活性炭富集-原子吸收分光光度法测定金

罗永红，韦真周

（广西冶金研究院，广西 南宁 530023）

用活性炭富集-原子吸收分光光度法测定金方法简便，劳动强度小，分析结果准确性好，能满足生产和科研需要［1-3］。但该法的准确性受多种因素影响［4-5］，为进一步提高灵敏度及准确性，结合工作实际，探讨了该法中影响测定结果准确性的几个因素。

1 材料与方法

1．1 仪器与试剂

试验仪器：AL204型电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；KSW-5-16S型马弗炉，上海沪越实验仪器有限公司；ACS-6A型电子计重称，上海友声衡器有限公司；TAS-986F型原子吸收分光光度计，北京通用仪器有限责任公司；金空心阴极灯，仪器工作参数见表1。

表1 原子吸收分光光度计工作参数

试剂：硝酸，盐酸，氟化钠，氟化氢铵，氯化钠，高锰酸钾，均为分析纯；硫脲，10g／L，分析纯。

金标准溶液储备液：用电子天平准确称取0．100 0g纯金（99．99%）置于100mL烧杯中，加入10mL王水，置于电热板上水浴加热至金完全溶解，加入15滴250g／L氯化钠溶液，继续水浴加热蒸干至无酸味，加2mL浓盐酸重复蒸干2次。取下冷却，以去离子水溶解并转入100mL容量瓶中，加2mL浓盐酸，用水稀释至刻度，摇匀，于阴凉处密封保存。溶液中金质量浓度为1mg／mL。

纸浆：由定性滤纸在水中捣碎制备。

活性炭：将200目活性炭在50g／L氟化氢铵的王水（1＋4）溶液中浸泡1周，抽滤后，以0．24 mol／L盐酸和去离子水洗净。

吸附柱：内径32mm，高60mm。

1．2 校准曲线

取金标准储备液10mL，用8mol／L盐酸定容于100mL容量瓶中，此溶液为金标准溶液，金质量浓度为100μg／mL。

分别取0，0．5，1．0，2．0，3．0，4．0mL 金标准溶液于100mL容量瓶中，加入2mL盐酸溶液（6 mol／L），10mL硫脲溶液（10g／L），用水稀释至刻度。此标准系列溶液金质量浓度分别为0，0．5，1．0，2．0，3．0，4．0μg／mL。

2 试验方法

视含金量，用电子天平称取10～30g试样置于灰皿中，放入马弗炉中在700℃下焙烧1h，冷却后取出，转入400mL烧杯中，用水冲洗灰皿2～3次。移至通风橱中，加入100mL王水（1＋1），盖上表皿，于电热板上加热并保持微沸30～60min。停止加热后用温热水冲洗表皿及杯壁，稀释至200～250mL，冷却至40～50℃时过滤。

于装有活动板的吸附柱上加入直径为30 mm的滤纸，倒入纸浆，抽干，使纸浆高度为2～3 mm，再倒入活性炭纸浆，抽干，厚度视待测样品的含金量而定。活性炭纸浆上再倒一层纸浆，压平，抽干，以完全覆盖住活性炭纸浆为宜。用水冲洗柱壁，装上布氏漏斗，布氏漏斗中铺一层7cm滤纸，用水润湿，倒入少许纸浆，抽干。试样溶液连同残渣一起倒入布氏漏斗，抽滤。抽滤后，以0．24mol／L温热盐酸冲洗烧杯壁2～3次，冲洗漏斗上残渣7～8次。去掉布氏漏斗，再次冲洗4～5次吸附柱，然后以40～50℃去离子水冲洗吸附柱10～12次。停止抽滤后取下活性炭纸浆块，置于50mL坩埚中，在电热板上碳化至无烟为止，再放入马弗炉中于700℃下灰化至完全。取出冷却后，在坩埚中加入2mL王水，电热板上水浴蒸至湿盐状（约0．5mL，不宜过干），加入硫脲溶液（按每10mL定容体积加1mL），水洗坩埚，移入容量瓶中，按仪器条件进行测定。

矿石中金的质量分数计算公式为

式中：w（Au）为金的质量分数，g／t；ρ1为工作曲线上查得的试液金质量浓度，μg／mL；ρ0为工作曲线上查得的空白试液金质量浓度，μg／mL；V为试液定容体积，mL；V1为试液分取体积，mL；V2为试液稀释体积，mL；m为试样质量，g。

3 试验结果与讨论

3．1 焙烧方式的影响

对同一样品称取各两份（铜精矿，硫铁矿）：一份低温下放入马弗炉中，炉门不完全关闭，升温至设定温度（700℃）后保持1h，关闭电源，待其冷却后取出；另一份先升温至400℃左右，搅拌至颜色均匀后再升温至700℃保持1h。焙烧以松散不板结、易溶于王水为宜。两种焙烧样品分别按试验方法进行测定，试验结果如图1所示。可以看出：焙烧过程中加以搅拌，焙烧样品的测定值与推荐值相近；而未搅拌的样品，其测定值明显偏低。同时，未搅拌焙烧样品均存在板结、不易溶解现象。硫铁矿中金的测定结果偏低可能是灰皿底部的C、S未完全烧尽的缘故。

图1 焙烧方式对测定结果的影响

3．2 金的溶解的影响

显微镜观察结果表明，试样中的金通常以3种方式存在：二氧化硅镶嵌共生物，金属颗粒，片状［4-5］。金被硅酸盐或二氧化硅包裹时溶解不完全，需加氯化钠、氟化钠、高锰酸钾助溶，加助溶剂后再以王水（1＋1）溶解。

取等量试样（磨碎至200目左右），一份加入助溶剂氯化钠、氟化钠、高锰酸钾，另一份不加助溶剂，都加100mL王水（1＋1）溶解后，按试验方法进行测定。试验结果如图2所示。

图2 助溶剂对结果测定结果的影响

由图2看出：不加助溶剂时，测定结果偏低；而加入助溶剂后，测定重复性和平行性均较好，与推荐值相符合。

通常情况下，金在王水中的反应如下［6］：

当氯离子大量存在时，硝酸的氧化性更强。酸性条件下，高锰酸钾与氯化钠发生如下反应：

反应中生成的氯气能更好地溶解试样中的金，因此，加入氟化钠、氯化钠、高锰酸钾，不仅促进金的溶解，也减少了王水用量，可避免浓王水溶样引起的剧烈反应。

3．3 活性炭纸浆厚度的影响

对于动态吸附而言，活性炭纸浆吸附层厚度，试液通过活性炭纸浆吸附层速率，活性炭纸浆层密度都会影响金的吸附［7-9］。后两者相同时，活性炭纸浆吸附层厚度对金吸附试验结果见表2，吸附原液为纯的AuCl-4溶液。

表2 活性炭纸浆厚度与金吸附量的关系

实际试样中往往含有其他离子，如铁、铜、锡等，这些离子也会吸附在活性炭上，影响金的吸附。根据实际工作经验，建议活性炭与纸浆的质量比为1∶2的活性炭纸浆厚度以7mm左右为宜。

3．4 活性炭灰化程度的影响

取等量试样2份，按试验方法进行测定。试样碳化后，放入马弗炉中在700℃下进行灰化，灰化程度对金测定的影响试验结果如图3所示。

图3 活性炭灰化程度对金的测定结果

由图3看出，活性炭未完全灰化，测定结果偏低，这可能是未完全灰化的活性炭中的金不能被王水完全溶解所致。

4 结论

试验比较了试样焙烧、溶解、活性炭纸浆厚度、灰化程度对活性炭富集-原子吸收分光光度法测定金的影响，结果表明：

1）铜精矿、硫铁矿试样焙烧时，需在400℃下搅拌至颜色均匀，再继续在700℃下焙烧，避免因焙烧不完全造成测定结果偏低。

2）以氟化钠、高锰酸钾、氯化钠作助溶剂，能更好地溶解硅酸盐或二氧化硅包裹的金。

3）活性炭纸浆厚度以7mm为宜；测定时活性炭需完全灰化。

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