宁新霞，程文康

(西安西北有色地质研究院有限公司，陕西省矿产资源综合利用工程技术研究中心，西安 710054)

碳质金矿中金的化学物相分析方法改进

宁新霞，程文康

(西安西北有色地质研究院有限公司，陕西省矿产资源综合利用工程技术研究中心，西安 710054)

为了解决碳质金矿金化学物相分析结果与选矿试验结果不符的问题，基于岩矿鉴定和测试结果对分析流程进行改进。方法改进后测试项目包括裸露金和半裸露金、有机碳石墨包裹金、碳酸盐包裹金、褐铁矿包裹金、黄铁矿包裹金、石英和硅酸盐包裹金6项。有机碳石墨包裹金选用Na2S2O3-CuCl2-NH4OH-NH4Cl体系为浸金剂，取代I2-NH4I体系，该体系中金的测定采用铜置换原子吸收法。裸露金半裸露金、有机碳石墨包裹金和黄铁矿包裹金的相和为82.34%，与选矿试验金精矿实际回收率(75.83%)基本吻合。改进后的方法适合碳质金矿金化学物相分析。

化学物相分析；金；碳质金矿

AbstractIn order to solve the problem of value deviation between mineral process test and chemical phase analysis of gold in carbonaceous gold ores by traditional procedure，an improved procedure on the basis of the results of rock ore appraisal and testing was proposed. It included the determination of the phases of exposed and half-exposed native gold，gold wrapped by organics and graphite， carbonate meterials，limonite，pyrite，quartz and silicate meterials. The system of Na2S2O3-CuCl2-NH4OH-NH4Cl was used as leaching agents of gold instead of I2-NH4I. Gold in the system was determined by copper replacement-atomic absorption spectrometry. The sum of the phases of exposed and half-exposed native gold，gold wrapped by organics and graphite，and pyrite was 82.34%，which was basically consistent with the recovery rate of gold concentration (75.83%). The improved method is suitable for chemical phase analysis of gold in carbonaceous gold ores.

Keywordschemical phase analysis; gold; carbonaceous gold ore

金化学物相分析的目的是查明金元素在矿石中以各种相态存在的含量，为化探异常评价、地质勘探、矿床评价、选矿试验研究提供所需的物质组成及元素在矿石中的赋存状态［1］，研究人员对此进行了大量研究［2-4］。矿石分析行业通常采用碘-碘化钾法进行金矿石中金赋存状态分析，该法较适用于金主要呈中粗粒显微金-明金产出且不含有机碳的金矿石［5］。由于矿石中富含的有机碳会吸附金，使得金化学物相的测定值与实际值偏差较大，无法指导选矿和冶金工业指标的判断和工艺选择［6］。实验所用矿石样品为碳质金矿，有机碳含量为5.7%。按常规金化学物相分析法测定碳质金矿时，测定结果与选矿试验结果差距很大。为此笔者对传统分析流程进行改进，建立了一套适用于碳质金矿金化学物相分析的新方法。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

原子吸收分光光度计：TAS-990，北京普析通用仪器有限公司；

浸取剂Ⅰ：0.5%碘-1.5%碘化铵溶液；

浸取剂Ⅱ：称取150 g硫代硫酸钠及5 g亚硫酸钠溶于500 mL水中，用氨水调至pH值为10，以水定容至1 000 mL；

浸取剂Ⅲ：将54.41 g硫酸铜、600 mL氨水(ρ=0.9 g/cm3)及70 g氯化铵以水溶解并定容至1 000 mL；

浸取剂Ⅳ：高氯酸溶液(1+99)；

浸取剂Ⅴ：盐酸溶液(1+1)内含10 g/L二氯化锡；

金标准储备溶液：1 mg/mL，将1.000 0 g金溶于少量王水中，在水浴中用盐酸赶尽硝酸后，用5%盐酸稀释至1 000 mL容量瓶中；

金标准溶液：10 μg/mL，吸取10 mL金标准储备溶液至1 000 mL 容量瓶中，用10%王水稀释至标线；

金标准工作溶液：依次吸取 0.5，1，2，5，10 mL金标准溶液于300 mL三角瓶中，以10%王水稀释至100 mL，加入泡塑，与样品溶液同步处理；

碳质金矿样品：陕西镇安某矿；

实验所用试剂均为分析纯；

实验用水为去离子水。

1.2 实验方法

1.2.1 裸露和半裸露自然金的测定

称取10 g试样于300 mL锥形瓶中，加入50 mL浸取剂Ⅰ，室温震荡1 h。抽滤，用水洗残渣2～3次，滤液转入300 mL烧杯中，先蒸发除去大部分碘，然后加入HNO3将碘赶尽，并蒸发至干。加入20 mL王水(1+1)，煮沸片刻，转入200 mL锥形瓶中，并用水稀释至约90 mL。投入一块泡塑(0.2～0.3 g)，室温震荡40 min富集分离金；用水洗净泡塑，挤干；泡塑在硫脲溶液沸水浴解脱40 min，取出。视含量不同采用火焰原子吸收光谱法或石墨炉原子吸收光谱法测定解脱液中的金。

1.2.2 有机碳石墨包裹(吸附)金的测定

向残渣中加入浸取剂Ⅱ溶液50 mL、浸取剂Ⅲ25 mL，于(45±5)℃水浴加热，搅拌浸取3 h，取下。趁热过滤，用水洗涤10次，滤液按以下方法测定。

(1)直接测定法A。滤液蒸发浓缩至15～20 mL，加入20～30 mL盐酸，摇匀，加入10～15 mL硝酸，放置10 min，待反应缓和后，以水稀释至170 mL，滴加5%高锰酸钾至浅红色，放置或加热至红色褪色，进行常规分离富集，用原子吸收法进行测定。

(2)直接测定法B。滤液蒸发浓缩至15～20 mL，加入30 mL王水溶液(1+1)，酸化过程中单质硫析出，通过过滤分离硫，硫渣焙烧后以王水溶液溶解焙渣，与滤液合并。用泡沫吸附，硫脲解脱后测定，结果作为有机碳石墨包裹金分项的值，测定方法见

1.2.1 。

(3)铜粉置换测定法。滤液中加入0.01 g铜粉，搅拌叶片先在表面缓慢搅拌10 min，然后放于溶液中间，在水浴锅中于(45±5)℃加热并搅拌3 h，倾析，残渣用蒸馏水洗涤3次，加入2 mL王水，低温加热溶解，转入25 mL比色管，加水定容至10 mL，测定金的含量，测定方法见1.2.1。

1.2.3 碳酸盐包裹金的测定

向残渣中加入浸取剂Ⅳ150 mL，置沸水浴上加热1 h(保持溶液pH1～2)，冷却。抽滤，用水洗锥形瓶和残渣2～3次，滤液保留。向残渣中加入50 mL浸取剂Ⅰ，室温震荡1 h。抽滤，将两次滤液合并，按

1.2.1 方法测定金。

1.2.4 褐铁矿包裹金

向残渣中加入70 mL浸取剂Ⅴ(不断滴加二氯化锡溶液，保持溶液无黄色)，室温震荡1 h。抽滤，用HCl溶液(1+99)洗涤2～3次，滤液弃去。向残渣中加入60 mL浸取剂Ⅰ，室温震荡1 h，然后按1.2.1测定。

1.2.5 黄铁矿包裹金的测定

将残渣在50 mL瓷干锅中灰化，在480～500℃马弗炉中灼烧1 h，冷却后转入200 mL锥形瓶中，加入50 mL浸取剂Ⅰ，室温震荡1 h，然后按1.2.1测定。

1.2.6 石英和硅酸盐包裹金

将最后残渣放入50 mL瓷干锅中灰化，在650℃灼烧 20～30 min。

(1)冷却后将残渣转入聚四氟乙烯烧杯中，加入10 mL HF，10 mL HNO3加热微沸 1～2 h后蒸发至干。再加入10 mL HF，10 mL HNO3，加热并放置过夜，次日蒸发至干，加入20 mL王水溶液(1+1)，加热微沸30 min(体积20 mL左右)取下，冷却后用水转入200 mL锥形瓶中，以下按1.2.1测定。

(2)将残渣转入烧杯中，加入100 mL王水溶液(1+1)，2～3 g氟化钠，加热煮沸 1 h，以下按 1.2.1测定。

2 结果与讨论

实验中观察到，每次固液分离通过滤纸过滤，滤纸随滤渣一起转入下一项操作，随着步骤的增加，滤纸不断累积，导致其后的过滤操作耗时增加，且影响传质的进行。为此对过滤过程进行改进，每项过滤完后，将残渣和滤纸一起于105℃烘箱中烘干，将残渣从滤纸上分离，转入锥形瓶进行下一相的浸取。这样可以避免滤纸进入下一相而对传质造成不利的影响，从而避免了串相。

2.1 相态的选择

相态的选择可以根据需要来确定。金矿物的赋存状态分析有物理方法和化学方法。物理方法可分为显微(镜)鉴定法和微观分析法。微观法包括X射线分析、电子显微镜分析、电子探针分析、扫描电镜分析［7］及工艺矿物学参数自动检测分析(MLA)等［8］。化学法有混汞-碘浸取法、混汞-硫脲-碘浸取法、混汞-溴-碘浸取法、氰化法、硫代硫酸钠-亚硫酸钠浸取法、碘-溴-高氯酸-盐酸浸取法、盐酸 -EDTA-H2O2浸取法［9］。化探样品中金的分相模式：裸露金和半裸露自然金、碳酸盐包裹金、铜铅锌硫化物包裹金、褐铁矿包裹金、黄铁矿包裹金、石英和硅酸盐包裹金等6个相态［10］。也有认为再增加3个相(水溶金、粘土吸附金、有机物结合金)更有利于不同景观区地球化学找矿［11］。用于选冶的物相分析一般只需测定游离自然金、硫化金、连体金相及其它矿物中金的含量即可；而用于成矿规律研究的物相分析则需要根据研究目的确定分析哪些相态，如褐铁矿中金、黄铁矿中金、石英中金量，针对性强，其分离方法需要进一步研究［12］。

2.2 浸取剂的选择

采用7%碘-14%碘化铵体系作为对裸露金和半裸露自然金、碳酸盐包裹金、褐铁矿包裹金、黄铁矿包裹金浸金剂、王水浸取石英和硅酸盐包裹金［5］，分析结果见表1。

表1 原矿金物相(7%碘-14%碘化铵体系)分析结果 g/t

由表1可知，相和为3.15 g/t与原矿金测定值5.30 g/t相差较大，回收率仅为60%。参考张敏的研究成果［10］，进而改用其推荐的0.5%碘-1.5%碘化铵配制浸取剂Ⅰ，采用一般地质物料中金的物相分析法测定的结果见表2。

表2 原矿金物相(0.5%碘-1.5%碘化铵体系)分析结果 g/t

由表2可知，相和与原矿测定结果相符。裸露金和半裸露自然金与黄铁矿包裹金两项合量占总量55.8%，而矿试验精矿回收率为75.83%，两者不符。

试验证明，浸取剂Ⅰ宜选用0.5%碘-1.5%碘化铵体系。一般认为，原生矿石中含有机碳化合物在0.2%以上时，将严重干扰金的氰化提取过程，被称为碳质金矿。碳质金矿中碳质物主要有3种类型，固体碳、高分子碳氢化合物的混合物及与腐殖酸类相似的有机酸，后两者合称为有机碳［13］。1%的活性炭对金碘络离子无影响，但冶金中间产品超过10%～30%的活性炭会使结果偏低［7］。因为分析的样品呈黑色，试验测定的样品含有机碳及石墨5.7%，属碳质金矿，铜铅锌硫化物含量极少。可能是由于有机碳质的“劫金”造成与选矿试验不符这一结果。

浸取含碳高的金矿目前有两种方法，一种是硫代硫代钠-亚硫酸钠法浸取法，另一种是次氯酸钠浸取法。因次氯酸钠法耗时较长(超过24 h)，实验选用硫代硫代钠-亚硫酸钠法浸取法［6］，该法采用硫代硫酸钠-亚硫酸钠溶液和铜氨铵混合溶液作为浸金液，即硫代硫酸钠铜氨体系。参照郑大中等［6］提出的方法，对样品进行测定，结果见表3。

表3 原矿金物相(硫代硫酸钠铜氨体系)分析结果 g/t

表3数据表明，物相分析结果与选矿试验依然不符。裸露金和半裸露自然金测定结果为3.14 g/t，与一般地质物料中金的物相分析法测定的结果1.01 g/t，差异很大。郑大中［6］提到在实验条件下，硫代硫酸钠能将有机碳(如活性炭)上吸附的金定量解脱下来。故其裸露金和半裸露自然金测定值实为裸露和半裸露金与其从有机碳(如活性炭)上吸附金含量之和。故提出增加有机碳石墨包裹(吸附)金分项的测定，即分析流程调整为裸露和半裸露自然金、有机碳石墨包裹(吸附)金、碳酸盐包裹金、褐铁矿包裹金、黄铁矿包裹金、石英和硅酸盐包裹金。试验结果见表4。

表4 原矿金物相(复合浸取体系) g/t

由表4可知，理论回收率Σ（A+B+E）为82.34%，选矿试验结果金回收率75.83%，与实际情况基本吻合。

故将传统裸露金和半裸露自然金、碳酸盐包裹金、褐铁矿包裹金、黄铁矿包裹金改用0.5%碘-1.5%碘化铵体系浸取，石英和硅酸盐包裹金用王水浸取，有机碳石墨包裹金选用硫代硫酸钠铜氨体系浸取。有机碳石墨包裹金选用铜置换法富集金，其它分项采用泡塑富集。均采用原子吸收法测定金。

试验结果表明，对于含碳较高(＞1%)的碳质金矿化学物相分析宜采用裸露金和半裸露自然金、有机碳石墨包裹金、碳酸盐包裹金、褐铁矿包裹金、黄铁矿包裹金、石英和硅酸盐包裹金6项进行测定，结果与选矿试验基本吻合。

2.3 有机碳石墨包裹(吸附)金测定方法改进

尝试原子吸收法直接测定硫代硫酸钠铜氨体系溶液中的金［14］，结果发现该法在测定标准溶液时表现良好，但在实际样品测定中测定结果严重偏低。究其原因，矿石样品中干扰元素的存在严重影响金的测定。尝试用泡沫塑料富集吸附，结果无检出。说明泡沫塑料在碱性溶液中无法选择性吸附金，从而无法与干扰元素分离。

按照1.2.2方法进行试验，结果发现，按照直接测定法A处理，硝酸和高锰酸钾无法完全溶解浮在液面上铜硫化物与硫磺的聚集物，而聚集物经焙烧，王水溶解后测定结果表明含有部分金，故按此法处理，溶液测定结果必然偏低；按照直接测定法B处理，测定结果理想，但操作过程冗长，费时费力；试验了铜置换法从硫代硫酸钠浸金溶液中置换沉淀金的方法［15］，按照铜粉置换法处理，操作简单，无需泡塑富集解脱步骤，结果可靠。

综合考虑，选择铜粉置换作为该项溶液处理方法，然后测定，测定结果见表4，与实际情况相符合。

3 结论

(1)作为传统流程浸金剂，0.5%碘-1.5%碘化铵体系优于7%碘-14%碘化铵体系。

(2)将残渣和滤纸一起在105℃烘箱中烘干，实现残渣与滤纸完全分离，可以避免滤纸累积对过滤和传质的影响。

(3)铜置换法可以将金从硫代硫酸钠-亚硫酸钠浸金溶液完全分离出来，避免酸化后滤渣和滤液分离带来的误差，且操作简单易行，结果准确可靠。

(4)有机碳石墨包裹(吸附)金分项的提出及分析方法的建立，解决了传统金化学物相分析流程测定结果与选矿试验结果严重背离的问题。

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国内最大进出口危险品包装检测实验室落户上海

不久前，由上海检验检疫局与上海市金山区人民政府、上海市化工区管理委员会共同合作的“国家化学品安全中心”项目，历经三年建设，其一期已正式投入使用，二期建设也已启动。全部建成后，这里将成为一个集国际规则研究、检验检测服务、咨询培训科普、科研标准技术为一体的综合性服务平台，也将为金山地区建立“进出口化学品质量安全示范区”提供全面的技术支持和技术保障。

上海出入境检验检疫局工业品与原材料检测技术中心副主任蒋伟表示：目前可以做的实验项目是覆盖了ISO标准、出入境检验检疫标准、国家标准，还有行业标准。拥有国内领先国际一流的恒温恒湿实验室、以及中型散装容器(IBCs)检测设备，可以精确地检测危险货物运输包装的各项性能指标，只有通过检测合格的危险货物运输包装才能用于运输。为危险货物包装运输安全提供切实的技术保障。

（东方网）

Improvement on Measurement of Chemical Phase Analysis of Gold in Carbonaceous Gold Ores

Ning Xinxia，Cheng Wenkang
(Xi’an Northwest Nonferrous Geology Research Institute Co.，Ltd.，Engineering and Technology Center for Comprehensive Utilization of Mineral Resource in Shaanxi Province，Xi’an 710054，China)

O658

A

1008-6145(2017)04-0101-04

10.3969/j.issn.1008-6145.2017.04.026

联系人：宁新霞；E-mail: 1535701970@qq.com

2017-03-18