符永際 王滿桂 吳江鴻
(1.湖南東港銻品有限公司;2湖南新龍礦業(yè)有限責任公司)
湖南東港銻品有限公司自開展?jié)穹▔A性煉銻項目試驗以來,其中最具有價值的是提取含銻金精礦中的銻,并富集金含量約為40 g/t,使含銻金精礦轉變?yōu)閱我唤鹁V,其銻和金得到了進一步的升值,經濟效益顯著。因工藝中產生多硫化物,對金有少部分溶解,對此有必要進行控制。由于無法了解濕法煉銻浸出液中金含量,將會影響公司今后生產的正常運行,所以積極解決該方面的技術問題迫在眉睫。目前,關于電解銻溶液中金的分析,行業(yè)標準尚處于空白階段,沒有實踐應用于生產中的實例。
浸出液中含有銻、硫、鈉等元素,氫氧根、硫代硫酸根等離子,溶液為堿性,金主要以絡離子形態(tài)存在。因為浸出液中金的含量比較低,無法直接使用火試金法或原子吸收分光光度法測定,所以需要將液態(tài)樣品中的金進行分離富集后再測定。火試金法是一種分解和富集金的重要手段[1],具有配料簡單、捕集效率高、灰吹速度快等特點。原子吸收分光光度法具有操作簡單、檢出限低、線性范圍廣,能同時測定多種元素等優(yōu)點[2]。為此,提出采用火試金法富集浸出液中貴金屬(金、銀等),灰吹后得到金、銀合粒使其與其他元素分離,捶成薄片,經(1+3)冰醋酸清洗表面殘渣后,采用(1+8)硝酸溶解金、銀合粒,傾出硝酸溶解液后用王水溶解剩余的殘渣,以水定容、過濾,用原子吸收分光光度法測定溶液中金。
試驗主要儀器為沈陽華光精密儀器有限公司9602A系列原子吸收分光光度計,金空心陰極燈。試金坩堝:材質為耐火黏土;天平:感量0.001 mg和0.01 g;分金坩堝:30 mL瓷坩堝;試金電爐:使用溫度1 200 ℃;馬弗爐;鎂砂灰皿;鑄鐵模;50 mL燒杯;10 mL容量瓶。試驗儀器各參數(shù)最佳條件見表1。
表1 試驗儀器各參數(shù)最佳條件
試驗主要試劑有碳純堿(工業(yè)純),粉狀;氧化鉛(工業(yè)純),粉狀,含金量小于0.05 g/t;硼砂(分析純),粉狀;二氧化硅(工業(yè)純),粉狀,SiO2>95%;氯化鈉(工業(yè)純);硝酸銀溶液:10% ;硝酸(1+8),不含氯離子;淀粉(工業(yè)純);冰醋酸(1+3);王水(現(xiàn)用現(xiàn)配)。試驗用水均為一級蒸餾水。
金標準儲備溶液配制:準確稱取0.100 0 g純金(99.99%)于150 mL燒杯中,加入10mL王水,蓋上表面皿,加熱溶解,移入100 mL容量瓶中,補加10 mL王水,冷卻至室溫,以水定容。此溶液金的質量濃度為1 mg/mL。
金標準溶液配制:吸取10 mL金的質量濃度為1 mg/mL溶液于100 mL容量瓶中,用5%鹽酸溶液定容,此溶液金的質量濃度為100 μg/mL。
樣品中液態(tài)金進行分離富集后,用王水分解,其反應式如下:
Au+HNO3+4HCl=HAuCl4+NO↑+2H2O
(1)
金在溶液中多數(shù)以Au+和Au3+的形式存在。由于Au+很容易發(fā)生歧化反應生成Au3+和單質金,因此金在溶液中主要是以Au3+的形式存在。
由于只有王水能夠溶解金,王水分解法成為提取金的重要方法。試驗采用火試金法分離富集浸出液中金,再用王水溶解、定容,用原子吸收分光光度法測定金含量。
分別吸取0、1.0、2.0、3.0 mL金的質量濃度為100 μg/mL溶液于一組100 mL容量瓶中,用5%鹽酸溶液定容。此標準系列溶液中金的質量濃度分別為0、1.0、2.0、3.0 μg/mL。
2.3.1 配 料
分別加入碳酸鈉50 g、氧化鉛70 g、硼砂10 g、二氧化硅10 g、淀粉4 g于試金坩堝中,攪拌均勻后,取10 mL浸出液,加入10%硝酸銀溶液3滴,用氯化鈉覆蓋表面,隨同空白溶液進行配料。
2.3.2 熔融部分
(1)入爐。將配好料的試金坩堝放入爐溫已升至900 ℃的試金電爐中熔融,關閉爐門。
(2)出爐。當溫度回升至850 ℃后保持15 min,再升至1 150 ℃,保持10 min后出爐。在50 min內升溫至1 200 ℃后,保溫15 min后出爐。將試金坩堝平穩(wěn)地旋轉2~3次,并在鐵板上輕敲2~3下,使附著在試金坩堝壁上的鉛珠下沉,然后將熔融物小心地全部倒入預熱的鑄鐵模中,冷卻后倒出。把鉛扣與熔渣分離,將鉛扣錘成正方體并稱重[3]。
2.3.3 灰 吹
將鉛扣放入已升至900 ℃的鎂砂灰皿中,關閉爐門1~2 min,待熔鉛脫模后,稍開爐門,控制爐溫900 ℃進行灰吹;待出現(xiàn)閃光點后取出,冷卻。用小鑷子將金、銀合粒從灰皿中取出,刷去黏附的雜質,在鋼錠上錘成0.25 mm厚的薄片,然后將金、銀合粒薄片移入30 mL瓷坩堝中。
2.3.4 溶解部分
(1)預處理。于盛有金、銀合粒的燒杯中加入15 mL冰醋酸(1+3),加熱微沸10 min,待金、銀合粒洗滌干凈,傾出冰醋酸洗滌溶液,加入10 mL近沸的硝酸(1+8),置于低溫電熱板上進行分解,溶解至近干,取下冷卻。
(2)王水溶解。將8 mL王水倒入燒杯中,待急烈反應停止后,即溶解完全,取下冷卻,以水定容至10 mL容量瓶中。
2.3.5 測 定
在原子吸收分光光度計上以空氣-乙炔火焰選擇波長242.8 nm處,用水調零,測量試液金的吸光度,從工作曲線上查得金的濃度,并隨同空白溶液進行測定。
2.3.6 測定結果計算
測定結果按式(2)計算:
(2)
式中,m為測定濃度,mg/L;m0為空白溶液測定濃度,mg/L;V為溶液定容體積,mL;V0為取電解液體積,mL。
由于浸出液中主要含有銻和硫化鈉、硫代銻酸鈉等多硫化物,為了最大限度提高捕集效果,按表2依次加入試劑,攪拌均勻,移取10 mL浸出液于試金坩堝中,加入3滴10%硝酸銀溶液后,覆蓋約10 mm厚的氯化鈉。
表2 浸出液中金的火試金法配料表 g
溶解金、銀合粒時,不能直接加入王水,否則會產生氯化銀沉淀,覆蓋于金、銀合粒的表面阻礙金的完全溶解,導致測定結果偏低,這是因為金、銀合粒95%以上成分為單質銀。試驗采用王水、(1+8)硝酸-王水對金、銀合粒分別進行溶解,測定結果見表3。
表3 不同溶樣方法的測定結果 mg/L
按照試驗方法,對空白溶液進行10次測定并計算其標準偏差,以6s計算方法的檢出限,得到該方法檢出限為0.03mg/L。
取不同生產日期的兩個不同編號的浸出液,按照以上試驗方法進行分析,在最佳儀器工作條件下用標準曲線法測定,其結果見表4(n=12)。
表4 方法精密度的試驗結果
由表4可知,浸出液中金的測定結果相對標準偏差在2.3%~3.6%。
試驗通過對濕法堿性煉銻工藝浸出液中的金采用火試金法熔融、灰吹、硝酸溶解金銀合粒、王水溶解剩余的殘渣,以水定容、過濾,得到測定溶液后,用原子吸收分光光度法測定溶液中的金含量。試驗結果表明,該方法金測定結果的相對標準偏差(RSD)為2.3%~3.6%,操作簡便,勞動強度小,符合生產實際,適用于濕法煉銻浸出液中金的分析。
參 考 文 獻
[1] 曾妙先.火試金法在貴金屬元素分析中的應用[J].黃金,2003(5):48-50.
[2] 倪文山,孟亞蘭,姚明星,等.鉛試金富集-塞曼石墨爐原子吸收光譜法測定礦石中鉑鈀銠銥[J].冶金分析,2010,30(3):23-26.
[3] 符永際.礦石中低含量金的測定[J].黃金,2014(S):214-216.