湖南鑫龙矿业有限公司质检中心实验室多年来一直采用传统的火法炼铅化验方法。这种方法不仅分析成本高,劳动强度大,而且分析周期长,对井下和选矿生产指导意义不大。往往新开矿的分析结果要等分析结果做完才能上报。特别是随着选矿技术的不断提高,浮选尾矿的含金品位已降至0.40 g/t以下,火法测铅已不再适用于该公司尾矿的金品位分析。同时,随着公司的不断扩张,一些新成立的矿石性质相同或相似的矿业子公司也面临着同样的困境。因此,有必要建立一种新的分析方法来解决这些问题。
PVC -尼龙6树脂分离富集TMK光度法测定金是一种全新的金分析方法。这种方法是中科院长春应用化学研究所研究员王炳武等老师发明的。该方法的特点是:分析速度快(是热解分析时间的1/3),分析成本低(不到热解分析成本的1/5),方法的精密度和准确度高,操作人员容易掌握,样品准确度高。
自1995年以来,一直采用活性炭吸附-碘量法和活性炭吸附-对苯二酚法测定金,但对于锑砷含量高的硫化矿样品,结果并不令人满意。自1996年以来,实验中一直采用PVC -尼龙6树脂分离富集金的TMK光度法。经过一年多的试验,对该方法进行了大量的改进和创新,使其更适合于实际矿石样品的分析。1997年10月,该方法成功应用于湖南鑫龙矿业有限公司的生产分析,但对当时锑含量极高的浮选精矿和地质生产样品的分析结果并不理想。一段时间以来,从2000年1月开始,通过降低样品重量和用王水预处理矿石样品,实验成功地分析了高锑和高硫样品,进一步改进了PVC -尼龙6树脂分离富集和TMK分光光度法测定金的方法。从1998年至今,湖南鑫龙矿业有限公司实验室内外部检查合格率均达到或超过标准要求。特别是对公司低品位尾矿样品的分析,克服了火法炼铅化验中的称量误差,使分析结果更加准确可靠。
第一,实验部分
实验方法
实验是基于利用PVC -尼龙6树脂在稀王水(5% ~ 20%)介质中吸附Au3+,从而达到分离干扰元素的目的。然后用pH = 9 ~ 10的亚硫酸钠和碘化钾混合溶液洗脱树脂上的Au3+。最后,在pH = 3.5 ~ 3.8时,Au3+与硫醇形成红色络合物,进行光度测定。该方法具有吸附和洗脱速度快、显色溶液稳定、线性范围宽的优点,可用于差示分光光度法和显色溶液的稀释。
(二)主要试剂和仪器
实验中使用的主要试剂和仪器如下:
1.PVC -尼龙6树脂,中国科学院长春应用化学研究所生产。
2.十二烷基硫酸钠溶液(简称SDS溶液):称取10gSDS于500mL烧杯中,加入200mL水,加热并不断搅拌使试剂完全溶解,用微孔滤膜过滤,贮存于250mL平底烧瓶中。
3.TMK溶液:称取50m g TMK于干燥的100mL量筒中,加入10mL丙酮,充分摇匀3 ~ 5分钟使试剂溶解,用无水乙醇稀释至100mL,静置,用干燥的玻璃漏斗过滤至500mL棕色瓶中,瓶颈处有少量脱脂棉(瓶上盖黑纸),然后分别加入100mL和50m l。该溶液的有效期为15d。
4.掩蔽缓冲液(简称缓冲液):在1000mL烧杯中加入400mL水和17.5 g乙二胺四乙酸二钠,加热溶解,然后加入84g柠檬酸和84mL冰醋酸,搅拌均匀,加入100mL水。在不断搅拌下,加入浓氨水调节pH值至3.5 ~ 3.8,用微孔滤膜过滤溶液,保存于带塞玻璃瓶中。
5.洗脱液:在500毫升棕色试剂瓶中加入200毫升水,然后加入4.0克无水亚硫酸钠、1.0克碘化钾、0.2克抗坏血酸、3.0毫升1∶1氨水,再加入200毫升水,充分摇匀,使试剂完全溶解。
6.黄金标准溶液:准确称取0.01000g纯金于200mL烧杯中,加入5mL浓硝酸和15mL浓盐酸,盖上表镜,加热至黄金完全溶解,取下表镜,继续加热蒸干溶液至近干。加入10mL浓盐酸,移至水浴中继续蒸发,然后加入5mL浓盐酸蒸发三次,加入100ml 1∶1盐酸溶解残渣,注入500mL容量瓶中,用水定容。将上述金标准溶液用5%盐酸稀释,制成20μ g/ml和10μ g/ml金标准溶液。
7.微孔膜过滤器和微孔膜(直径60mm)。
8.721型分光光度计。
9.分离富集装置:吸收长春应用化学研究所优点后自行设计,比原设计更适合样品分析,不受每批待分析样品数量的限制。
10.2XZ-0.5微型真空泵,浙江临海真空设备厂生产。
(3)样本分析
1.标准曲线:在10个50毫升比色管中加入0、5、10、20、30、40、50、60、70和80微克Au3+标准溶液,摇匀,加入1∶1氨水中和金标准溶液引入的酸,摇匀,然后加入16毫升洗脱液,摇匀。2.0ml TMK溶液,用水稀释至25mL,摇匀,以试剂空 white为参比,在721分光光度计上测定吸光度(1cm比色皿,555nm波长),重复上述操作3 ~ 4次,绘制标准曲线。
2.装柱:称取2.5g粒径为0.20~0.45mm的PVC -尼龙6树脂于100mL烧杯中,加入30ml 10%王水浸泡树脂,静置10 ~ 12d,将树脂倒入分离富集柱中(底部先塞一定量的玻璃纤维,用玻璃棒压紧),然后用水将烧杯中的树脂洗入柱中,在树脂层上加入少量玻璃纤维。
3.样品预处理:准确称取10.0克金矿石样品于400毫升烧杯中,加入40毫升水、20毫升浓硝酸和60毫升浓盐酸,盖上表面皿,放在电热板上并保持微沸45分钟,取下烧杯,加入100毫升水,搅拌均匀后过滤(微孔滤膜过滤)。用5%盐酸洗涤沉淀物3 ~ 4次,每次30mL,收集滤液。
4.分离富集:打开分离富集柱上端的胶塞,使柱内10%的王水以5 ~ 10 ml/min的速度流过树脂,将过滤后的溶液以5 ~ 10 ml/min的流速注入柱内,用5%盐酸30mL洗柱一次,然后用水洗柱4次,每次30mL。
5.金的洗脱与测定:以≤ 10ml/min的流速向柱中加入16mL洗脱液,收集洗脱液于50mL比色管中,摇匀,依次加入3.0mL热SDS溶液、2.0mL掩蔽缓冲液和2.0ml TMK溶液,用水稀释至25mL,混匀,以试剂空 white为参比,进行分光光度测定。
6.分离富集柱的回收:金洗脱后,向柱内加入30mL 20%氨水,保持流速在5 ~ 10mL/min,氨水过柱后,用水冲洗三次,每次30ml,最后加入30ml 10%王水,流出约10mL后用胶塞塞住分离富集柱上端。
7.结果计算:根据样品分析测得的吸光度,找出黄金标准曲线中黄金的微克数。样品中的金(g/t)=重量(g/t)=被测金的微克数。
二。结果和讨论
(1)吸收曲线
以标准曲线中的0μg Au3+为参比,在721光度计上改变20μg Au3 ++显色液的波长(500 ~ 580 nm),测得显色液的吸光度,绘制吸收曲线如图1所示。从图1可以看出,TMK与Au3+形成的红色络合物的最佳吸收波长为555nm。
图1吸收曲线
(2)标准曲线
根据样品分析中的“标准曲线”测量的结果列于表1中。
表1标准曲线表
图2标准曲线
从图2可以看出,有色溶液在0~80μg范围内符合比尔定律
(3)干扰因素
根据湖南鑫龙矿业有限公司的样品性质,主要干扰元素为锑和硫,但由于锑以辉锑矿的形式存在,所以样品中锑和硫的含量基本成正比。实验证明,当样品重量为10.0克时,3%以下的锑含量不影响分析结果。当锑含量超过3%时,必须对样品进行预处理。其他元素对金分析没有影响。
(4)干扰消除法
1.掩蔽方法
将样品溶于王水后,在装柱前加入酒石酸。但树脂对酒石酸锑也有一定的吸附能力,所以影响测定,效果不好。
2.溶解过滤法
加入浓硫酸,加热溶解Sb,过滤,取滤渣分析金,但由于金在浓硫酸中部分溶解,分析结果偏低。
3.高温挥发法
高温挥发法是加入样品重量3倍的NH4Cl,混匀。锑在马弗炉中于500℃挥发,然后被去除。但由于公司样品中的金以细颗粒包裹在毒砂中,在高温下,As也形成氯化物挥发并带走包裹的金,使分析结果系统偏低。同时,由于除锑过程中产生大量有毒烟尘,对实验室周边环境有影响。一段时间以来,很难获得高质量的产品。
4.用王水作为预处理方法减轻样品重量。由于高温挥发脱锑法产生大量污染环境的有毒烟尘,同时高锑样品分析周期延长,分析结果体系过低,无法与其他样品使用同一标准曲线。因此,一段时间以来,高锑样品的分析成为实验工作的重点。通过对样品溶解过程的观察和分析,并查阅相关资料,认为高锑样品的分析结果不仅受较多锑的影响,还与样品中硫的含量有关。当大量S存在时,单质S在用王水溶液包裹Au的过程中会沉淀出来,使分析结果偏低。因此,尝试通过减轻样品重量和王水预处理来解决高锑样品中金的分析(由于该公司样品中的金以细颗粒状态嵌布在硫化矿中,样品粉碎至0.098mm以下后,金在样品中的分布是均匀的,适当减轻样品重量仍具有代表性,不会影响分析结果)。其中,减少样品称量可以减少样品中Sb和S的总量,同时可以控制样品中金的总量,从而简化精矿样品的分析操作步骤。用王水作预处理可以解决单质S对金的包裹作用。通过一系列条件试验,确定该公司浮选精矿最佳样品重量为0.5000 ~ 1.0000 g,其他高锑矿样品分别为5.0 ~ 10.0 g和10 ~ 15 ml,视金品位而定。预处理过程应该在电热板上加热到接近干燥。大量对比试验结果表明
(5)分析结果的比较
近年来,该方法对一些样品的分析结果与火法铅试金法进行了比较,列于表2。
表2分析结果对比
(6)方法的精确度
选取湖南鑫龙矿业有限公司第一个原矿样品进行了方法精密度试验(n = 10),根据金的测定结果,计算出该方法的相对标准偏差为2.6%。
(七)树脂吸附和洗脱金的回收率
采用标准加入法,测定了树脂吸附和洗脱金的回收率(n = 10)。结果表明,PVC -尼龙6树脂吸附和洗脱金的回收率在98.5% ~ 102%之间。
三。结束语
首次将TMK光度法分离富集PVC -尼龙6树脂的方法成功地应用于矿山分析。为湖南鑫龙矿业有限公司质检中心实验室建立了一套新的快速金分析方法,并在公司随后建立的隆回金星公司、陈金矿业公司等实验室成功应用。为公司发展创造了良好的直接和间接经济效益,在其他类似矿山实验室具有推广使用价值。
关键词TAG: 贵重金属 金