取 校 正 后 的 矿 样 量 ， W 2 0 ． 0 1 1 ． 5 ／ 1 6 ． 0 ； V0 一标准加入法的取溶液量 ； C0 一标准 溶液浓度 ； M 一待测物分子量 ； V 一标准加入法反 向延长所测得待测元素的对应体积。 如矿中 Z n以 Z n S形式表示， 则[ Z n S ] ％ 3 3 ． 3 0 ． 1 9 7 ． 4 6 2 5 0 1 0 一 1 6 ． 0 ／ 2 5 1 1 ． 5 2 0 ． 0 2 ． 2 6 ％。I C P - A E S法可在 同一试样溶液中同时测定多 种元素， 适合本实验中锌、 铅、 镁、 铝、 铜、 钙等杂质含量 的同时分析， 可陕速、 准确的得到结果。 2 ． 4 原子吸收测定值对比 维普资讯 第 2期 徐红波等I C P A E S法同时测定金精矿中六背景组分 1 2 1 为了验证 I C P测定结果， 用原子吸收法对同一矿 样进行测定， 按 1 ． 3 ． 3 测定方法， 测定结果列于表 2 。 表 2 原子吸收测定结果 标样 51 0 I 4 mo l LI 1 Ta b l e 2 M e a s u r i n g r e s u l t s b y a t o mi c a b s o r b t i o n 由表 2可知， 原子吸收测定结果与 I C P A E S非常吻 合． 误差2 ％。 3 结 语 用 I C PA E S法测 含硫含砷金精矿 中 Z n ， P b 。 Mg 。 AI ， C u和 C a六种背景 元素， 不用分 离， 直接 同 时测定。 方法简单 ， 快速准确， 与原子吸收 比较误差 仅为 1 ． 7 ％。该方法可用于金矿选矿产品分析和提 金过程中考察杂质元素的影响。 参考文献 [ 1 ] 梁经冬 ．浮选理论与选 冶实践 [ M] ．北京 冶金工业 出版社 ，1 9 9 5 2 6 7 2 7 2 ． [ 2 ]王力军，刘春谦 ．难处理金矿石预处理 技术综述[ J ] ．黄金 ， 2 0 0 0 ，2 1 1 3 8 4 5 ． [ 3 ]周岭 ，张香荣 ．I C PA E S法测定铁矿 中的 C a O、 Mg O、 A l 2 和 Mn O [ J ] ． 分析 试验 室，2 0 0 2 ，2 1 3 5 25 4 Si mu l t a n e ou s De t e r mi na t i o n o f Si x El e me nt s i n Gol d Co nc e nt r a t e b y I CP- AES X【 ， Ho n g b o，J I ANG Xi oo- j u n，Z HU Xi oo- mi n g，LIJ i n g An s h a n U n i v e r s i t y o fS c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ，A n s h a n 1 1 4 0 4 4 ，L i oon i n g ，C h i n a Abs t r a c t 1 1 1 e d e t e r mi n a t i o n o f s i x e l e me n t c o n t e n t s ，Z n ，P b ，Mg ，AI 。C u a n d C a i n g o l d con c e n t r a t e s b y I CP - 6 i s i n v es t i g a t e d ．C o mp a r e d wi t h t h e t r a d i t i o n a l a n a l y s i s me t h o d ，t h e n e w me a s u r e i s con v e n i e n t i n o p e r a t i o n and s h o r t i n wo r k i n g t i me b e c a u s e o f t h e d i r e c t d e t e r mi na t i o n wi t hou t p r e - s e p a r a t i o n ．Th e e l T o r f o r t h e s i x e l e me n t d e t e r mi nat i o n wi t h n e w me thod i s o n l y 1 ． 7 ％ i n comp a r i s o n wi t h At o m Ab s o r p t i o n r e s u l t s ．I t c a n b e a p p l i e d t o t h e d e t e r mi na t i o n o f t h e g o l d o r e d r e s s i n g p r o d u c ts and t h e i n v est i g a t i o n o f i mp u r i t i es e f f e c t o n g o l d l e a c h i ng p r o c e s s ． Ke y wo r d s a n a l y t i c a l c h e mi s t r y ；g o l d con cen t r a t e ；I C P AE S；b a s e - e l e me n t d e t e r mi nat i o n ；r e f rac t o r y g o l d o re 上接第 3 4页C o n t i n u e d f r o m P ． 3 4 [ 5 ]X i n g g a n g J i a n g ，Q i n g l i n g Wu ，J i a n z h o n g C u i ，e t a1． A s m d y o f t h e i mp r o v e n e n t o f s u p e r p l a s fi c i t y o f 7 0 7 5 a l l o y[ J ] ．Me t a l l u r g i c a l T r a n s a c t i o n s A． ，1 9 9 3 ，2 4 A2 5 9 62 5 9 8． [ 6 ]A e n j i H o ri t ， T a k a y o s h i F i n a mi ，Mi n o r u Ne mo t o ，e t a1．E q u a l c h a n n e l a n g ula r p r e s s i n g o f c o mme r c i a l al u m i n u m al l o y s g r a i n r e f i n e me n t， t h e r mal s t a b i l i t y a n d t e n s i l e p r o p e i es [ J ] ． Me t al l u r g i c al a n d Ma t e ri al s T r a n s a c t i o n s A ，2 0 0 0 ，3 1 A 6 9 1 7 0 1 ． [ 7 ]1 w a h ash i Y ，Wa n g J ，H o ri t a z ，e t a1．P ri n i p l e o f e q u al c h a n n e l a n g ula r p r e s s i n g f o r t h e p r o c e s s i n g o f ult r a f i n e g r n e d ma t e r al s [ J J ． S c ri p t a Ma t e r ，1 9 9 6 ，3 5 1 4 3 1 4 6 ． 【 8 ] 张郑 ． 7 4 7 5铝合 金的 E C A P晶粒细化及组 织稳 定性研 究[ D] ．西安 西安建筑科技大学 ，2 0 0 1 ． [ 9 ]张郑，席明哲，王经涛 ． 7 4 7 5铝合金的组织细化[ J ] ．轻合金加工技术，2 0 0 0 ，1 0 2 8 3 7 3 9 ． Equ a l - c h a nn e l Ang u l a r Pr e s s i n g a nd Th e r m a l - St a bi l i t y o f 7 47 5 Al u mi nu m Al l o y Z HANG Z h e n g，DU Z h o n g - z e ， WANG J i n g - t o o，Z HAO Xi c h e n g Sch o o l of Me t a l l u r g i c a l E n g i n e e r i n g ，X i ’ a n U n i v e r s i t yof Ar c h i t e c t u r e a n d T e c h n o l o g y，X i ’ a n 7 1 0 0 5 5 ，Ch i n a Ab s t r a c t E q u a l c h a n n e l a n g u l a r p r e s s i n g E C A P p r o c e ss a n d t h e t h e r ma l s t a b i l i t y o f mi c r o s t r u c t u r e t r e a t e d o f 7 4 7 5 a l u mi n u m a l l o y a r e i n v e s t i g a t e d．Th e EC AP i s s u c c e ssf u l l y c o n d u c t e d o n a 7 4 7 5 a l u mi n u m a l l o y a t t e mp e r a t u r e s 5 2 3 K a n d 5 7 3 K b y r o u t e B c ，a n d t h e e q u i v a l e n t t r u e s t r a i n i s u p t o～ 1 2，t h e a v e r a g e s i z e o f s u b mi c r o me t e r g r a i n a r e 0． 3 m a n d 0． 5 m ． Th e s u b mi c r o me t e r - g r a i n o b t a i n e d b y EC AP i s s t i l l i n s u b mi c r o me t e r - g r a i n a v e r a g e l y a f t e r a n n e a l i n g 8 h a t 5 7 3 K，1 h a t 6 2 3 K，a n d 3 0 mi n a t 6 7 3 K． Th e s u b mi c r o me t e r g r a i n S MGo b t a i n e d b v EC AP h a d b e t t e r t h e r ma 1 ． s t a b i l i t y t h a n t h a t o f r o o m t e mp e r a t u r e ECAP． Ke y wo r d s f o u n d a t i o n o f ma t e r i a l s c i e n c e ；7 4 7 5 a l u mi n u m a l l o y e q u a l c h a n n e l a n g u l a r p r e ssi n g；s u b mi ． c r o me t e r - g r a i n；t h e r ma l s t a b i l i t y 维普资讯