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高含量锑对金测试的影响与排除技术

2015-08-15宋皖南安徽省地质矿产勘查局321地质队安徽铜陵244031

江西建材 2015年4期
关键词:金矿石王水光度计

■宋皖南 ■安徽省地质矿产勘查局321地质队,安徽 铜陵 244031

自然界中的金属没有以单质形态存在,而是和其它化合物集合在一起,或者被埋藏在地层下面,或者混合在岩层之中,总之,是以复杂的结构存在的。这种存在形态,使得金属的稳定性得到提高,避免被氧化或者被腐蚀,从而在自然界中很好的保存下来。金矿物也不例外,其周围具有大量的岩石或者其他化合物,如铁元素、铜元素、银元素、锑元素及其它一些非金属元素等,这些元素给金元素检测带来严重困难,尤其是锑元素,带来的干扰更大,是需要排除的主要对象。以此,本文就高含量锑对金测试的影响与排除技术进行如下分析。

1 高含量锑对金测试的影响

自然界中的矿产不是单一存在的,都是由好几种聚集在一起,存在于岩层之中。这种存在形式具有有利的一面,也具有不利的一面。有利方面是指,矿物元素的稳定性提高,避免被氧化或者被腐蚀;不利的一面是指,当矿物元素以混合态的形式存在时,给测定及冶炼带来极大的困难及麻烦。金矿也不例外,通常含有大量的锑元素,对其准确测定带来严重影响,应采用特定排除技术,去除干扰,才能保证检测结果准确。如金矿中的锑大都是以三硫化二锑(Sb2S3)存在,含量可达到1.5% -20%;而金颗粒则散布在锑矿、黄铁矿及石英等矿石的边缘,或者缝隙之间。锑矿中的金元素,通常利用火试金法测定;但这种测试方式成本较高,并且需要具备复杂的操作流程,同时还会造成严重的毒性污染,给测试带来严重影响,所以,现在不常使用。在野外的金矿测试中,常采用湿法分解测定。

在金元素测试中,都需要将矿物质溶解,并且不同的矿石,溶解方式也具有较大差异。虽然溶解方式具有较大差异,但总的原则是,在测定金元素时,尽量避开一些干扰元素。由于矿石中的元素的沸点不同,所以通常采用煅烧的方式,使沸点较低的元素率先除去,剩下沸点较高的金元素。但由于锑元素沸点较高,通常将矿石煅烧的较高温度,这不仅耗费大量能源,还增加了测试成本,不利于功效测试。如在金矿中煅烧时,温度通常高达650度,而Sb2S3沸点为550度,在煅烧时容易挥发,但金元素也被包裹在矿石中不能流出,从而增加了测试误差。

由此可见,金矿中由于含有大量锑元素,给金元素测量带来严重困难,应提高检测方式,加大排除手段,使检测精度提高,才能提高金矿的利用效率。

2 金测试时高含量锑的排除技术

2.1 测试仪器

Z-5000型原子吸收分光光度计;锑储备液:称量0.05000g金属锑,加入干净的烧杯中,再加入酒石酸15g,硝酸15ml,之后放置在加热板上溶解,当所有物质完全溶解之后,取下,冷却至室温,转移至500ml的容量瓶中。

锑工作液:称量20ml标准液,置于200ml容量瓶中,用氢氧化钠定容。

金储备液:先称量纯金1.0000g,置于烧杯中,加入20ml王水,放在水浴锅中加入溶解,之后将溶解液转入1000ml容量瓶中,加入2g氢氧化钾,200ml王水,待完全溶解之后,摇匀。

金工作液:称量10ml标准液,置于500ml容量瓶中,用10%的氢氧化钠溶液定容。

2.2 测试过程

测试过程主要包含四个方面,以下就一一介绍:

(1)分光光度计的参数设计值为:乙炔流量为2l/min,狭缝宽度为0.4mm,燃烧器高度为7.5cm,测定体系为10%酸度,线性范围在0.5ug/ml- 10ug/ml.

(2)影响金元素测定效果的锑含量确定。金矿中含有大量锑元素,严重影响了金元素测量的准确性,为了确定锑元素的影响浓度,本实验供进行了6次测定,以下就一一介绍。首先称取金矿石于250ml的容量瓶中,加入王水溶解,同时加入 5mg、10mg、15mg、20mg、25mg 及 30mg的锑,待所有物质完全溶解之后,利用设定好的分光光度计进行测定。测定结果表明,当金矿石中的锑含量低于20mg时,对测试没有明显影响,高于此值,将会对测量结果产生较大的误差。所以,在测量时,需要将锑含量控制在20mg以下,才能保证测量准确性。

(3)掩蔽锑的检测。①样品煅烧阶段。直接煅烧金矿石,不仅容易出现结块现象,还会出现燃烧补充分弊端,严重影响了煅烧效率。本实在煅烧时添加了氯化铵,使金矿石能够均匀煅烧,提高了煅烧效果,同时还可以除去大量的锑元素。以下就这种煅烧方式给予简介:称取6份金矿石样品,置于蒸发皿中,并加入氯化铵1.05g、2.1g、4.2g、6.3g、8.4g、10.5g,充分混匀,放置于加热器中,缓慢加热至650℃,灼烧40分钟。这期间搅拌两次,以提高煅烧效果。煅烧完毕之后,将样本取出,加入一定浓度的盐酸,之后采用分光光度计测定。测定结果表明,当金矿石中加入的氯化铵为6.3g时,掩蔽锑含量达到样品总重的65%,说明经过煅烧,掩蔽了大量的锑;当金矿石中加入的氯化铵为10.5g时,样品中的锑基本上完全被掩蔽,也达到了掩蔽的目的;虽然两次测定时,加入的氯化铵量不同,但前者加入的量约是实际锑含量的3倍,后者是实际锑含量的5倍,考虑到煅烧时加入的氯化铵量不能太大,所以氯化铵加入量应在6-10g之间,才能保证掩蔽效果。之后,将氯化铵的加入量控制在6-10g之间,使得锑掩蔽达到65%左右,起到了实际掩蔽效果。②金矿石溶解阶段。由于溶解金矿石的溶剂为王水,这种测试方式通常称为湿法分析法。采用这种分析方法时,常将溶液的酸碱度控制在20%之内,这虽然能够提高溶解效率,但同时也加速锑沉淀速度,给过滤造成严重困难。以此,本实验在金矿石溶解时,加入一定量的酒石酸,以减少沉淀速度。具体过程如下:称取6份金矿石,每一份20g,放置于蒸发皿中,并加入6.3g氯化铵,混匀,放置在加热装置中,缓慢加热到650℃,煅烧40分钟。待样品及氯化铵全部溶解之后,取出,转移到250ml的三角瓶中,加入10ml王水,当溶液开始沸腾时,在 6 个三角瓶中分别加入酒石酸 1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g、3.5g,混匀,然后分别加入金标准溶液5ml,使样品彻底溶解。溶解完全之后,将溶液应硫脲解脱,并定容至20ml,之后,倒入比色皿中,用分光光度计测定具体含量。测量结果表明,当添加的酒石酸为2.5g时,金矿中的锑能够被横好的遮掩。

(4)高含量锑样品中金含量测定。称取10-20g金矿石于蒸发皿中,并加入6-10g氯化铵混合均匀,放入加热装置中,在650℃下煅烧40分钟。待煅烧完全之后,将煅烧物倒入250ml三角瓶中,加入250ml王水溶解,待溶液中开始出现气泡时,加入一定量的酒石酸,并将溶液定容在10ml。之后,用1%的硫脲解脱,再用分光光度计测定金元素含量。

综上所述,在金矿石煅烧之前,如果加入一定量的氯化铵固体,会使锑的掩蔽效率提高到64%。但考虑到氯化铵加入量不能太大,一般控制在5-10g之间,才能保证掩蔽效率。此外,在金矿石用王水溶解时,加入一定量的酒石酸,不仅能提高锑元素的溶解度,还能降低其沉淀速率,从而提高了该元素对测定效果的干扰。

3 结语

金矿中大量的锑,不仅使金元素测定误差增大,而且也加到了测定步骤及测定费用,严重影响了测定效果。以此,本文首先就高含量锑对金测试的影响进行分析,然后做了排除技术分析,希望具有参考价值。

[1]胡小耕.低温焙烧-原子吸收法测定高含量辉锑矿中的金[J].分析测试技术与仪器,2011,17(3):139 -142.

[2]卢青.高含量锑矿样品中金的测试[J].西部大开发(中旬),2011,10(8):117-118.

[3]盛绍基.野外现场多元素快速分析的研究与应用-Ⅰ分析技术及金的测定[J].2002,21(2):81-92.

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