金试样中碳质和硫化物的预处理

贺小涛

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局706队阿勒泰836500）

金试样中碳质和硫化物的预处理

贺小涛

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局706队阿勒泰836500）

地质试样中金的测定，不论用什么方法，大都需要化学分离和富集。湿法预处理试样时，碳质和硫化物会产生影响，通常是将试样在650℃焙烧氧化除去。这种方法时间长、耗电高。本文研究了不同形态碳质及硫化物对金的吸附的影响，并提出了以化学湿法氧化消除碳质和硫化物的方法。只需在酸分解过程中加入少量氧化剂，方法简单、快捷，效果良好。

金试样碳质硫化物预处理

1 试样中碳质的消除

1.1 碳质存在对湿法预处理测定的影响

这里碳质物质是指有机碳化合物和单质碳两类。在地质试样中，有机碳化合物主要是植物的枯枝残叶和腐植质，单质碳则以晶质的石墨和非晶质炭黑和普通木炭为主。

将碳质在王水介质中对金（Ⅲ）的吸附作用，实验结果见表1、表2。

表1 各类碳质对金（Ⅲ）的吸附率%

用二级标样B034加入不同种类碳质的物质，不进行氧化除碳处理，测试结果见表2。

表2 含不同量的碳质的试样测定结果g/t

试验表明，有机碳化合物即植物的枯枝残叶和腐植质等对金（Ⅲ）没有吸附作用，而单质碳中的石墨和非晶碳一样具有很强的吸附能力。因此测金试样中含有石墨和非晶碳时，必须氧化除去。

1.2 化学湿法氧化除碳及其条件试验

1.2.1 以氯酸钾为氧化剂的选定

采用在溶样过程中同时氧化除碳，取代现用的先焙烧后溶解的方法。可以使流程简化，氯酸钾和硝酸作用生成氯酸，在较低的温度下，便可分解为新生态的氧和氯，有极强的氧化能力。

本文试验的氯酸钾、硝酸溶液氧化除碳方法，并探讨其最佳工作条件。试样氧化除碳过程中，同时可以除硫。在此过程试样已基本溶解，只需补加适量的盐酸便成为王水，可使试样分解完全，手续非常简便。

1.2.2 氯酸钾用量与除碳效果

试验方法浓硝酸30 mL，不同氯酸钾（一次加入）用量的除碳质能力于热板上加热，溶液微沸时，取下开始计时，结果见表3。

表3 氯酸钾用量对碳质氧化效率的影响

由于地质试样中所含的碳质物质种类和数量不尽相同。所以在试样处理过程中，应注意观察液面有否漂浮黑色碳膜，如有此现象，应补加氯酸钾，继续加热氧化，直至碳膜除尽为止。

1.2.3 硝酸浓度与除碳效率

取定量碳质和氯酸钾1 g，加入不同浓度的硝酸溶液，在电热板上加热，溶液微沸时，开始计时,见表4。

表4 硝酸浓度对碳质氧化效率的影响

硝酸浓度对除碳效率有影响，浓度越大，氧化速度越快。硝酸能使含碳有机物直接硝化，但硝酸的浓度不能太大，它会使活性碳对金（Ⅲ）的吸附率降低，给下一步富集分离带来不利影响。故本法选用硝酸用量为70%硝酸溶液30 mL。

1.2.4 反应温度的影响

取非晶质碳0.1 g，加氯酸钾1.5 g，70%硝酸溶液30 mL，在不同温度下进行反应，见表5。

表5 溶液温度对除碳效率的影响

氯酸钾硝酸溶液在温度低于80℃时，碳质氧化速率较慢，但温度太低，又会加速氯酸钾的分解，成为无谓损失，所以加热温度以维持溶液微沸状态即可。

1.3 湿法氧化除碳效果

1.3.1 标准金回收试验

于10个250 mL的锥形瓶中，分别加入含1 000 μg标准金的溶液，分2组，其中1组分别加入活性碳0.1 g，按本法化学湿法氧化除碳，另1组不加活性碳。将上述两组溶液经富集后，以原子吸收仪测定，见表6。

由表6可知，含碳溶液中金（Ⅲ）没有损失，说明溶液中的碳已被氯酸钾硝酸氧化除去。

表6 金标准回收

表7 含不同碳质试样，测定结果比对g/t

1.4 结论

（1）以上测定数据可知，腐植质对金（Ⅲ）无吸附作用，晶质石墨和非晶质碳对金（Ⅲ）均有很强的吸附能力。必须从试样中除去。

（2）本文提出用氯酸钾、硝酸作氧化剂的化学湿法氧化法，对非晶质碳及晶质石墨的效果都非常好，适用于各种含碳地质样品，且手续简便。

2 试样中硫化物的氧化

样品含金硫化物未经脱硫处理，所测得的结果常常偏低。取含金硫化物(含硫45%左右)试样10 g共3份，分别按未经脱硫、王水溶解；氧化除硫后王水溶解。然后将所得的溶液以及析出的单体硫、酸不溶残渣分别测定其含量，见表8。

表8 含硫化物用不同方法脱硫后、测定金结果对比

上述3种不同处理样品方法中，未经脱硫直接王水溶解金残渣中损失严重，焙烧氧化脱硫和本法氧化脱硫后王水溶解，所得结果基本相符。

3 试验过程

称取试样20 g于300 mL三角瓶中加氯酸钾1.5 g、水10 mL，摇匀、缓慢注入硝酸20 mL，加盖摇匀，加热保持微沸状60 min，取下稍冷，加50%盐酸30 mL，继续煮沸30 min取下，加水稀释至100 mL，加泡沫塑料震荡，用原子吸收仪测金的含量。

4 注意事项

溶解样品时，要注意观察溶液中是否有漂浮黑色碳质和硫化物沉淀渣，如有上述情况，应补加氯酸钾，硝酸溶液，继续加热，直至完全氧化除尽为止。

[1]李锡安.中国无机分析化学.1993.

[2]林世光.冶金化学分析.1980.

[3]地质矿产部.金银测试方法.1985.

[4]金学陵.岩石矿物微量金的测定.1985.

[5]薛潮明.有色金属分析通讯.1992.

收稿：2014-04-03