PVC－尼龙6树脂分离富集TMK光度法测定含碳矿石中金

1345 编辑：中冶有色技术网来源：湖南东港锑品有限公司

2023-02-07 11:35:48

目前金的测定方法有原子吸收光谱法[1]及分光光度法等，光度法以罗丹宁[2]类、硫代米蚩酮及其衍生物[3]、硫脲[4-5]类、喹啉[6]等作为显色试剂。分解矿样过程中，一些挥发性元素，如碳、尤其有机碳对金分析测定时样品的溶解和结果影响很大，部分金包裹于含碳矿石中，若采用目前化验室在使用湿法中加逆王水预处理的方法分解矿样，样品分解不完全，测定结果偏低，对黄金生产有很大影响，因此在分析过程中要除去这些元素;笔者采用浓硫酸-浓硝酸+氯酸钾混合溶液对矿样进行预处理，再用王水溶样体系，于电热板中恒温下溶解矿样，克服了以上缺点，测定结果准确，适于含碳矿石中金的分析。研究发现，在PH3.5～3.8的EDTA二钠-冰醋酸掩蔽-缓冲溶液中，硫代米蚩酮(TMK)与Au(Ⅲ)在水相中形成稳定的2：1红色络合物，线性范围在0～80µg/25mL，摩尔吸光系数ε为：1.93×104L/(mol.cm)，r=0.9998。方法用于含碳矿石中金的分析测定，其测定结果与火试金法的结果相吻合，操作简单，获得满意结果，值得推广和应用。

1 实验部分

1.1 主要试剂与仪器

PVC-尼龙6树脂，中科院长春应用化学研究所生产。

硫酸、盐酸、硝酸、氯酸钾均为分析纯。

洗脱液[7]：于500mL棕色试剂瓶内加蒸馏水200mL，再加4.0g无水硫酸钠，1.0g碘化钾和0.2g抗坏血酸，3.0mL (体积比为1:1)氨水，再加200mL蒸馏水，摇动使试剂完全溶解。室温低于250C时，其有效期48h。

十二烷基硫酸钠溶液(SDS溶液)：称10g十二烷基硫酸钠于400mL烧杯内,加200ml蒸馏水,加热搅拌使试剂完全溶解(不要煮沸，否则溶液易溢出杯外)，用微孔滤膜抽滤，得到澄清的溶液。

掩蔽缓冲液：PH=3.5～3.8;在1000mL烧杯中，加入400mL水和17.5gEDTA二钠，加热溶解后再加入84g柠檬酸和84mL冰醋酸，并补加100mL水(此时会有白色沉淀释出)。用玻璃棒不断搅拌下，并加浓氨水调节。

.硫代米氏酮溶液(简称TMK溶液)：称50mgTMK于烘干的100mL量筒内，加入少量丙酮，摇动3～4min，促使试剂充分溶解。用无水乙醇稀释至100mL，静置片刻，再用干的玻璃漏斗(漏斗颈内塞入少量脱脂棉)过滤。然后分别加入100mL及50mL无水乙醇于量筒内，静置片刻，用漏斗过滤，将全部滤液收集于一棕色玻璃瓶内(用黑纸包上，避光保存,一般使用1-2周为宜)，盖上玻塞，摇匀。

王水溶液：按盐酸和硝酸体积比为3:1配制王水,现用现配。

Au(Ⅲ)标准储备溶液：准确称取0.1000g纯金(99.99%)于400mL烧杯中，加入5mL浓硝酸和15mL浓盐酸，盖上表面皿，加热至金完全溶解，取下表面皿，继续加热将溶液蒸至近干。加10mL浓盐酸，移至水浴上继续蒸干，再加5mL浓盐酸蒸干三次，加100mL(体积比为1：1)的盐酸溶解残渣，注入500mL溶量瓶，以水定容。将上述金标准溶液用5%的盐酸稀释配制成20µg/ml、10µg/ml的金标准溶液。

721型分光光度法计上海宇隆仪器有限公司生产。

微孔滤膜过滤器及微孔滤膜(直径60mm)。

2XZ-0.5型微型真空泵浙江临海真空设备厂生产。

水为三级蒸馏水。

1.2 实验方法

移取1.0 mL Au(Ⅲ)标准工作溶液于50 mL比色管中，滴加(体积比为1：1)氨水中和金标准溶液引入的酸，摇匀，加入16 mL洗脱液，再摇匀，放置2～3 min，按顺序加入热的SDS溶液2.0 mL，掩蔽-缓冲溶液2.0 mL，TMK溶液2.0 mL，以水稀释至25mL，定容并摇匀。用1cm比色皿，以试剂空白为参比，在波长548nm处测定吸光度。

2 结果与讨论

2.1 试剂及络合物的吸收曲线

按实验方法，在不同波长下测定试剂及络合物吸收光谱曲线，如图1所示。从图1可看出，在PH=3.8的缓冲溶液中，试剂、络合物的最大波长分别位于480nm和548nm处。本实验以548nm作为工作波长进行测定。

试剂及络合物的吸收曲线

图1 吸收曲线

①试剂吸收曲线(以水为参比);

②Au(Ⅲ)络合物吸收曲线(以试剂空白为参比)。

2.2 酸及其用量的选择

2.2.1 硫酸的用量

在矿样预处理过程中，称取3份矿样，分别加入不同量的硫酸(5，10，15ml)，按实验步骤进行预处理。结果表明，加入5mL的硫酸能氧化使矿样中大部分碳形成CO2挥发除去，使样品溶解完全，故本方法选用硫酸的用量为5mL。

2.2.1 硝酸的用量

称取4份矿样，分别加入不同量的硝酸(10，15，20，25 mL)，按实验步骤进行预处理。结果表明，对于10.0g矿样(Au品位<3.00g.t-1)，加入20 mL的硝酸可以氧化将矿样中残余的碳、硫除去，在生产中，为了保证矿样中碳、硫能完全消除，加入硝酸的用量为20mL(至少2次)。

2.2.1 氯酸钾用量试验

氯酸钾是一种强氧化剂，在酸性溶液中，它不但可以将矿样中硫氧化成SO2，而且可以将王水溶液中的Cl-氧化成新生态[Cl]，氧化了王水溶解金的能力。在溶解矿样的过程中，笔者对氯酸钾加入量进行了实验，加入2.0g氯酸钾，就能使矿样完全溶解，满足分析要求。

3.2 条件实验

3.2.1 体系酸度及掩蔽-缓冲溶液用量

改变溶液酸度，分别测其吸光度的变化。结果表明，在PH3.5～3.8酸度范围内，络合物吸光度保持稳定，并且掩蔽-缓冲溶液的用量在2.0～2.5 mL范围内吸光度最大且稳定，故本文确定掩蔽-缓冲溶液用量为2.0mL。

3.2.2 显色剂用量对络合物吸光度的影响

于含有20µg Au(Ⅲ)标准溶液和相同体积缓冲溶液数个25mL比色管中，依次不同量的显色剂，配制一系列溶液，并测定其吸光度。实验结果表明，对于20µg/25mL Au(Ⅲ)，TMK溶液溶液用量在1.8～2.0 mL范围内，络合物的吸光度达到最大且稳定。因此，本实验选用显色剂用量为2.0 mL。

3.2.3 表面活性剂及其用量对络合物吸光度的影响

实验测定了不同类型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、溴代十六烷吡啶(CPB) 、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)等对显色体系的影响。结果表明，以SDS的稳定性及灵敏度最好。其用量在1.5～2.0mL范围内，体系的吸光度最大且稳定，故选用2.0mL。

3.2.4 显色温度及络合物的稳定性

按照实验方法，分别在不同的温度下进行显色5min后，测定其吸光度。实验结果表明，温度升高并未使络合物的吸光度增大，室温显色3min即可显色完全。本实验选用室温显色5min后进行测定。显色后，络合物在室温下至少可稳定3h。

3.3 共存离子的影响

按实验方法对样品进行处理，并进行试验：(1)对于20µg/25mL Au(Ⅲ)，下列共存离子(mg)经分离富集后不干扰测定：K+、Na+、NH4+、Fe3+(1)、Ag+(0.03)、Pb2+(0.003)、Cu2+(0.03)、Sb5+(0.02)、As3+(0.03)、Pt2+(0.01)、Pd2+(0.002)等;(2)氯化物存在有利于金的红色络合物的稳定;(3)硫酸根等含氧酸根离子对测定无影响。

3.4 标准曲线

按照上述实验条件，分别取不同量的金标准溶液，显色测定，并绘制标准曲线。Au(Ⅲ)的浓度在0～80µg/25mL范围内呈直线关系(见图2)，直线的回归方程样品A=0.02125+0.00223C，相关系数为r=0.9998，并由此计算出表观摩尔吸光系数ε为：1.93×104L.mol-1.cm-1。检出限为2.4×10-9g/mL。

标准曲线

图2 标准曲线

3.35 方法的检出限

按照实验方法，选择东安新龙矿业公司矿样(Au品位为2.64g.t-1)进行8次测定，根据检验限等于3倍的标准偏差除于标准曲线的斜率来计算，得出检出限为2.4×10-9g/mL。

3 样品分析:

称取10.0g矿样于400mL烧杯中，用少许水润湿矿样，加入5mL浓H2SO4，电热板上加热至近干，再加入20mL浓HNO3处理2～3次(小心溅出)加热至无氮氧化物烟后，加入20mL浓HNO3，分次加入一定量KClO3，加热至无黑色残渣及硫磺结块[8]，再加入王水完全分解，冷却后，将溶液倒入微孔滤膜过滤器内，用真空泵抽滤，过滤完毕后取下分离富集柱子，置于50mL比色管上，加入16mL洗脱液于分离富集柱子内洗金，分别加入3.0mL热的十二烷基硫酸钠溶液，加入2.0mL掩蔽-缓冲溶液、2.0mLTMK溶液，用水稀释至25mL，摇匀，放置3～5min，按实验方法进行测定，同时将测定结果与火试金法进行比较，测定结果见表2。

表2 本方法测定结果与火试金法的对比

该方法对仪器没有特殊要求、操作方便、环境污染小;而火试金法至今仍被广泛用于矿石等物质中金的分析[9]，但其劳动强度大，需要经验丰富、操作熟练的分析人员才能胜任此项工作，若操作不过关，将无法准确测定。

4 结语

针对子公司东安新龙矿业公司和辰鑫矿产公司部分含碳样品中金的分析以往只能采用火试金法的测定，经过实验证明，样品经过浓硫酸-浓硝酸+氯酸钾混合溶液进行湿法预处理和王水溶解后，并结合化验室目前使用的分光光度法进行测定，其分析结果与火试金法结果相吻合。

用该方法测定含碳矿石中金，分析成本仅为火法试金法分析成本的1/5，而且分析周期只有火法试金法的1/3;准确度高，选择性高，易被操作人员掌握，因此对提高企业经济效益和社会效益具有重要的现实意义;扩大光度法适用范围，且不受样品个数的限制，能够做到随时来样随时分析，从而增强了对生产的批导作用;降低了分析人员的劳动强度，改善了分析人员的作业环境。

[参考文献]

[1] 李志明,刘桂芬.原子吸收光谱法测定金银样品前处理的讨论[J].分析测试技术与仪器,2005,11(1):71-74.

[2] 赵宇侠,许兴友,马卫兴等.氯磺酚偶氮硫代若丹宁光度法测定微量金[J].贵金属,2007,28(3):56-58.

[3] 北京矿冶研究总院分析室.矿石及有色金属分析手册[M].北京:冶金工业出版社,1990.189-190.

[4] 张雷,马东兰,孙瑞霞,等.显色剂N-辛基-N-(氨基对苯磺酸钠)硫脲的合成及与金(III)的显色反应[J].分析化学,1999,27(2):210-213.

[5] 张雷,马东兰,赵春霞,等.新显色剂N-对甲苯基-N,-(氨基对苯磺酸钠)硫脲的合成及与金(III)的显色反应的研究和应用[J].分析实验室,1999,18(3):7-10.

[6] 黄章杰,胡秋芬,杨光宇.新显色剂8-[杯(4)芳烃偶氮]氨基喹啉的合成及其与金的显色反应[J].分析实验室,2003,22(1):75-77.

[7] 贺仕军.化学分析方法[R].湖南:湖南新龙矿业有限责任公司,2004.

[8] 冯月斌.含金矿样的溶样方法和干扰元素的消除[J]金,2003,24(2):50-51.

[9] 赵怀志,宁远涛编著.金[M].湖南:中南大学出版社,2003.19-20.

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