封闭溶样—碘量法测定金精矿和氰渣中金方法的改进

袁敬华，邵江泽，杨巧维

(河南金渠黄金股份有限公司金渠金矿，河南三门峡 472000)

0 引言

目前金矿石和金精矿中金的国家标准分析方法采用的是经典的火试金重量法和火试金原子吸收光谱法［1－2］，多用于仲裁分析及其它对分析结果准确度要求高的检测分析。火试金法分析结果准确、稳定性好、适用范围广，但分析成本高、流程长、污染大;因此在生产实践中，生产监控样品的分析，多采用碘量法［3－6］。但近年来封闭式溶样法［7］溶样效果好、溶样时间短、成本低、污染小等优点在黄金矿山和黄金冶炼行业的化验室中得到了广泛应用，很快代替了传统碘量法中的溶样方法。

封闭溶样法由于在溶样时可以加入氟化物，又能产生一定压力［7－9］，因此能够很好分解矿样，在生产实践中，采用该溶样方法，分析地质样、原矿和尾矿类低硫、低品位样品中的金，取得了很好效果，分析合格率可达到90%～95%;而对金精矿和氰渣类的样品，采用该溶样方法分析金时却存在分析结果不稳定、分析合格率偏低的问题。金精矿是金矿石经过选矿所富集含金量较高的主要产品之一，而氰渣是金精矿通过氰化使金再次富集含金更高的金泥之后所弃掉的尾渣。这两种样品的共同点:含硫较高，溶样时较难溶解彻底，是黄金矿山实验室所分析主要生产样品之一。这两种样品在采用NH4HF2－NaCl－KMnO4溶解体系溶解样品时，经常出现氯化钠结块现象，特别是在冬季尤为严重。究其原因:①金精矿和氰渣中脉石的减少，氟化氢铵对该类样品的分解作用相对减弱。②硫化物的增多，使样品较难分解，而氯化钠虽能提供氯离子溶金，但在硝酸介质中溶解度低，也不具有强氧化性，因此溶金效果差。为使样品中的金被彻底溶解，将封闭式溶样碘量法中的溶金试剂氯化钠改为盐酸，使溶金试剂中产生溶解能力更强的王水，同时减少氟化氢铵的用量。通过实验表明:溶样效果理想，分析结果准确可靠［10］。

1 实验部分

1.1 仪器与主要试剂

封闭溶样箱，真空泵，高温箱式电阻炉，原子吸收分光光度计。硝酸，盐酸，氟化氢铵，高锰酸钾(以上均为分析纯)。

金标准储备液:称取0.500 0 g金标样，置于100 mL烧杯中，加入20 mL王水，低温至完全溶解，取下冷却至室温，移入500 mL容量瓶中，以20 mL王水洗涤烧杯，再用水洗烧杯，合并入容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1 mL含1.00 mg金。

金标准溶液:此溶液1 mL含100μg金。用金标准储备液配制。

硫代硫酸钠标准溶液:按常规方法配制。用金标准溶液标硫代硫酸钠标准溶液，得到滴定度T(Au/Na2S2O3)。此溶液1 mL含100μg金，还可以视样品中金含量而定。

1.2 实验条件

通过多次对金精矿和氰渣中金含量测定实验，得出在溶样过程中的最佳溶金试剂的用量:0.2～0.3 g氟化氢铵、10 ～15 mL 盐酸、1.5 ～2.0 g高锰酸钾。

1.3 样品分析

称取10 g金精矿或10 g氰渣，放入带盖的聚己烯塑料杯子中，用硝酸脱硫后，补加20 mL硝酸，然后加入0.2～0.3 g氟化氢铵、10～15mL盐酸、1.5～2.0 g高锰酸钾。注意:加入高锰酸钾后立即盖上盖子，但不要拧紧，等剧烈反应过后再拧紧盖子摇匀，放入水已经沸腾的溶样箱中进行水浴溶解35 min。溶解好的样品，经活性炭吸附与大量的杂质分离并使金得到富集;再将活性炭灼烧除去炭质，残留金用小体积王水溶解并蒸干除去硝酸，然后在pH值为3～4的醋酸介质中，测定其金的含量。

1.4 分析结果的计算

式中:T，硫代硫酸钠标准溶液对金的滴定度，μg/mL;V，滴定时消耗硫代硫酸钠标准溶液体积，mL;m，试样量，g。

2 结果与讨论

2.1 对样品细度的要求

金在矿物中成自然金状态存在，形成以金的颗粒、片状物和其它各种形式的夹杂物，因此金的分布极不均匀［7－9］，加之本方法中称重所限，所以试样代表性较一般样品难求均衡，欲得准确分析结果，样品必须具备足够的细度，以增加其代表性。因此凡采用本方法测定金，其样品细度均应达到200目以上。

2.2 影响分析结果的因素

①含有机碳、石墨等有机物的矿物，试样必须在600～700℃的高温炉内焙烧处理，否则结果可能偏低。②称取样品质量视样品含金量而定。③灰化完后应观察处理物是否已灰化完全，如发现有黑色粒状物，必须继续灰化至完全。④用王水溶解海绵金时，要防止反应激烈，以防崩溅损失金，使结果偏低。

2.3 同一种样品采用三种方法比较

火法试金分析方法测定结果精确稳定，将其作为认定值，分别与原溶样方法和改进后溶样方法的结果进行比较。

采用三种分析方法:火试金法、原封闭溶样碘量法、改进后封闭溶样碘量法，分别对4个样品进行测定，每个样品同时做5个平行样，其分析结果见表1。

表1 三种分析方法比对 g/t

从表1分析数据可见:

①原封闭溶样分析测定结果与火试金重量法分析结果相比全部偏低，并且均超出国家允许的误差范围。说明金精矿和氰渣这类样品采用原封闭式溶样法溶样并不适用，需要对此方法改进。

②改进后的溶样方法分析测定结果与火试金重量法分析结果相比稍有偏高或偏低，但均在允许误差范围之内，且结果稳定、重现性好。

结论:改进后的封闭式溶样法测定金精矿和氰渣样品中金含量的检测结果稳定可靠，此方法完全可行。

2.4 同一种样品与其他实验室比较

挑选一批不同含量的样品送到经国家资质认证中心通过的中金黄金冶炼厂实验室进行多元素分析。将测定结果作为认定值。其外检样品多元素分析结果的含量范围见表2。

表2 外检样品多元素分析结果的含量范围

从此批外检样品中抽出四个有代表性的样品，每种样品同时做5个平行样。采用3种分析方法:火试金法、原封闭溶样碘量法、改进后封闭溶样碘量法，分别对4个样品进行测定，每个样品同时做5个平行样，其分析结果见表3。

从表3分析数据可见:

①原封闭溶样分析测定结果与外检分析结果相比全部偏低，并且均超出国家允许的误差范围。说明金精矿和氰渣这类样品采用原封闭式溶样法溶样并不适用，需要对此方法进行改进。

②改进后的溶样方法分析测定结果与外检分析结果相比稍有偏高或偏低，但均在允许误差范围之内，且结果稳定、重现性好。

2.5 按照国标判断封闭式溶样法的精密度与准确度

结合《地质矿产行业标准》DZ/T0130－2006，分别从外检样品中选出四个样品的检测结果作为认定值，来检验改进后溶样方法的结果是否合格。采用改进后溶样方法，分别对四个样品进行测定，每个样品同时做五个平行样，测其分析结果。

根据实验结果计算出样品的平均值、标准偏差、相对标准偏差、相对标准偏差允许限，用来判定样品合格情况。详细数据见表4。

表3 两种溶样方法与外检结果对比

表4 本法精密度与准确度g/t

从表4看出:①改进后溶样法的分析结果与外检结果相比，均在国家允许误差范围内，样品全部合格。②改进后溶样法的分析结果的相对标准偏差的数值，均在相对标准偏差［6］允许限内。说明样品全部合格。

2.6 分析结果准确度、精密度

用同一标准物质采用新旧两种分析方法:原封闭溶样碘量法、改进后封闭溶样碘量法，分别做5个平行样，测其分析结果。

根据实验结果计算出标准物质的平均值、标准偏差、相对标准偏差，实验数据见表5。

表5 分析结果对照

由表5看出:

①原封闭溶样法测定标准物质分析结果，与标准物质结果相比，只有一个在国家允许误差范围，其余四个均超出国家允许误差范围。其分析结果的准确度和精确度均达不到分析要求。说明此溶样方法不适合金精矿和氰渣的分析，需改进其溶样方法。

②改进后溶样方法分析结果与标准物质结果相比，均在国家允许误差范围内，分析结果准确度和精确度已达到分析要求。

结论:改进后的封闭式溶样法测定金精矿和氰渣样品中金含量检测结果的准确度和精密度已达到分析要求，此方法完全可行。

3 结束语

通过对改进后溶样方法分析结果精密度和准确度的论证，得到了满意的结果。不仅解决了金精矿和氰渣在封闭式溶样法中结果不稳定的问题，同时能够在真正意义实现了黄金生产指标的控制，满足了生产的要求。该方法灵敏、快速、准确、可靠，因此这种溶样方法在黄金生产中具有很大实用价值，并且在高硫、难容的样品中具有很高的推广价值。

［1］中国国家标准化管理委员会，GB/T 20899.1－2007《金矿石化学分析方法.第1部分:金量的测定》［S］.北京:中国标准出版社发行，2007.

［2］中国国家标准化管理委员会，GB/T 7739.1－2007《金精矿化学分析方法.第1部分:金量和银量的测定》［S］.北京:中国标准出版社发行，2007.

［3］杨彦杰，金大成.原子吸收光谱法测定矿石中金的探讨［J］.延边大学学报:自然科学版，2001，27(3):187－190.

［4］曾念华.火焰原子吸收光谱法快速测定金［J］.理化检验 :化学分册，2003，39(6):347－348.

［5］袁建中，石英.活性炭吸附火焰原子吸收法测定地矿样品中的金［J］.黄金，2001，22(5):44－46.

［6］康泽彦.活性炭富集原子吸收分光光度法测定金［J］.新疆地质 ，2005，23(3):316－317.

［7］薛光.金的分析化学［M］.北京:宇航出版社，1990年.

［8］曹胜利.矿石及有色金属分析手册［M］.北京:冶金工业出版社，2007年.

［9］张锦柱.工业分析［M］.重庆:重庆大学出版社，1997年.

［10］中华人民共和国国土资源部，DZ/T 0130－2006《地质矿产实验室测试质量管理规范》［S］.北京:中国标准出版社发行，2006年.