测定矿石中金的干扰元素与消除方法

1 前言

活性炭吸附分离法测定金，是目前为大家普遍采用的方法，是因为与“火试金”法相比具有成本低、污染少、简便、快速等优点。湖南省常宁市龙鑫矿业原来属于露天采矿的金矿，矿石氧化程度高，一般采用活性炭吸附碘量法或者氢醌法测定金。各种样品中碳、硫、银、铅的含量较低。分析时，样品不经焙烧工序，用硝酸、反王水和氯酸钾处理即可除去少量的碳、硫，用传统的操作步骤银、铅不干扰金的测定，分析结果较稳定。但随着开采面掘进的深入，矿石性质也由氧化矿演变为半氧化矿与原生矿。各生产流程样品中碳、硫、银、铅的含量一般较高（见表1），若还采用传统分析操作步骤，这几种元素会严重干扰金的测定，使分析结果波动很大。下面针对如何消除以上几种干扰元素的影响，提出了具体改进措施，对传统的分析操作步骤改进后。进行了回收率、精密度和几种分析方法的结果对照试验，结果令人满意。

各种样品多元素分析结果 表1

2 干扰元素的影响

由表1多元素分析结果和实际操作中出现的异常现象来看，样品中碳、硫、银、铅的含量较高对金的测定干扰较严重。

2.1碳、硫的干扰

传统的活性炭吸附法测定金的操作步骤中没有样品焙烧工序，只介绍利用硝酸、反王水和氯酸钾来处理样品中的碳和硫。这对碳、硫含量低的样品还可以，但对碳、硫含量较高的样品用此法即使反复处理多次，仍不能将碳、硫除尽。再加王水溶样时，会发现液面和烧杯壁上出现一层黑色悬浮油状物(碳质和石墨)，溶样结束时，样渣仍为黑色(硫化物)，碳质能吸附金，硫化物包裹金。这些含金的碳质和硫化物在过滤时便随渣弃去，从而会造成分析结果偏低，所以碳、硫除不尽会严重干扰金的测定。

2.2银、铅的干扰

银、铅含量较高的样品，即使将样品焙烧除去碳和硫，仍按传统的溶样和过滤操作步骤进行。活性炭纸浆块灰化后，在坩埚底部会出现一个银白色金属粒或者出现一圈黄色粘稠的油状物粘结在坩埚底部，还出现过二者都有的情况，经分析金属粒为金、银、铅合粒，黄色粘稠油状物为氧化铅（这种现象有点似火试金中灰吹过程，只是氧化铅被灰皿吸收了而已）。出现上述现象的原因是，样品经王水溶解后，大量的银、铅生成了氯化银、氯化铅沉淀，但氯化银在高温和高浓度的王水介质中会发生下列变化：AgCl+Cl^–?(AgCl₂)^–，使一部分氯化银以络合物的形式而进入溶液。当过滤经过炭层时，被活性炭吸附。氯化铅的溶解度随温度变化较大，热溶液经过吸附柱遇冷时又有氯化铅白色结晶析出，再用氟化氢铵洗涤时还有氟化铅生成，这样大量的氯化铅和氟化铅沉淀，难以被洗脱干净而残留在活性炭纸浆块中。灰化后出现金属粒的样品经王水溶解后，用原子吸收法测定金时溶液中出现氯化银和氯化铅沉淀吸附金；用碘量法当加入碘化钾时会生成黄色的碘化银沉淀使溶液浑浊，均干扰金的测定。

3 干扰元素的消除

3.1碳、硫干扰的消除

样品经过预焙烧除碳、硫效果较好，但由于矿石性质不同，焙烧的温度和时间对结果影响较大。如果焙烧温度太高、时间过长，样品会被烧结成块甚至粘结于瓷舟或坩埚底部，温度低、时间短时，碳、硫不能除尽。所以，结合矿石性质进行了多次焙烧试验。由表2结果看出：样品应采取分段焙烧，一段焙烧由低温（200℃以下）升至500℃时保温1h，然后再升至650℃保温1.5h。烧样过程中，稍开炉门让空气进入炉内，这样烧出的样品较疏松，无烧结现象，再经王水溶样后，液面和烧杯壁上的黑色悬浮物消失，残渣中无黑色，较好地消除了碳、硫对测定金的干扰影响。

几种焙烧方法对测定金结果的影响 表2

3.2银、铅干扰的消除

因为氯化银在较高温度和酸度的王水介质中是易形成(AgCl₂)^–络合物，为降低溶液中王水的浓度，溶样时应在低温电热板上将样品蒸至近糊状后再加水稀释至150mL，过滤时改用2%盐酸代替5%盐酸洗涤烧杯和样渣，从而抑制了(AgCl₂)^–络合物的生成，可以避免氯化银以络合物的形式进入溶液而被活性炭吸附。硫酸铅（溶解度为1.4×10^-4）比氯化铅（溶解度为0.0139 ）的溶解度小，更稳定，且温度的变化对硫酸铅的溶解度影响很小。可在溶样近糊状加水稀释后视样品中铅含量高低加入1～3g硫酸钾，再加热煮沸使氯化铅转化为硫酸铅沉淀。过滤时大量的银、铅以氯化银和硫酸铅沉淀留在残渣中弃去，而进入吸附柱内极少量的(AgCl₂)^–和氯化铅可在取下布氏漏斗后先用50～60℃的温水洗，再分别用50～60℃的5%的氟化氢铵、5%盐酸和水洗吸附柱5～7次即可将银、铅洗脱干净，活性炭纸浆块在灰化后银白色金属粒和黄色的粘稠油状物都消失了，从而消除了银、铅对测定金的干扰。由表3结果看出，溶样和过滤操作步骤经改进后的结果较理想。

银、铅的干扰清除前后测定金的结果对比 表3

4 结语

通过对传统的活性炭吸附法分析操作步骤改进后，较好地消除了碳、硫、银、铅对金的干扰，可利用原子吸收法和碘量法测定地质、选治流程及环保样品中的微量金。改进后方法的回收率和精密度试验分别见表4、表5。

改进后方法和回收率试验? 表4

改后方法精密度试验 表5