方案概述
前言:
黃金是稀有金屬之一。具有對抗通脹的天然屬性,是用于儲備的特殊通貨。但金在地殼中豐度值本來就很低,又具有親硫性、親銅性,親鐵性,高熔點等性質,要形成工業礦床,金要富集上千倍,要形成大礦、富礦,金則要富集幾千、幾萬倍,甚至更高。那么金礦石中金的提煉就變得更為不易。金礦石一般包含金、石英、硫化物等成分,需要將其破碎成較小的顆粒,以便后續的提煉操作。然后,將破碎后的金礦石放入破碎機中進行細碎,使其顆粒度更加均勻。接下來,需要將細碎后的金礦石進行浸礦處理。浸礦是一種常用的提煉方法,其原理是利用化學藥劑將金從礦石中提取出來(以上內容來自文獻)。經過提煉后,精礦和尾礦中金的確切含量就變得極為重要。國家標準GB/T 20899.1-2019中采用火試金法、火試金富集法-火焰原子吸收法、活性炭富集-火焰原子吸收法、活性炭富集-碘量法等測試礦石中金含量。對于低含量的金礦石,富集后通過火焰原子吸收進行含量檢測,本方案旨在提供一種簡單前處理和測試方法,簡化實驗流程,縮短實驗時間。
關鍵詞:金;礦石;精礦;中礦;尾礦。
1.實驗方法
1.1儀器配置

表1 原子吸收分光光度計配置清單
|
序號 |
名稱 |
數量 |
|
1 |
AA2310原子吸收分光光度計 |
1 |
|
2 |
GF2310石墨爐電源 |
1 |
|
3 |
AS2310自動進樣器 |
1 |
|
4 |
冷卻水循環機 |
1 |
|
5 |
高純氬氣 |
1 |
|
6 |
高密石墨管 |
1 |
|
7 |
高純乙炔 |
1 |
|
8 |
金空心陰極燈 |
1 |
|
9 |
空氣壓縮機 |
1 |
1.2試劑及實驗材料
王水:按照鹽酸:硝酸體積比3:1,量取所需量,混合均勻,現配現用;
金(Au)標準溶液:1000mg/L;
硝酸:GR;
鹽酸:GR;
氫氟酸:GR;
萬分之一分析天平;
電熱鼓風恒溫干燥箱;
數顯電熱板;
聚四氟乙烯坩堝;
瓷坩堝。
1.3樣品前處理
精金礦樣品需要放在剛玉坩堝里加蓋在馬弗爐里500℃1小時、650℃1小時、800℃焙燒3個小時,若樣品仍難溶解,可將最后一階段溫度提高至900攝氏度,中礦和尾礦按照500℃1小時、650℃3小時焙燒,否則金會有損失。
備注:焙燒時間過短,樣品無法完全溶解,焙燒時間過長,會出現結塊現象。
(1)準確稱量0.1g左右的樣品到聚四氟乙烯消解罐中,往消解罐中加入10ml王水溶液,在電熱板上180℃加熱約30min;
(2)把消解罐拿下來,加入4ml氫氟酸溶液,放回電熱板上,加熱20min,中間多次搖晃;
(3)聚四氟乙烯加蓋,然后升溫到200℃,持續加熱3 h,待樣品變為澄清透明狀;
(4)開蓋,趕酸到黃豆粒大小,轉移到10ml容量瓶中,用純水定容到刻度,待測。

圖1 未完全消解樣品

圖2 完全消解樣品
2.結果與討論
2.1火焰法儀器條件和參數2.2石墨爐法儀器條件和參數
表2 火焰法工作條件
|
元素 |
波長 (nm) |
火焰類型 |
點燈方式 |
狹縫 (nm) |
燈電流 (mA) |
燃氣流量 (L/min) |
助燃氣流量 (mpA) |
|
Au |
242.8 |
Air-C2H2 |
AA-BG |
0.2 |
4 |
1.6 |
0.3 |
表3 石墨爐法工作條件
|
元素 |
波長 (nm) |
點燈方式 |
狹縫 (nm) |
燈電流 (mA) |
|
Au |
242.8 |
AA-BG |
0.2 |
4 |
2.2石墨爐法儀器條件和參數
表4 石墨爐升溫程序
|
序號 |
溫度(℃) |
時間(s) |
加熱方式 |
靈敏度 |
氣體類型 |
氣路 |
|
1 |
100 |
15 |
RAMP |
低 |
氬氣 |
0.2 |
|
2 |
130 |
10 |
RAMP |
低 |
氬氣 |
0.5 |
|
3 |
500 |
15 |
RAMP |
低 |
氬氣 |
1.0 |
|
4 |
500 |
10 |
RAMP |
低 |
氬氣 |
1.0 |
|
5 |
500 |
3 |
RAMP |
高 |
氬氣 |
0.0 |
|
6 |
2100 |
3 |
STEP |
高 |
氬氣 |
0.0 |
|
7 |
2650 |
2 |
STEP |
低 |
氬氣 |
1.0 |
2.3標準曲線與方程式
用王水配制火焰法金標準溶液濃度0mg/L、0.1mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L標液各50mL;用2%鹽酸配制石墨爐法金標準溶液10μg/L,采用自動進樣器自動稀釋成2.0μg/L、4.0μg/L、6.0μg/L、8.0μg/L、10μg/L測得標準曲線如下:

圖3火焰法金元素標準曲線圖

圖4 石墨爐法金元素標準曲線圖
2.4樣品測定結果
使用原子吸收分光光度計AA2300系列直接測定國家標準物質GBW07810(GAu-23)中的金元素,結果見表5.
表5 質控樣品測試結果
|
元素名稱 |
原吸測定結果(g/t) |
ICP-MS測定結果(g/t) |
標準值(g/t) |
|
金(Au) |
91.8 |
92.4 |
92 |
3.結果討論
(1)精礦焙燒溫度影響樣品溶解,焙燒溫度在850-900℃之間,樣品溶解較好,質控樣品、精礦樣品金檢測結果在準值范圍內,高于900℃,由于焙燒損失,質控樣品中金元素檢測結果偏低;中礦和尾礦焙燒溫度,不應超過650℃,否則金元素檢測結果偏低。
(2)精礦中若含有大量的銅、鐵元素,會導致金元素檢測結果偏低,可使用標準加入法排除基質干擾,檢測結果較好。
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