火试金富集与泡沫塑料富集AAS法测定金矿石中金的对比

秦月兰 黎永娟(1.西部矿业集团科技发展有限公司，青海 西宁 810006；2.青海西部矿业工程技术研究

有限公司，青海 西宁 810006；3.青海省高原矿物加工工程与综合利用重点实验室，青海 西宁 810006；4.青海省有色矿产资源工程技术研究中心，青海 西宁 810006)

0 引言

金矿石作为浮选金的重要原材料，测定金的含量具有非常重要的指导生产意义。目前常用的金的分析方法为泡沫塑料富集火焰原子吸收法[1-5]和火试金法[6-10]。泡沫塑料富集火焰原子吸收法采用试样先焙烧后用王水分解，在约10%王水介质中，金用负辛胺的聚氨酯泡沫塑料来吸附，然后用2%盐酸-硫脲溶液加热解脱被吸附的金，直接用火焰原子吸收光谱仪于波长242.8nm处测定。除钨、锑、铁和酸溶性硅酸盐影响吸附和测定外，金矿石中其他共存元素均无干扰。钨、锑的干扰加入酒石酸来消除，大量铁和一定量酸溶性硅酸盐的干扰可加入氟化钠使之生成氟硅酸钠沉淀而消除。火试金富集火焰原子吸收法采用试样经配料，高温熔融，熔融的金属铅捕集试料中的贵金属形成铅扣，试料中的其他物质与熔剂生成易熔性熔渣，将铅扣在高温状态下灰吹，得金银合粒，用1+3冰乙酸清除合粒表面粘性杂质，经1+7硝酸分金，用王水溶解金粒，定容至25mL比色管中，用火焰原子吸收光谱仪于波长242.8nm处测定。通过两种方法对比发现，火试金富集火焰原子吸收法富集效果理想，但过程较为繁琐，适用于少量样品的准确测定，而泡沫塑料富集火焰原子吸收法富集效果有不确定性，精密度较差，但分析过程简单且成本低廉，适用于大批量样品的测定。

1 实验部分

1.1 仪器及工作条件

AFG-990型原子吸收分光光度计；金空心阴极灯；箱式电阻炉；试金炉。

1.2 主要试剂

1.2.1 泡沫塑料富集AAS法

盐酸12mol/L；硝酸15mol/L。

泡沫塑料：将100g聚氨酯软质泡沫塑料(厚度约1cm)浸于400mL的3%三正辛胺乙醇溶液中，反复挤压使之浸泡均匀，然后用蒸馏水反复洗几次，将水挤压，自然晾干，剪成0.1g左右小块浸泡在蒸馏水中备用。2%盐酸-硫脲溶液：称取2g硫脲置于烧杯中，加50mL水溶解，再加入2mL盐酸，定容至100mL容量瓶中，摇匀。

1.2.2 火试金富集AAS

盐酸12mol/L；硝酸15mol/L。

碳酸钠(工业纯，粉状)；硼砂(工业纯，粉状)；二氧化硅(工业纯，粉状)；氧化铅(工业纯，粉状)；淀粉(分析纯)；黏土坩埚；灰皿。

1.3 标准溶液配制

金标准贮存溶液1mg/mL；称取0.1000g纯金(99.9%)置于50mL烧杯中，加入10mL新鲜王水，在电热板上加热溶解完全后，加入10mL盐酸，用水定容至100mL。金标准溶液：移取10mL金标准贮存溶液置于100mL容量瓶中，加入10mL盐酸，定容摇匀，此溶液金含量为100μg/mL。

1.4 工作曲线绘制

移取0.00mL，0.20mL，0.40mL，0.60mL，0.80mL，1.00mL，2.00mL金标准溶液，分别置于一组100mL容量瓶中，加入5mL王水，以水定容。摇匀。以“零”标准溶液调零，以与测定试液相同条件测量金系列标准溶液的吸光度。以金的质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。

1.5 实验方法

1.5.1 泡沫塑料富集AAS法

称取10g试样于方瓷舟中，从低温开始，至650℃的箱式电阻炉中焙烧3h，冷后移入300mL锥形瓶中，加入30～50mL王水，在电热板上加溶解，蒸发至20～30mL(如含锑、钨时，应加入1～2g酒石酸；含酸性硅酸盐应加入5～10g氟化钠，煮沸)，用水稀释至150mL，加入3～4滴饱和溴水，放入0.1g泡沫塑料(预先处理过)，用胶塞塞紧瓶口，在往复式振荡机振荡40～50min。取出泡沫塑料，用自来水充分洗涤，然后用滤纸吸干，放入预先加入一定量2%盐酸-硫脲溶液的25mL比色管中，在沸水浴中加热45～50min，趁热用玻璃棒将泡沫塑料挤压数次后取出，冷却，摇匀后用火焰原子吸收在波长242.8nm处测定。

1.5.2 火试金富集AAS法

在黏土坩埚中称取35g碳酸钠，15g硼砂，15g二氧化硅，100g氧化铅，搅拌均匀。在万分之一电子天平上准确称取10.0000g试样，倒入已搅拌好的物料中，按铅扣大小加入一定量的淀粉或者氯酸钾(使铅扣保持在35g左右)，搅拌均匀。放入预先升温至900℃的试金炉中，温度调节至1100℃，高温熔融，在50min中通过调节试金炉电压使炉内温度达到1100℃，保温10min，取出，倒入铸铁圆锥模中，冷却后砸出铅扣，用滤纸包裹，并编号。将铅扣在900℃高温状态下灰吹，得金银合粒。将金银合粒置于瓷坩埚中，加入1+3冰乙酸在电热板上低温溶解，清除合粒表面粘性杂质，取下，倒出冰乙酸溶液，蒸馏水清洗合粒，再加入1+7硝酸，继续置于电热板上低温溶解，至只剩金粒不再溶解，将硝酸银溶液倒出收集，蒸馏水清洗瓷坩埚杯壁及金粒(注意不要使金粒丢失)，再加入4mL王水溶解金粒，定容至25mL比色管中，用火焰原子吸收光谱仪于波长242.8nm处测定。

1.6 结果计算

结果计算如下：

式中：w(Au)为被测元素金的质量分数(g/t)；C1为工作曲线上查得试液中被测元素金的质量液度(μg/mL)；C2为工作曲线上查得空白试液中被测元素金的质量液度(μg/mL)；V为解析硫脲溶液的体积(mL)；m为称取试样的质量(g)。

2 结果与讨论

2.1 试验时间的比对

以8个试样来计算，时间结果如表1所示。由表1可知，泡沫塑料富集AAS法占用时间明显少于火试金富集AAS法，且主要时间占用在焙烧试样上，但焙烧试样和溶解样品可在同一时间段内进行，焙烧一批次，在溶解的过程中可焙烧下一批次，相互之间不产生任何影响。

表1 试验时间比对

2.2 试验成本的比对

以一个样品来计算，结果如表2所示。由表2可知，泡沫塑料富集AAS法成本明显低于火试金富集AAS法。

表2 试验成本比对

2.3 试验精密度的比对

采用金矿石国家标准物质样品GBW(E)070068，分别按两种方法的分析步骤处理并测定金，结果如表3所示。由表3可知，火试金富集AAS法相对标准偏差为0.005g/t，泡沫塑料富集AAS法相对标准偏差为0.032g/t。

2.4 加标回收率的比对

各称取3个国家标准物质样品GBW(E)070068两份，按照不同实验方法处理，并分别加入相同含量的金标准工作溶液，同时按实验方法处理并测定，进行加标回收试验，结果见表4。由表4可知，泡沫塑料富集AAS法样品加标回收率为86%～114%，火试金富集AAS法样品加标回收率为98%～106%。

2.5 方法检出限的比对

在仪器优化工作条件下测定11次空白溶液，以DL=3σ/K(式中：DL为方法检出限；σ为试样空白溶液标准偏差；K为校准曲线斜率)计算金的方法检出限，金的线性范围、线性方程、相关系数、检出限如表5所示。

表3 精密度试验结果

表4 加标回收试验结果

2.6 富集效果对比

分别采用10个金矿石国家标准物质样品GBW(E)070068，按两种方法的分析步骤处理并测定金，结果见表6。由表6可知，火试金富集AAS法比泡沫塑料富集AAS法结果更趋于稳定，富集效果更好，且结果更加准确。

2.7 分析步骤对比

泡沫塑料富集火焰原子吸收法采用试样先焙烧后用王水分解，在约10%王水介质中，金用负辛胺的聚氨酯泡沫塑料来吸附，然后用2%盐酸-硫脲溶液加热解脱被吸附的金，直接用火焰原子吸收光谱仪测定。火试金富集火焰原子吸收法采用试样经配料，高温熔融，熔融的金属铅捕集试料中的贵金属形成铅扣，试料中的其他物质与熔剂生成易熔性熔渣，将铅扣在高温状态下灰吹，得金银合粒，用1+3冰乙酸清除合粒表面粘性杂质，经1+7硝酸分金，用王水溶解金粒，定容至25mL比色管中，用火焰原子吸收光谱仪测定。泡沫塑料富集火焰原子吸收法分析步骤相对火试金富集火焰原子吸收法更为简便，且分析成本低，废弃物产生少。

表5 线性方程与检出限

表6 富集效果试验结果

3 结语

通过对比发现，泡沫吸附富集AAS法耗时短，成本低，但精密度较低，而火试金富集AAS法虽成本较高，但精密度高，不适用于大批量样品的测定。泡沫塑料富集金原子吸收法分析矿石中的金，方法简便，易操作，成本低，污染少，分析速度快，并且能大批量分析样品，缩短分析时间，较好的消除了碳、硫及有机物对金的测定干扰。火试金富集AAS法比泡沫塑料富集AAS法结果更趋于稳定，富集程度更好，且结果更加准确。