浅谈测定矿石中金

郑丽霞

吉林　珲春　１３３３００）（吉林省有色金属地质勘查局六〇三队，

用火焰原子吸收光谱法测定了矿石中的常量金。从高温焙烧温度、溶解样品系统、，泡沫预处理方法这三个方摘 要：

面，分析比较各种方法的优点和缺点。选择低污染，操作简单、快速、安全，成本低，应用范围广的最佳条件。

金；高温焙烧；泡塑预处理；敞口体系；封闭体系关键词：

Ｇ６３３．８　　Ａ　　（２０１８）０１－０２６７－２中图分类号：文献标识码：文章编号:１００２－５０６５

Discussion on the determination of gold in ore

ZHENG󰀁Li-xia

（Ｔｅａｍ　ｓｉｘ　ｔｈｒｅｅ　ｏｆ　Ｊｉｌｉｎ　ｎｏｎ－ｆｅｒｒｏｕｓ　ｍｅｔａｌｓ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｕｒｖｅｙ，　Ｈｕｎｃｈｕｎ　１３３３００，Ｃｈｉｎａ）

Abstract:Ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔａｎｔ　ｇｏｌｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｏｒｅ　ｉｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｂｙ　ｆｌａｍｅ　ａｔｏｍｉｃ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ．　Ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｎｄ　

ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｒｅｅ　ａｓｐｅｃｔｓ：　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒｏａｓｔｉｎｇ，　ｔｈｅ　ｄｉｓｓｏｌｖｉｎｇ　ｓａｍｐｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｏａｍ　ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ．　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，　ｓｉｍｐｌｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，　ｆａｓｔ，　ｓａｆｅ，　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ，　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．

Keywords:　ｇｏｌｄ；　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒｏａｓｔｉｎｇ；　ｆｏａｍ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ；　ｏｐｅｎ　ｓｙｓｔｅｍ；　ｃｌｏｓｅｄ　ｓｙｓｔｅｍ

1 高温焙烧温度

1.1 伴生矿物的影响

矿石中的金很难存在，常与其他元素及化合物伴生，主要有有机碳、硫及硫化物，砷、银、铜、铅、锌、钨、锑、钼等。由于有这些伴生矿物的存在，使得测定矿石中的金有了一定难度。在王水溶解样品的过程中，残留的硫会在金表面形成保护膜，使金不能完全溶解。若矿石样品中有碳，尤其是活性炭，会吸附金，使金的分析结果偏低。因此要想准确测定矿石中金的含量就务必要除去这些杂质。对于金的砷黄铁矿、碳质矿石之类的难处理的矿石来说，进行高温氧化焙烧是最佳的选择。

1.2 焙烧温度和时间的选择

利用箱式电阻炉高温焙烧是去除矿石样品中碳、硫效果最好的方法。那么应该选择何种温度？什么时间呢？如果焙烧温度过高、时间过久，矿石样品就会被烧结成块甚至粘结于瓷坩埚的底部，造成矿石样品焙烧不充分。假如焙烧温度过低、时间短，碳、硫就不能尽除。因此焙烧的温度和时间的选择就显得尤为重要。

焙烧的目的在于硫化物分解时，能充分暴露金颗粒，使矿石中的硫、砷等杂质元素能最大限度以氧化物形式挥发，120℃时砷已开始挥发，但增温到400℃还不够。还需要继续升温彻底脱硫。

焙烧大量科学研究和生产实践表明，样品应采取分段焙烧，一段脱砷，二段增温彻底脱硫。一段焙烧由室温升至400℃时保温60min，然后再升至650℃保温90min。通常在这个温度下焙烧，金既不会损失，挥发性物质又可尽除。如果一直从室温升温到650℃，极易形成低沸点的砷-金合金挥发掉，金损失导致测定结果偏低。值得注意的是，烧样

过程中，稍开炉门让空气进入炉内，这样烧出的样品较疏松，

无烧结现象，较好地消除了砷、碳、硫对金含量的干扰。

2 溶样过程中，敞口体系和封闭体系的对比

王水溶样：样品通过高温焙烧预处理后，晾凉，先用蒸馏水将样品润湿。加入王水溶解，由于HNO3氧化HCl而放出游离[Cl]和NOCl达到分解Au的目的。新生成的Cl2具有极强的氧化能力，它使金离子形成单一氯化物或氯配离子转入溶液，正是因为氯离子的成配作用，提高了被分解物质的还原电位，加速了矿样的溶解。总反应式为Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO+2H2O。

值得注意的是，对于含CO32-的样品遇酸(H+)易生成CO2气体,2 H+ +CO32 =H2O+CO2，反应剧烈。加酸时应缓缓加入。将样品放在水浴箱里加热溶解，温度应控制200℃左右,不得太高,以免王水提前蒸干而导致样品溶解不完全,时间应控制在70min左右,太长或太短都不利于生产。2.1 敞口体系的特点（1）溶样过程中为了使溶样充分，需要中途摇晃，敞口体系方便拿取，更易摇晃。

（2）假如样品中的碳和硫没有除尽，含CO32-和含SiO32-较多。加入王水时易生成气体导致样品容易溢出或迸溅，操作不慎会就灼伤皮肤。加入NH4HF2可以缓解样品迸溅，但是加入量不容易掌握。若加入量过多、反应会生成的大量气体，造成样品溢出，若加入量不够则起不到溶解SiO32-的作用。（3）溶样过程中产生的大量酸气对人体和环境都会造成一定程度的损害。

溶样时所需的试剂量较大，成本较高。2.2 封闭溶样的特点（1）溶样过程中不方便拿取，不易摇晃。（2）溶样时会产生大量酸气和水蒸气，随着溶解的进行酸蒸气浓度的不断增加，封闭体系蒸气压力的不断增大，二者合一加速对试样的分解能力。

２０１８－０１收稿日期：

郑丽霞，女，汉族，生于１９９０年，吉林延吉人，研究方向：矿作者简介：石中有色金属分析。

2018年 1月上 世界有色金属267

（3）分解能力增强导致溶样时所需的试剂量较小，成本较低。

封闭与敞口溶样相比，更胜一筹，有以下优点：①避免样品外溢，使得测定金的分析结果更准确。②减少对操作者的损害及环境污染。③降低成本，省时省力，省化学试剂。

果见表1。

由表的数据可知，在金的质量<400ug时，泡塑最简单的处理方法就是用水清洗；当金的质量>600ug时，最好的处理泡塑的方法就是用氢氧化钠(1%)预处理，并且泡塑表面可能会存在有机物质和油质，氢氧化钠能有效地处理，使整个泡塑全部变成有效的吸附面积，使富集能力增大。

3 泡沫塑料的预处理方法比较

因为泡塑的成本低，且对金的吸附容量大，所以利用泡

沫塑料富集分离金的是最好的方法，但是如何选择泡塑的预处理是泡塑富集分离金中不容忽视的重要问题。

将大小均为(长4cm宽1cm高1cm)的聚醚型泡塑洗涤干净后，分别用水、盐酸(1%)、氢氧化钠(1% )封闭浸泡20h后取出，用蒸馏水洗至中性备用。用K水、K盐酸、K氢氧化钠分别代表这三种试剂预处理的泡塑。

表1 不同预处理方法泡塑的金回收率

加入金标准溶液的质量ug

2004008001600

P水97.999.788.590.9

P盐酸96.497.190.290.2

P氢氧化钠10098.698.498.4

4 结论

（1）矿石样品应采取有氧高温分段焙烧。一段焙烧由室温升至400℃时保温1h，二段再升至650℃保温1.5h。并且烧样时，稍微打开箱式电阻炉的炉门让空气进入炉内，使矿石样品得到充分的焙烧，避免出现烧结现象。（2）封闭与敞口溶样都可以达到使矿样中的Au完全溶解的目的，但是相比较而言封闭体系更好。封闭体系溶样适用于大批量样品分析，降低成本，减少损耗，结果准确可靠，对人和环境更有益处。（3）提高金的回收率应采用经氢氧化钠预处理过的泡沫塑料。在一组250mL锥形瓶，分别加入200ug、400ug、800ug、1600ug金标准溶液，加入20ml王水煮沸，加水至100ml，冷却，再加入用三种方法预处理的泡塑，振荡60min；取出泡塑洗净，分别放入预先加有10mL的硫脲比色管中，于沸水浴中解脱；取出泡塑，冷却至室温，在GGX-900原子吸收分光光度计上测定，计算金回收率，结（上接266页）

农作物中镉元素的含量使用铁岭—沈阳地区的区域平均含量值作为参考值，通过比较发现，柴河流域水稻中Cd元素含量高于参考值，Cd的含量水平是参考值的2.56倍。玉米中Cd元素含量略高于参考值，Cd的含量是参考值的1.12倍。人发样品中元素含量使用辽河流域人发中元素含量平均值作为参考值，经比较发现矿区居民人发样品中Cd的含量极高，达到参考值的18.07[1]。

[1]󰀡邵从和,沈小燕.原子吸收光谱法测定地质样品中低含量金[J]冶金分

析,2002（2）:70-71

[2]󰀡郭桂云.活性炭吸附-火焰原子吸收法测定地质样品中的金含量[J]科

技资讯,2009（5）:9

[3]󰀡石栋斌.湿法测定矿石中金的分析方法和措施探讨[J]现代科学仪

器,2010（2）:191

2 镉元素污染的危害

镉元素可在生物体内富集，通过食物链在人体内形成镉

硫蛋白，蓄积于肝和肾脏中，引起慢性中毒，久之会导致人体贫血，软骨病及骨质疏松，并产生周身疼痛，即所谓“痛痛病”。

镉，使之降至安全范围，而且蔓田芥收割后经高温燃烧后，

其中所含的镉不会挥发，可以回收利用。而且蔓田芥原产地为我国吉林白山地区，适宜本区域种植。3.3 水域治理

投放烧碱和石灰。该项技术主要是运用“弱碱性化学沉淀应急除镉干化技术”，在污水中投放烧碱或石灰，同时投放聚合氯化铝，使镉元素形成化合物沉淀，消除镉元素的毒副作用，并且可以使用专用设备将镉化合物自水体中清出。3.4 选择性种植粮食作物

通过辽河流域农业地质调查，发现农作物对镉的吸收能力超强的为水稻，较弱的为玉米，因此建议在镉元素超标区域应减少水稻的种植，而改种玉米等作物，从而减轻镉元素对作物的深度污染，避免镉元素通过食品进入人体。

3 镉元素污染治理防护措施

3.1 废弃矿山治理

圈闭污染源，使其无法进入土壤和水域：由于柴河铅锌矿各个坑口及矿点的铅锌矿（化）体虽然被采出，但其围岩富含镉元素，甚至局部氧化带中富集程度远大于铅锌矿体中镉元素的含量，因此在雨季，随着坑道涌水，镉元素会集中排泄于土壤和水系中。

主要解决办法：封闭坑口，通过人工坝防护，使污染源控制在局部范围内。3.2 土壤治理

种植十字花科植物蔓田芥，吸附土壤中的镉元素，使土壤不断净化。该项技术是由日本农村工学研究所的研究小组发现的，通过种植蔓田芥，可以逐渐消除土壤中的有害金属

268世界有色金属 2018年 1月上

4 结论

①柴河铅锌矿矿山开采是造成其下游柴河流域土壤、水

系沉积物中Cd元素的高度累积的主要因素，尤其在流域的中段形成局部富集。②镉元素对人体的危害是巨大的，严重影响人的骨骼代谢，最终导致骨质疏松及周身疼痛，需引起高度重视。③通过有效地治理防护手段，镉污染的危害是可以逐步降低的，最终消减至安全范围内。

[1]󰀡马力等，矿山开采对辽宁柴河流域生态环境的影响，岩矿测试，2007,26

（4）：50-54.[2]󰀡杨敏之，关门山铅锌矿床氧化带内镉的超常富集地球化学及其资源-环

境利用方向，2003（4）：5-7.

[3]󰀡杨占兴、田立臣.辽宁省铅锌矿床成矿作用研究[J],辽宁地质，1998

（1）:1-19.