盐酸溶样—火焰原子吸收光谱法测定氰化尾渣中的金

2018-03-02师兆忠郝喜才韩艳霞

湿法冶金 2018年1期

师兆忠，郝喜才，韩艳霞

(开封大学材料与化学工程学院，河南开封 475001)

氰化尾渣是氰化提金后的废渣，主要含有铁、硅、铅、硫等元素，也含有少量金、银等贵金属，其中铁质量分数在30%左右，金质量分数在0.5～10 g/t。金的测定是氰化尾渣进一步综合回收有价金属的前提，而含金矿样的溶样又是金含量测定的关键。

含金矿样的溶解方法有热溶法和冷溶法。热溶法主要是采用王水溶解体系[1-5],通过灼烧或湿法预处理后再用王水在电热板上加热溶解[6]。除王水体系外，对于成分不同的含金矿样，也有采用氯酸钾-硝酸饱和溶液[7]、溴水-氯化钠体系[8-9]、硝酸-氯化钠-高锰酸钾-氟化氢铵体系[9]、饱和食盐水加硝酸(1+1)和溴水(1.5%)组成的溶剂体系[10]进行溶样。冷溶法仅适用于某些类型的样品,并且耗时较长，分别采用王水、盐酸+硝酸+水(3+1+4)、4%Br2+10%NaCl、8 mol/L盐酸+磷酸+5%高锰酸钾(3+2+1.5)、HCl-H2O2体系溶解样品[11-15]。

三价铁离子在一定条件下能够氧化金[16-17]，所以盐酸溶解氰化尾渣中铁的同时也能溶解金，而且该溶样方法不添加氧化剂，不会产生喷溅，也不受样品质量限制，因此，试验研究了采用盐酸溶解氰化尾渣，然后采用火焰原子吸收光谱法测定其中金含量。

1 试验部分

1.1 仪器及工作条件

PinAAcle900T型原子吸收光谱仪(珀金埃尔默仪器有限公司)，采用氘灯、自吸效应双重背景校正，仪器工作参数见表1。

表1 仪器工作参数

1.2 标准溶液及主要试剂

金标准溶液(GSB04-1715—2004)：国家有色金属及电子材料分析测试中心提供，吸取25.00 mL金标准溶液于500 mL容量瓶中，加入50 mL王水，加水稀释至刻度，此溶液金质量浓度为50 μg/mL。

金矿石标准物质：地球物理地球化学勘察研究中心提供，GBW07808b(GAu-17b)，金质量分数(3.3±0.2) μg/g；GBW07809b(GAu-18b)，金质量分数(10.4±0.2) μg/g。

试验用水均为二次蒸馏水。

活性炭：将100 g活性炭置于500 mL烧杯中，加入300 mL 浓度为2 mol/L的HCl溶液,加热煮沸1 h,再浸泡3～4 h，过滤、洗涤干净后烘干，备用。

氰化尾渣：河南金源矿业有限公司提供，Au-1，金质量分数9.2 μg/g；Au-2，金质量分数1.2 μg/g。

1.3 测定原理与方法

盐酸溶解氰化尾渣过程中的主要反应为：

(1)

(2)

当溶液中的三价铁达到一定浓度且有游离盐酸存在时，三价铁能够将金氧化：

(3)

称取氰化尾渣50.0 g于瓷坩埚中，在650 ℃下焙烧2 h,冷却后转入250 mL三颈瓶中。加入盐酸，开启搅拌，冷凝水回流，过滤。滤液置于250 mL烧杯中，加入1 g处理过的活性炭，磁力搅拌1 h，过滤，分离载金活性炭。载金活性炭置于瓷蒸发皿中，在700 ℃下焙烧0.5 h(保证活性炭灰化完全)，冷却后加入10 mL王水，低温蒸至2～3 mL,转移至50 mL容量瓶中(根据金质量分数选择稀释倍数)，用去离子水稀释至刻度，过滤。用火焰原子吸收光谱法测定金质量分数。

2 试验结果与讨论

2.1 溶样条件的确定

2.1.1盐酸溶样时间的确定

在有大量Fe3+存在条件下，溶液中的Cl-可以与金形成配合物。盐酸理论用量是指溶解尾渣中全部铁所用盐酸的量，实际用量与理论用量的比值为过量系数。

试验条件：盐酸过量系数1.5(对50.0 g氰化尾渣用盐酸96 mL)，温度100 ℃。反应时间对金浸出率的影响试验结果见表2。可以看出，反应时间超过1 h后，金浸出率变化不大。所以，确定溶样时间以1 h为宜。

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表2 反应时间对金浸出率的影响试验结果

2.1.2温度对溶样的影响

试验条件：盐酸过量系数1.5(对50.0 g氰化尾渣用盐酸96 mL)，反应时间1 h。温度对金浸出率的影响试验结果见表3。

表3 温度对金浸出率的影响试验结果

由表3看出，100 ℃下金浸出率最高。因此，适宜的溶样温度确定为100 ℃。

2.1.3盐酸过量系数的确定

试验条件：反应时间1 h，温度100 ℃。盐酸过量系数对金浸出率的影响试验结果见表4。

表4 盐酸过量系数对金浸出率的影响试验结果

由表4看出，盐酸过量系数为2.0时，氰化尾渣中的金100%被浸出。因此，确定适宜的盐酸过量系数为2.0。

2.2 标准工作曲线与检出限

分别取不同体积50 μg/mL金标准溶液于50.0 mL容量瓶中，加入2～3 mL王水，用去离子水定容至刻度，摇匀，用火焰原子吸收光谱仪测定。得到的标准工作曲线及线性回归方程如图1所示。

图1 标准工作曲线及线性回归方程

测定12份空白试样的吸光值，结果见表5。根据吸光值测定结果计算得出标准偏差(s)为0.003 3 μg/mL，按3倍标准偏差计算方法检出限，结果为0.009 9 μg/mL。

表5 空白试样吸光值测定结果

2.3 方法准确度

采用地球物理地球化学勘察研究所提供的金矿石标准物质进行准确度试验，按上述优化溶样条件溶解样品，按测定方法进行测定，测定结果见表6。

表6 方法的准确度测定结果

由表6看出：方法测定值与标准值的相对误差符合DZ/T 0130.3—2006对误差的要求。

2.4 方法精密度

采用金源矿业有限公司提供的2个氰化尾渣样品进行精密度测定，分别测定12次。测定结果(表7)表明：样品Au-1中金平均质量分数为9.10 μg/g，样品Au-2中金平均质量分数为1.22 μg/g；相对偏差在允许限度内。

表7 方法的精密度测定结果

2.5 方法对比

对比本法与王水溶样法，根据DZ/T 0130.3—2006对相对误差YB要求，2种分析方法的测定结果之差的绝对值与其扩展不确定度的比值应小于等于1，即为合格：

其中：X1、X2表示2种方法的测定结果；U1、U2表示2种方法扩展的不确定度(P=95%)。分析方法对比结果见表8，可以看出，

表明用盐酸溶样与王水溶样的测定结果均符合要求，说明方法可行。

表8 分析方法对比结果

3 结论

试验结果表明：用盐酸溶解氰化尾渣然后再用火焰原子吸收光谱法测定金，可以获得与传统王水溶样方法一致的准确度、精密度，表明方法可行；在溶样时间1.0 h、溶样温度100 ℃、盐酸过量系数2.0条件下，可以获得较好的测定结果。为便于操作，实际工作中，盐酸用量可以按下列规律加入：铁质量分数<20%时，盐酸用量为2 mL/g样品；20%<铁质量分数<30%时，盐酸用量为2.5～3.0 mL/g样品。

用盐酸溶解样品，溶样过程中不用加入浓硝酸，搅拌更易于控制，拓宽了金矿石样品代表性，而且样品质量不受限制，适用于各种金含量的氰化尾渣样品。采用此方法，氰化尾渣焙烧必须完全，除去其中少量黄铁矿，以减少误差。

[1] 葛艳梅.王水溶样—火焰原子吸收光谱法直接测定高品位金矿石的金量[J].岩矿测试，2014，33(4)：491-496.

[2] 付文慧，艾兆春，葛艳梅，等．火焰原子吸收光谱法测定高品位金矿石中的金[J].岩矿测试，2013，32(3):427-430．

[3] 罗永红，韦真周，张相钰，等.湿法氧化除硫碳—活性炭富集—原子吸收分光光度法测定矿石中的金[J].湿法冶金，2016,35(2)：167-170.

[4] 王虹,马德起,苏明跃.改性活性炭富集—火焰原子吸收光谱法测定铜精矿中金[J].冶金分析，2006，26(6)：54-55.

[5] 张碧玲,孙爱琴,姚文生，等.石墨炉原子吸收测定岩石样品中痕量金的研究[J].黄金,2005,26(5):42-44.

[6] 任奇钰,李绍聪,周一英.简易分离贱金属快速原子吸收法测定金[J].分析化学,1982,10(4):227-229.

[7] 邓淑萍.含碳铅精矿中干扰元素的消除与金的溶解试验的研究[J].黄金,2001,22(6):45-47.

[8] 薛光.氯化钠-溴水封闭溶样碘量法测定矿石中的金[J].岩矿测试，1994,13(2)：137-139.

[9] 王明西.非酸溶矿、泡塑吸附技术在金分析中的应用[J].陕西地质,1994,12(1);83-89.

[10] 薛光.金的三正辛胺棉富集分离氢醌滴定法[J].黄金,1997,18(5):48-50.

[11] 杨理勤.含碳酸盐的银金矿样中金的溶解方法的实验研究[J].黄金,1996,17(10):49-50.