ICP-OES在火试金重量法分析铜精矿中金、银的研究和应用

廖波 马丽（凉山矿业股份有限公司昆鹏公司，四川 会理615141）

1 研究背景

铜精矿作为铜冶炼企业最主要的原料其中伴生大量的贵金属金、银，工业分析铜精矿中金银的方法通常采用火试金重量法分析且精密度高、稳定性好，尤其从大量的试样中富集微量的金银时富集效率高。但近年来研究发现单纯的火试金富集金银合粒中含有少量的杂质元素。相关规定的解决措施为原子吸收法或滴定法分析火试金富集的金银合粒中的银含量，从而得到准确的分析结果，但这两种方法仍存在着一定的缺陷。

本文根据铜精矿中全元素情况及火试金分析的特点，通过采用ICP-OES建立测定方法，主要测定了Cu、Pb、Bi、Fe、As、Zn、Ni、Mn、Cd、Ca、Mg、Al、Pt、Pd等14种元素，准确测定金银合粒中的各杂质元素的含量，计算出杂质元素含量总和，然后通过差减法消除了高杂质元素对火试金重量法的影响，实现了ICPOES 联合火试金重量法准确测定高杂质铜精矿中金银品位的目的。

2 实验部分

2.1 主要试剂及仪器

碳酸钠：工业纯，粉状

氧化铅：工业纯，粉状（含金＜0.01g/t，银＜0.2g/t）

二氧化硅：工业纯，粉状

硼砂：粉状

淀粉：粉状

硝酸钾：粉状

覆盖剂：（硼砂：碳酸钠～1：2）

硝酸（1+7），不含氯根，分析纯

硝酸（1+1），不含氯根，分析纯

硝酸（ρ=1.42g/ml）优级纯

盐酸（ρ=1.19 g/ml）优级纯

王水（盐酸+硝酸=3+1），现用现配

Pb、Zn、As、Cd、Bi、Ni、Fe、Mn、Ca、Mg、Al、Cu、Pt、Pd 标准储备液（100ug/ml）

水泥-骨灰灰皿：水泥：骨灰=1：1，顶部内径35mm，底部外径40mm，高30mm，深约17mm

电感耦合等离子发射光谱仪（ICP-OES）ICAP6300

高精度电子天平感量0.001mg

灰吹炉：最高加热温度：1000℃

试金炉：最高加热温度：1350℃

2.2 试验方法

2.2.1配料

根据试料的化学组成及试料量按下列原则于粘土坩埚中进行配料并搅匀，覆盖约10mm厚覆盖剂。

碳酸钠：试料量的1.5倍。

氧化铅：30 倍于铜量或25 倍于硫量加上铅扣量（若含铁、砷、锑、铋、镍等高时适当增加其用量）。

二氧化硅：加入量按等于0.5硅酸度的渣型计算所需量。

硝酸钾、淀粉：根据试料中硫及碳的含量适当加入保证铅扣质量在30～45g之间。

2.2.2熔融

将配好料的粘土坩埚置于900℃的试金炉中，在30～40min内升至1150℃，保温20min 出炉。将熔融物倒入已预热过且涂了油的铸铁模中，冷却后将铅扣锤成方型。注意适宜的铅扣应为表面光滑，重30～45g，否则应重新调整配料、熔融。

2.2.3灰吹

将铅扣置于已在900℃的灰吹炉内预热20min的灰皿中，关闭炉门。待铅液表面浮膜消失后稍开炉门，使炉温下降至840℃进行灰吹，当合粒出现闪光后灰吹即告结束。将灰皿移至炉门口，稍冷后放入灰皿盘中冷却。

2.2.4分金

用止血钳取出合粒，刷去粘附的杂质，将金银合粒置于小钢砧上锤成薄片放入瓷坩埚中称量精确到0.01mg，然后加入10mL硝酸（1+7），置于低温电热板上加热，蒸至1～2ml后取下稍冷，再加入20mL热硝酸（1+1）加热30min取下冷却，用热蒸馏水洗涤坩埚壁和金粒3次，用倾泻法将溶液和洗液移入250mL 烧杯中以备处理。将盛有金粒的瓷坩埚置于高温炉上烘干并灼烧5min取下，冷至室温，称量金粒（精确至0.001mg）。

2.2.5 ICP测定

（1）仪器工作条件见表1。

表1 ICP-OES仪器工作条件

（2）工作曲线的绘制。分别吸取100ug/mlPb、Zn、As、Cd、Bi、Ni、Fe、Mn、Ca、Mg、Al、Cu、Pt、Pd 标准溶液0、0.50、1.00、5.00、10.00ml于100ml容量瓶中，分别加入10ml王水，用去离子水定容至刻度摇匀以备用；此系列混合标准溶液为0、0.5、1、5、10µg/ml（个别含量高的元素可准备为50µg/ml的高标）。

（3）样品的测定。将上述保留的分金溶液及洗液蒸发至近干，用王水加热溶解，冷至室温定容至刻度线，混匀静置待测。

采用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）在相应的波长下测定铋、铅、铜、铁、砷、蹄、镍、镉、猛、钙、镁、铝、铂、钯的浓度，仪器需优化消除干扰以获得最大的灵敏度，使谱线强度和浓度成线性关系。将所有元素的测定值减去空白值相加来计算分金溶液和洗液中的总杂质含量。

3 结果

3.1 金银合粒中存在的杂质元素

根据铜精矿元素情况，其中主要金属元素含有铜、铁、钙、镁、铝、铋、铅、砷、蹄、镍、镉、猛、铂、钯等14种元素，通过火试金分离富集得到的金银合粒除去了大多数杂质元素，其主要成分为金银，其余杂质成分含有少量的铅、铋、钙，部分样品含有少量的铂、钯[1]。本文列举了几种有代表性的铜精矿分析各元素含量可知6类样品金银合粒中铜、铁、砷、蹄、镍、锰、镉、镁、铝的含量均＜0.2ug，其含量基本忽略不计，而所有铜精矿金银合粒中均含有铅、铋、钙这三种元素，含量随品位高低有波动，有2类铜精矿金银合粒中测出少量的铂、钯。

3.2 方法精密度和样品回收率试验

金银合粒中存在的杂质元素主要是铅、铋、钙、铂、钯，选择铜精矿样品，经火试金富集、分金酸溶解后按所选仪器最佳工作条件测定，考察方法的精密度和样品加标回收率（n=8）如见表2。

表2 部分元素精密度和加标回收率

3.3 杂质元素对银品位影响

准确测定各类铜精矿金银合粒中的杂质元素总含量，分析换算成品位的影响情况，通过统计数据得知大部分铜精矿金银合粒中杂质品位占比在0.5～4.5%，随着银品位升高杂质占比减少。还发现火试金重量法分析某些特殊的高杂质铜精矿时金银合粒中残留的铅、铋、铂、钯含量明显增加，杂质品位占比＞

5%。

4 结语

文章通过试验证明ICP-OES 分析经火试金分离富集的金银合粒时杂质元素干扰少、灵敏度高，适用于铜精矿中银的各品位段杂质元素分析。通过差减法消除了杂质元素对火试金重量法的影响，实现了ICP-OES联合火试金重量法准确测定各类铜精矿中金银品位的目的。