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铜精矿中金的测定方法

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[摘 要]文章介绍了铜精矿中金测定方法,其中有:火法试金-重量法测定金、小型阴离子交换柱分离-火焰原子吸收光谱法测定金、ICP-AES法测定金。现将这三种方法作如下报告。

[关键词]金;铜精矿;测定

中图分类号:0657.31 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2014)13-0184-02

1.火法试金-重量法测定金

试样经配料,高温熔融,熔融态金属铅捕集试样中的贵金属形成铅扣,试料中的其它物质与熔剂生成易熔性熔碴。将铅扣灰吹,得金银合粒,清除合粒表面粘附杂质,经硝酸分金,重量法测定金的含量。(本法适用于铜精矿中0.5g/t~40g/t的金含量的测定)。

(1)试剂:①氧化铅:工业纯,粉状。②碳酸钠:工业纯,粉状。③二氧化硅:工业纯,粉状。④硼砂:粉状。⑤淀粉:粉状。⑥硝酸钾:粉状。⑦氯化钠:工业纯,粉状。⑧铅箔:厚度0.1~0.15mm,重量3~5g,方形,不含金银。⑨硝酸(1+7),不含氯根。⑩硝酸(1+1),不含氯根。

(2)仪器:①上皿天平,感量0.1g;分析天平,感量0.001g;微量天平,感量 0.01 mg;超微量天平,感量0.001 mg。②试金电炉:最高加热温度1350℃。③粘土坩埚:材质为耐火粘土,外型高度为 130 mm,顶部外径 90 mm,底部外径 50 mm,容积为300 mm左右;瓷坩埚(低型):容积为 30 mL;瓷坩埚:容积为 50 mL。④灰皿:顶部内径 35 mm,底部外径 40 mm,高 30 mm,深约 17 mm。

(3)分析步骤:根据试料中铜、金、银和硫的含量情况,每份称取15.000~25.000g试样于粘土坩埚中(至少独立地进行两次测定,求其平均值), 加入 25g碳酸钠、200 g氧化铅、15 g二氧化硅、7 g硼砂和4 g淀粉,覆盖约10mm厚氯化钠。根据试样的化学组成及试样量,按下列原则于粘土坩埚中进行配料并搅匀,覆盖约10 mm厚氯化钠。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,根据试样中硫及碳的含量,适当加入。将配好料的坩埚置于 900℃的试金电炉中,升温 30 min到1100℃,保温15 min出炉,将熔融物倒入已预热过的铸铁模中,保留坩埚以备再熔融处理。冷却后,铅扣与熔渣分离,保留熔渣,以备再处理。将铅扣锤成立方体。适宜的铅扣应为表面光亮,重30~45g,否则应重新调整配料,熔融。把熔渣去掉覆盖剂后收回原坩埚中。将铅扣放入已在 900℃试金炉内预热 30 min的灰皿中,关闭炉门 l~2 min,待铅液表面黑色膜脱去后,稍开炉门使炉温尽快降至840℃进行灰吹,当合粒出现闪光后,灰吹结束。将灰皿移至炉门口,稍冷后放入灰皿盘中,保留灰皿残渣以备处理。用医用止血钳取出金银合粒,刷去粘附的杂质,锤成薄片,置于 30 mL瓷坩埚中,加入 10 mL热硝酸(1+7),在低温电热板上,保持近沸,蒸发至约2 mL,取下稍冷,再加入10 mL热硝酸(1+1),蒸至约 2 mL,取下冷却。用热水洗涤坩埚壁,用倾泻法将溶液移入50 mL瓷坩埚中,用热水洗涤坩埚壁两次。冷却后加入约0.5mL硫酸铁铵指示剂,用硫氰酸钾标准滴定溶液滴定至浅红色即为终点,将盛有金粒的瓷坩埚置于高温电炉上灼烧 5 min,取下冷却后称量。

(4)结果计算按下式分别计算金的含量,以质量分数表示:WAu /g/ t= (WAu/g/t―金的质量分数,g/t;m0 ―试料的质量,g;m2―第一次金银合粒分金后获得金的质量,mg;m3―残渣再处理回收金的质量,mg;m4―第一次试金空白合粒中金的质量,mg;)。

2.小型阴离子交换柱分离-火焰原子吸收光谱法测定金

试样经700℃焙烧后,用硝酸、盐酸溶解。在0.12mol/L~2.40mol/ L盐酸稀介质中,采用仅装1mL强碱性阴离子交换树脂(201×7)的小型交换柱,在一定的操作条件下进行动态交换富集,将Au从大量的Cu基体中分离,然后将溶液喷入空气-乙炔火焰中,在原子吸收光谱仪波长242.795nm或267.595nm处测量吸光度。(本方法适用于铜精矿中0.1~5g/ t的金含量的测定)。

(1)试剂:①强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂(201×7),用玛瑙研钵研磨,用分样筛筛分,取0.246~0.175mm的备用。使用前用乙醇洗涤2~3次,再用1.2mol/L盐酸洗涤3次,最后用去离子水洗,备用。②盐酸;硝酸;盐酸(1.20mol/L);王水;王水(1+9)。③氯化钠溶液(100g/L)。④金标准储存溶液(1.0mg/mL):称取0.1000g纯金(质量分数≥99.9%)于200mL烧杯中,加入20mL王水溶解后,移入100mL容量瓶中,用水定容。⑤金标准溶液(10μg/mL):移取5.00mL金标准储存溶液(1.0mg/ mL)于500mL容量瓶中,用1.2mol/L盐酸定容。

(2)仪器:①原子吸收光谱仪:配备空气-乙炔燃烧器、金空心阴极灯及扣除背景装置。②小型交换柱,见图1:将5mL酸式滴定管改制成交换柱。

交换柱的填装:树脂采用静态装柱法装柱,首先用1.2mol/L盐酸溶液灌满柱,从底部排出气泡,将树脂从上加入柱中,自然降至底部继续加入1.2mol/L盐酸,从底部放出,使树脂稍稍压紧。树脂高度约为3.5cm,体积为1mL左右。整个操作过程树脂都应浸泡在1.2mol/L盐酸中,树脂层上部保持有1.2mol/L盐酸溶液。

(1-为塑料切屑,其装填高度为0.5cm,用以垫撑树脂。2-为0.246~0.175mm树脂层,高约3.5cm,体积为1mL。)

(3)分析步骤:称取约5.000~10.000g试样,置于瓷皿中,于高温炉700℃灼烧2h,除去矿石中的碳、硫后,将试样移入400mL烧杯中,加50mL水、20mL硝酸,煮沸。稍冷,加60mL盐酸,盖上表面皿,于电热板上加热分解,保持微沸约2.5h,至底部无黑渣,溶液呈孔雀绿色。取下表面皿,蒸至溶液约为10mL稍冷,加入50~100mL 1.2mol/L盐酸,加热使盐类溶解。取下冷却,过滤。将滤液以2mL/min(30滴/min)速度通过小型阴离子交换柱,用1.2mol/L盐酸洗涤烧杯和交换柱。将树脂倒入漏斗过滤,将滤纸放入坩埚中,电炉炭化。将坩埚于高温炉中于700℃灰化2h,使树脂灰化完全。取出冷却,加入1滴氯化钠溶液(100g/L)及4mL王水,置于100℃水浴上加热至溶液尽干,用1.2mol/L盐酸溶液洗涤坩埚溶解盐类,移入10mL容量瓶中,并定容。将试液喷入空气-乙炔火焰中,在原子吸收光谱仪上,于波长242.795nm或267.595nm处,以水调零,测量吸光度。减去空白试验溶液的吸光度,从工作曲线上查出相应的金的质量。

工作曲线的绘制:移取0、1.00、2.00、3.00、4.00mL金标准溶液(10μg/ mL)于一组10mL容量瓶中,用1.2mol/L盐酸定容。与测量试样相同条件下测量系列金标准溶液的吸光度,减去“零”标准溶液的吸光度。以金的质量为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制工作曲线。

(4)结果计算:按下式计算金的含量,以质量分数(WAu/g/t)表示:WAu /g/t = (m1―试液中金的质量,μg;m―试料的质量,g。)

3.ICP-AES法测定金

试样经高温焙烧后,用硫酸分解,使金与可溶性铜、铁等大量基体分离,残留物中金经王水溶解,在ICP-AES仪上,用242.795nm或267.595nm分析线测定金的含量。(本方法适用于铜精矿中1~4g/t的金含量的测定)。

(1)试剂:①盐酸。②硝酸。③王水。④硫酸。⑤金标准储存溶液(1.0mg/ mL):称取0.1000g纯金(质量分数≥99.9%)于200mL烧杯中,加入20mL王水溶解后,移入100mL容量瓶中,用水定容。⑥金标准溶液(50μg/ mL):移取10.00mL金标准储存溶液(1.0mg/mL)于200mL容量瓶中,加入20mL王水(1+1),用水定容。

(2)仪器:电感耦合等离子体发射光谱仪。

(3)分析步骤:金含量大于10g/t时称取5.000g试样,小于10g/t时称取10.000g试样,小于1g/t称取20.000g试样。将试样置于垫有滤纸的50mL蒸发皿中,分拨均匀,放入高温炉中,稍开炉门,从室温升至700℃,保温1h,取出冷却。将熔样磨碎,移入500mL烧杯中,加入100mL水和25mL硫酸(称取20g试样时加入35mL硫酸)。盖上表皿,置于电热板上加热至溶解完全,杯底无黑渣。稍冷后,加入300mL水煮沸3min,取下,冷至室温后用慢速定量滤纸过滤。滤渣连同滤纸放入原烧杯中,加入20mL新配制的王水,置于电热板上加热至滤纸成为纸浆,取下冷却,连同滤纸浆移入50mL容量瓶中,用水定容,静置,干过滤。将试液喷入等离子矩中,在ICP-AES仪上于波长242.795nm或267.595nm处,测定金的含量。

(4)工作曲线的绘制:移取0、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00mL金标准溶液(10μg/mL)于一组50mL容量瓶中,用王水(1+9)定容。在ICP-AES仪上,与测量试样相同条件下进行测量。

参考文献

[1]汪婷龙,罗智.火试金法测定非浮选铜精矿中金银的条件分析[J].铜业工程.2007(1).

[2]周陶鸿,黄健,田琼,王宛.阴离子交换固相萃取在测定铜矿和粗铜中金的应用[J].冶金分析.2010(08).

[3]杨作格,何明中.提高铜精矿中金测定的精密度和准确度[J].黄金.2002(03).