CN108613856A

CN108613856A - 一种金矿石样品的分解方法

Info

Publication number: CN108613856A
Application number: CN201810573008.5A
Authority: CN
Inventors: 邵坤; 李刚; 范建雄
Original assignee: Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources Chinese Academy of Geological Sciences
Current assignee: Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources Chinese Academy of Geological Sciences
Priority date: 2018-06-06
Filing date: 2018-06-06
Publication date: 2018-10-02

Abstract

本发明提供了一种金矿石样品的分解方法，该方法是通过固体化学试剂和金矿试样混合于坩埚内，然后在马弗炉中焙烧，以实现快速除硅以及硫、碳、有机质等物质；进一步采用复合酸封闭分解，采用盐酸、硝酸、磷酸形成的混酸，解决王水分解样品不彻底、结果偏低的问题，从而有效完全的分解样品中的金。本发明的分解能力同火试金法相当，所需试剂均为实验室常规化学试剂，具有低成本、快速高效、安全环保和经济适用等特点。

Description

一种金矿石样品的分解方法

技术领域

本发明属于贵金属分析技术领域，具体涉及一种金矿石样品的分解方法。

背景技术

金在自然界大都以自然金存在，且具有良好的延展性。在矿样加工时，金的破碎速度落后于脉石，同时金的比重较大，容易下沉到样品底部，因此很难制得具有代表性的均匀试样。

准确测定矿石中金，需通过增大取样量来提高样品的代表性，减少不均匀造成的分析误差。地矿实验室作业指导书《岩石矿物分析·第四版》中明确指出，对于含金试样的分析，取样量需保证在10g以上。

目前，能够满足该取样量的分解方法，最常用的为火试金法和王水分解法。

火试金分解试样完全，结果稳定可靠，铅试金作为标准方法常常用于金的仲裁分析。但是操作繁琐，能耗高，铅蒸气等有毒气体排放进环境，应用受限。

王水分解法简单快速，溶解能力强，结果准确，是普通金矿样理想的分解方法。但是对于含氧化铁类矿物，特别是含铁的硫化物试样，经焙烧后，生成大量红色或红棕色的氧化铁。直接用王水分解时，由于王水的氧化作用，难以将氧化铁试样打开，包裹在氧化铁中的金不能分解完全，造成结果偏低；对于酸溶性硅酸盐矿样（如矽卡岩金矿样等），用王水分解后析出大量硅酸，使溶液呈粥样或粘稠胶体状，即使加水稀释溶液仍呈悬浊状，影响金的分离富集，造成分析结果偏低。

另，满足大取样量的分解方法还有氯化法，该方法需专门设备，而且操作费时，还存在一定危险，应用受限，无法普及。

发明内容

本发明提供了一种金矿石样品的分解方法，该方法是通过固体化学试剂和金矿试样混合焙烧，快速除硅以及硫、碳、有机质等；进一步采用复合酸封闭分解，解决了王水分解样品不彻底、结果偏低的问题。本发明的分解能力同火试金法相当，所需试剂均为实验室常规化学试剂，具有低成本、快速高效、安全环保和经济适用等特点。

本发明的技术方案如下：

一种金矿石样品的分解方法，其特征在于步骤如下：

步骤1，按照质量比1:3~4称取金矿石样品和固体化学试剂，置于坩埚中，充分混匀后置于马弗炉（炉门微开），按设定的温度程序升温至650~700℃，保温1~1.5h，取出冷却；

所述固体化学试剂为氟化氢铵或氟化铵；

步骤2，将步骤1坩埚中冷却后结块的样品用玻棒捣碎，转移至250~300mL的聚乙烯溶样瓶中，加少许水润湿；加入混酸，旋紧溶样瓶的盖子，摇匀；放于封闭水浴锅中，溶解1.5~2h，取出冷却，此时样品中金被分解完全。

所述步骤1中，将金矿石样品和固体化学试剂置于马弗炉中，按设定的温度程序升温至650~700℃（见表1）。

表1 马弗炉升温程序

所述步骤1中使用的氟化氢铵或氟化铵，受热分解后产生HF，直接作用于金矿石样品中的硅，生成SiF₄挥发除去。多次试验表明，金矿石样品与氟化氢铵或氟化铵的质量比为1：3~4，除硅率在95%左右。

所述步骤2中的混酸为盐酸、硝酸、磷酸，所述盐酸、硝酸、磷酸的体积比为3:1:1。为避免加酸时剧烈反应，按照体积比为3:1:1准备盐酸、硝酸、磷酸，先将盐酸和硝酸配制成王水并稀释一倍后，再加入磷酸，混匀即可。

步骤2所述的混酸中加磷酸的目的是消除氧化铁的干扰，磷酸络合能力强，通过加热，产生缩合作用，形成焦磷酸（H₄P₂O₇）、三聚磷酸（H₅P₃O₁₀）及多聚磷酸，使络合能力更强，同王水一起彻底分解矿样。

所述金矿石样品包括：石英脉、或矽卡岩、或毒砂、或黄铁矿。

所述步骤1中所用坩埚可以为镍坩埚，或铁坩埚，或铂坩埚。其中镍、铁坩埚在除硅过程中会有少量损失，经20次焙烧除硅实验后，镍、铁坩埚的损失率均在1%以下。鉴于镍、铁坩埚价廉易得，损失可忽略不计。

本发明的技术效果如下：

1.本发明采用的样品焙烧方法是直接将固体氟化氢铵或氟化铵和样品一起焙烧，既保证了除硅效率，又简化了手续，避免在溶样过程中的除硅过程。

2、本发明采用的样品分解方法是采用三酸溶矿（盐酸-硝酸-磷酸），在保证王水强氧化性溶金的同时，同步消除了氧化铁类矿物的干扰。

3. 本发明在封闭溶样器中进行，相较于火试金和近似敞口的王水分解法，酸蒸气挥发少，对环境影响小，安全节能。

4. 本发明具有快速高效、灵活简单、安全环保、经济适用等优点，是金矿石样品分析领域的一个创新，具有较好的应用前景。

附图说明

图1为本发明的分解流程示意图。

具体实施方式

结合图1所示的流程，在以下实施方案中，所采用的测试仪器和材料为：

马弗炉（SX2-5-12，上海天页实验电炉厂）。

原子吸收分光光度计（ICE3500，美国Thermo Fisher科技公司）。

活性炭（粉状，河南博凯隆净化材料厂）。

活性炭纸浆：活性炭：纸浆为1:1.5（m/m）。

所需试剂：氟化氢铵（天津津东天正精细化学，分析纯），氟化铵（天津光复科技，分析纯），盐酸、硝酸、磷酸（西陇化工，优级纯）。

实施例1

1. 称取10g石英脉型金矿样品（GA1-Au-02）和30g氟化氢铵于50mL镍坩埚中，混匀后置于马弗炉（炉门微开），按设定的温度程序升温至650℃，保温1h，取出冷却。

2. 将镍坩埚中结块样品用玻棒小心捣碎，转移至250mL的溶样瓶中，加少许水润湿；加40mL 50%王水（V/V），4mL磷酸（15mol/L），旋紧溶样瓶的盖子，摇匀。放于封闭水浴锅中，溶解1.5h，取出冷却，此时样品中金被分解完全。

3. 加水至200mL，采用活性炭纸浆富集金后，经灰化，5%王水（V/V）提取，定容25mL，利用火焰原子吸收分光光度计进行测定。测定结果见表2。

实施例2

实施例2基于实施例1的基础，在于本实施例选用的金矿石样品为石英脉型金矿（GBW07299）。测定结果见表2。

实施例3

1. 称取10g矽卡岩样品（WB-1a#）和30g氟化氢铵于50mL镍坩埚中，混匀后置于马弗炉（炉门微开），按设定的温度程序升温至700℃，保温1.5h，取出冷却。

2. 将镍坩埚中结块样品用玻棒小心捣碎，转移至250mL的溶样瓶中，加少许水润湿；加50mL 50%王水（V/V），6mL磷酸（15mol/L），旋紧溶样瓶的盖子，摇匀。放于封闭水浴锅中，溶解1.5h，取出冷却，此时样品中金被分解完全。

3. 加水至200mL，采用活性炭纸浆富集金后，经灰化，5%王水（V/V）提取，定容25mL，利用火焰原子吸收分光光度计进行测定。测定结果见表3。

实施例4

实施例4基于实施例3的基础，在于本实施例选用的金矿石样品为矽卡岩样品（WB-1b#）。测定结果见表3。

实施例5

1. 称取10g毒砂样品（WB-2#）和40g氟化铵于50mL镍坩埚中，混匀后置于马弗炉（炉门微开），按设定的温度程序升温至650℃，保温1h，取出冷却。

实施例6

实施例6基于实施例5的基础，在于本实施例选用的金矿石样品为黄铁矿样品（WB-3#）。测定结果见表3。

表2列出了部分金矿石标样中金的测定值及参考值，表3列出了本法和火试金法（GB/T8152.10-2006）分解部分金矿样后测定结果的对比。石英脉，矽卡岩均为富硅酸盐类矿石，特别是矽卡岩金矿，富含硅酸钙，硅酸镁等易溶性硅酸盐。石英脉型金矿还含有一定量的毒砂和黄铁矿，毒砂和黄铁矿主要成份为铁的硫化物，经焙烧后转化为氧化铁，王水难以分解完全。由表2和表3的数据可知，采用本发明的分解方法，所得测定结果是准确可靠的。

表 2 金的测定值和认定值比较（μg/g）

表3金的测定值和火试金测定值比较（μg/g）

本领域的技术人员应当理解，凡是对本发明公开内容（以上所述仅为本发明较佳实施案例而已，并不用以限制本发明为求简明而未一一描述的内容）中技术方案和附图内容进行修改、等同替换、改进等，而未脱离本发明公开内容的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围之内，例如实施例中焙烧样品时，可根据样品量多少来选择所用坩埚的型号和种类，不限于镍坩埚。

Claims

1.一种金矿石样品的分解方法，其特征在于步骤如下：

步骤1，按照质量比1:3~4称取金矿石样品和固体化学试剂，置于坩埚中，充分混匀后置于马弗炉中；然后，按设定的温度程序升温至650~700℃，保温1~1.5h，取出冷却；所述固体化学试剂为氟化氢铵或氟化铵；

2.根据权利要求1所述的金矿石样品的分解方法，其特征在于：所述步骤1中，将金矿石样品和固体化学试剂置于马弗炉中，马弗炉按如下设定的温度程序升温至650~700℃：

温度设置步骤（℃）：C-01，50℃；C-02，250℃；C-03，250℃；C-04，650~700℃；C-05，650~700℃；

时间设置步骤（min）： t-01，5min；t-02，15 min；t-03，30 min；t-04，35~40 min；t-05，60~90 min。

3.根据权利要求1所述的金矿石样品的分解方法，其特征在于：所述步骤2中的混酸为盐酸、硝酸、磷酸，所述盐酸、硝酸、磷酸的体积比为3:1:1。

4.根据权利要求3所述的金矿石样品的分解方法，其特征在于：所述步骤2中的混酸的配置是：按照体积比为3:1:1准备盐酸、硝酸、磷酸，先将盐酸和硝酸配制成王水并稀释一倍后，再加入磷酸，混匀即可。

5.根据权利要求1所述的金矿石样品的分解方法，其特征在于：所述金矿石样品是石英脉、或矽卡岩、或毒砂、或黄铁矿。

6.根据权利要求1所述的金矿石样品的分解方法，其特征在于：所述步骤1中所用坩埚为镍坩埚，或铁坩埚，或铂坩埚。