地质样品中金的测定研究

贾欣欣

（二八一大队分析检测中心，四川 西昌 615000）

地质样品一般分为岩石样品、矿石样品、土壤样品、水系沉积物样品等固体样品。其中，土壤样品和水系沉积物样品为地球化学调查样品，又称为化探样品。将含有金的地质样品加工，分离富集制成溶液后进行测定。因其品位多数为10-6～10-9级，常用的分离富集方法包括泡塑富集、活性炭富集、火试金富集，测试方法主要采用分光光度法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体光谱法[1-3]。

1 样品加工方法

金在自然界含量极低，主要以自然金存在且分布极不均匀，能和银、铜和铂族元素形成合金，也可以和锑、碲形成化合物。自然金具有高度的延展性，不易进一步被粉碎，含有明金的地质样品，样品加工制备的代表性和均匀性难以保证，致使最终分析结果的重现性差，且分析结果严重偏低，即使增加分析次数也难获得正确的结果[4]。

多数实验室对样品加工采用颚式破碎机粗碎-对辊机中碎-磨盘细碎-棒磨机细碎工艺，由于金与共生矿物硬度相差大，造成金破碎不完全，张连起[5]等认为对含有明金而脉石硬度低的岩石样品采用加入高硬度的石英砂作为助磨剂，将明金充分粉碎，效果良好。陆开建[6]等认为用圆锉棒磨法代替常规棒磨法加工制备含颗粒金矿石样品，样品的均匀性和代表性得到了很大的提高。

2 样品前处理

含金地质样品中常伴有干扰元素，如硫，砷，有机质等影响金的分解富集，样品分解需要预处理，目前广泛采用焙烧法除去这些干扰元素，焦秋实[7]等采用两阶段焙烧法，将要分析的样品置于马弗炉中，先升温至450℃，保温1h，使样品中的金属砷化物分解，挥发除去砷和部分硫、碳，再继续加温至800℃，保温2h，使黄铁矿等金属硫化物分解，挥发除去硫和碳，使样品中的砷、硫、碳等杂质的含量降到最低。

3 样品分解

金矿样品分解过程中常用的有火试金法、碱熔融法、酸分解法。但火试金法存在试剂用量大，成本高，空白高等缺点；碱熔融法取样量小，不具有代表性。酸分解法具有空白值低、操作简便、成本低廉、不需要特殊设备等特点，是目前溶解金元素较为常用的方法。

王水的溶解能力很强，是金和金矿最好的溶剂。王水的作用主要是盐酸和硝酸反应所产生的新生态的氯具有极强的氧化能力，加速了试样的分解，是测定金报道最多的方法[8-12]，在地球化学勘查中发挥了重要作用。此外逆王水也有很强的氧化能力，适用于含铅试样的分解。

酸-氧化剂分解方法

在盐酸中加入适当的氧化剂，如过氧化氢、氯酸钾、溴水等后，由于这些氧化剂和盐酸作用生成新生态氯，即能溶解金。赵延庆等[13]认为在王水中加入1ml溴水可以使金全部被氧化，刘军等[14]采用大体积高压密闭罐分别以盐酸-过氧化氢-氯酸钾和王水为消解体系，将实验方法应用于地球化学一级标准物质中金的测定，结果与认定值相符。

4 样品分离富集方法

不同性质的样品，选择合适的分离富集方法是获得准确分析结果的基础，活性炭吸附法和泡塑吸附法是分离富集金元素常用的方法。

4.1 活性炭吸附

活性炭具有疏松多孔，比表面积较大等特性，是优良的吸附剂吸附，吸附机理普遍分为物理吸附和化学吸附。物理吸附主要来自于范德华力；化学吸附是由于活性炭在酸性介质中吸附氢离子而带正电荷，从而吸附贵金属络阴离子。

活性炭质量的好坏，对金的吸附有很大的影响。郭林中等[15]对活性炭进行了硝酸改性处理，金的回收率能达到96.6%～99.1%，精密度最好。刘先国等[16]在活性炭吸附过程中加入氯化亚锡，采用动静态相结合的吸附方式对化探样品中的金，回收率达到90%以上。

4.2 泡塑吸附

泡沫塑料是一种被广泛采用的金的富集材料，其吸附机理还在进一步研究中，目前初步认定为氨基离子的交换作用和极性基团的吸附作用，但这并不影响它的应用。泡塑大多采用聚氨酯型泡塑，也可以用聚氨醚泡塑。

泡塑吸附明显比使用活性炭吸附操作上要简单，活性炭富集时，通常要冲洗吸附柱数次以除杂，而前者只需要用水冲洗2～3次洗净矿渣即可。另外泡塑价格低取材方便，目前市售的聚氨酯泡沫稍经处理即可使用。由于泡塑吸附金后易于无臭灰化或者被硫脲解脱，现已成为测定岩石矿物中金的重要手段。

将泡塑预处理后可增加其吸附性能，马怡飞等[17]将聚氨酯泡沫塑料用5%NaOH溶液浸泡60 min,再用10%HCl溶液浸泡120 min预处理后，吸附测定金矿石国家标准物质,测定值与标准值基本一致。武锦[18]认为聚氨酯泡沫塑料在无水乙醇中最佳浸泡时间为4h,该方法金回收率在95%以上，陈景伟[19]用载炭泡塑吸附金，用ICP-OES测定金量，实现了载炭泡塑对金的振荡吸附，吸附率高，对共存元素的抗干扰能力强，对低含量和高含量的样品均有较高的准确度，刘向磊等[20]采用负载二苯硫脲聚氨酯泡塑同时分离富集痕量金，对国家标准物质中金检测结果与标准值基本相符。

5 样品测试方法

地质样品经分解，富集，吸附后制成的金溶液可以根据其含量高低选用合适的仪器测试，常用的有分光光度计比色法，原子吸收光谱法，电感耦合等离子体发射光谱法[21]。

5.1 分光光度比色法

分光光度法，依据朗伯-比尔定律，通过测定金在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度，进行定量分析的方法。硫代米蚩酮（TMK）是光度法测定金中应用最广、灵敏度较高的显色剂，它与Au+形成配合物可直接测定，也可用有机溶剂萃取后测定，此外孔雀绿和结晶紫也是金的灵敏的显色剂，但比色法常用到有机试剂，一方面对环境造成污染，另一方面损害检测人员身体健康，且萃取时间长，劳动强度大，不适合大批量操作。

5.2 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法由于其仪器结构简单、操作简便、易于掌握、价格便宜、分析速度快、耗费低、选择性好、精密度高等优点,在冶金、地质、化工、医药、刑侦和食品卫生等领域得到了广泛应用。地质样品经分解，富集，吸附后制成的金溶液可以直接用原子吸收法测量，测试时由于加热方式及不同分为石墨炉原子吸收光谱法和火焰原子吸收光谱法，其中常量金用火焰原子吸收法测量，痕量金用石墨炉原子吸收法测量。

5.3 电感耦合等离子体发射光谱法

金的地质样品经分解，富集，吸附解吸附后也可以选择电感耦合等离子体发射光谱法测量，此方法对金的分析性能好、检出限低、线性范围宽，可以用一条校准曲线分析较宽浓度范围的试样，有利于提高低含量样品的准确度，对高含量样品不需要稀释，适于测定含量跨度达4个数量级的金矿石样品。

但是其仪器本身价格昂贵且耗材高，一般在满足测量条件下选用其他仪器代替。

6 结语

从地质样品的加工，预处理，分解，分离富集方法和仪器测试的各个方面，岩矿测试工作者们一直在研究更先进、更实用的金分析测定技术，同时在金的分析测定过程中采取更有效的质量控制方法，提高金分析测定数据的准确度。