金矿样分析前处理技术探讨

杨升

（安徽省地质矿产勘查局324地质队， 安徽池州 247000）

0 引言

金在大自然中，存在形式很复杂，在这些岩石矿物中常伴生有锑、砷、硫及有机质等杂质[1]，不消除这些杂质，测金得不到很好的结果。目前世界上的金矿资源约70%属于难处理金矿，在我国已探明的金矿储量中，有30%为难处理金矿，其中含砷、锑等硫化金矿最难处理，已成为我国今后金矿开发和利用的制约瓶颈[2～3]。在金矿样品中含有砷、硫、锑及有机质等杂质的分析前处理技术探讨有极其重要的意义。

由于金具有很好的延展性，不易破碎，往往在矿石中分布不均匀，含量又较低颗粒效应明显[4～5]等特点，矿石中金的存在形式、粒度大小差别很大。一般测定金的方法中以大称样量测定矿样中的金，由于称样量过大，样品在马弗炉中难以被完全灰化。本文充分考虑到试样本身的代表性和均匀性，采取棒磨机打磨、盘磨机研磨样品，使得样品具有较好的均匀性和代表性，根据含金量情况，适当减少称样量。本法操作简单、原理简明、实验要求低，而且对常量金的测定有较高的准确度，便于广泛普及应用，更适合测定矿石中的金。

1 实验部分

1.1试剂材料与仪器设备

棒磨机，盘磨机，天平（杭州万特衡器有限公司），瓷方舟（唐山市丰南区燕山工业瓷厂），高温炉（上海洪纪仪器设备有限公司），数显控温不锈钢电热板（常州万合仪器制造有限公司），氯化铵(AR)。

GBW(E)070013(GAu-16)、GBW(E)070015(GAu-18)均为金矿石成分国家标准物质（地矿部物化探研究所），认定值[ω(Au)/10-6]分别为1.09和10.00。不确定度分别为0.03和0.2。

1.2实验方法

称取10.00g矿样（根据含量选择取样量）于瓷方舟中，加NH4Cl10.0g与矿样混匀后低温放入马弗炉中，把温度调至350℃焙烧至烟冒尽，依次把温度调高100℃焙烧至矿样烟冒尽。直至温度升至650℃样品冒尽烟止。冷却，取出，将焙烧好的样品转移至事先编好号的且洁净的250ml烧杯中，加水润湿。

2 结果与讨论

2.1金矿石样品加工

采用棒磨作用较好的棒磨机和粉碎作用较好、具有挤压、剪切力的盘磨机，两者结合对金矿样品的研磨和粉碎有较好的效果。

为了避免漏矿、丢矿和成矿假象的现象，取样多，少缩分。即使这样，缩分过程中流失概率较大，且RSD＞10%，准确度和精密度差。结果如表1，

表1 基本分析样与弃样分析结果对照表Table 1.Comparison of analysis results between basic analysis samples and abandoned samples

因此矿样按新的加工样品程序，应根据金矿样品赋存状态、特点、类型进行试验后制定新的加工工艺。将矿样装入事先编好号棒磨筒中破碎，其中的自然金粒得到较充分的破碎,提升了破碎效果,从而有效地避免了丢矿现象。同时也消除了分析结果偏高而导致的成矿假象。棒磨好的矿样放在编好号的盘磨机中研磨至所需粒度。样品的均匀性和代表性有了很好的提高，因此称量样品可以适当减少取样量。棒磨、盘磨好的样品基本分析和外检测定值基本一致。实验证明：矿样经过前处理（新的加工流程）来制备样品,按照试验方法主副样分析结果相符，RSD＜4.0%，符合地质实验测试的要求。样品的均匀性和代表性得到了有效的解决。结果如表2

表2 基本分析样、弃样分析结果与外检测定值对照Table 2.Analysis results of basic analysis samples and abandoned samples against externally tested values

2.2焙烧氧化法

2.2.1基本原理

地质样品中的金矿石常含有一定量的锑、砷、硫、碳有机质等有害组分，严重干扰金的测定，加入氯化铵混匀焙烧，在650焙烧一定时间锑去除率达98%以上，其他砷、硫、碳有机质等有害组分也几乎完全除去[6]。硫及碳等物质燃烧除去通过焙烧氧化法，将金矿中的硫、有机质、砷等氧化。形成渗透性好的、多孔的焙砂，使金的浸出率提高[7]。NH4Cl除Sb[8]，矿样中金的组份转化为金属氯化物（凝聚相的），附存在矿样中。铵盐成气态挥发出去，从而解决了矿样中的金粒在焙烧过程中易结块，难以被王水溶液完全溶解的情况。

2.2.2除杂质的原因

在自然界中，金的赋存状态很复杂，主要以元素状态散布在石英脉等岩石层中或砂矿中，特别在锑、砷等硫化矿中常伴生有金，金、锑、砷等共生矿石中，锑含量可达百分之几十，不消除锑等杂质，测金得不到好的结果。其原因一：在焙烧过程中，锑在高温中易结块，包裹金。熔矿时很难被王水完全熔解；二是在制备样品溶液过程中，当温度和酸度偏低时，锑化合物发生水解，其产物易吸附金[9]；砷、硫及有机质等杂质对金的测定干扰严重。因此，通过焙烧法除去杂质。

2.2.3选择焙烧温度

样品中的硫、砷、碳及有机质等可通过阶梯升温焙烧除去，每升温100℃焙烧样品至烟冒尽。直至温度升至650℃样品冒尽烟止，温度不宜高于700℃。锑的氯化物在110℃开始挥发，金的氯化在265℃才开始挥发，用王水溶解矿样时，电热板温度调节于150℃。

2.2.4选择除Sb条件

（1）选择NH4Cl用量

NH4Cl用量的选择以样品焙烧后不结块，呈松散状态，且易被王水溶液溶解而定。实验表明，当NH4Cl加入量为10.0g时，即与样品试样质量比为1：1时，焙烧后样品松散，易被王水溶解，除锑效果最佳；不加NH4Cl或加少量时，矿样中锑无法除去或除尽，焙烧后易结块，王水无法充分溶解金。当加入量为20g时，焙烧后样品过于松散且体积大易溢出，焙烧时间延长，而且浪费试剂。

（2）锑影响金的测定

锑金样品中在未加氯化铵时有结块现象，在加热熔样过程中结块沉于烧杯底部，无法被王水完全熔解，溶液较清亮，停止加热温度降低后，在转移稀释过程中溶液的温度和浓度都降低了，锑在矿样中的化合物发生水解，生成了白色的锑化合物水解产物吸附了部分金至沉淀中，金的回收率随着锑含量的增加而降低(73.05%～83.50%)，见表3，所以除尽锑，防止锑包裹金及其锑的水解化合物吸附部分金，提高金的回收率。

表3 锑化合物水解吸附的金量Table 3.Amount of gold adsorbed by hydrolyzed antimony compound

（3）加氯化铵对金测定的影响

在加入了氯化铵的矿样在阶梯升温焙烧后没有结块呈蓬松状态，形成了多孔的、渗透性好的焙砂。矿样中金的组份转变为凝聚相的金属氯化物，铵盐成气态释放出去，锑的化合物完全与氯化铵络合没有水解，金与王水完全反应。提高了金的浸出率。

表4 王水溶矿时加入氯化铵的金回收率Table 4.Gold recovery rate after ammonium chlorideis added in aqu regia that is desolving ore

2.3样品分析前处理及验证

选择两个金标准物质GAu-16、GAu-18，各称取适量的两份(再精确掺有一定量的锑、砷、硫、有机质等杂质)，其中一份按照实验方法前处理，经过前处理的标准物质测定值与认定值相符，RSD均小于4.0%；而没有经过预处理的掺有一定量的锑、砷、硫、有机质等杂质的金标准物质测定值与认定值不符，RSD均大于6.0%，结果分别见表5和表6。

表5 经过前处理标准物质金的测定结果(n=6)Table 5.Determination results of gold in referencematerial after pretreatment(n=6)

实验中可以观察到，在分析前经过处理的两个标准物质在阶梯升温焙烧后没有结块呈蓬松状态，矿样中金的组份转变为凝聚相的金属氯化物，铵盐成气态释放出去，锑的化合物完全与氯化铵络合没有水解，金与王水完全反应。提高了金的浸出率，消除了砷、硫、有机质等杂质的干扰。

3 结论

对金矿样品的分析，首先必须考虑金样品的均匀性和代表性，再次消除锑、砷、硫、有机质等杂质的干扰。采用棒磨机打磨、盘磨机研磨使样品更加均匀和代表性，阶梯升温焙烧氧化法除杂质干扰，地质样品中分析前预处理工作对金含量的准确测定具有非常重要的作用。本法值得在行业，各实验室进行推广普及应用。并且方法适用于大批量地质样品的分析，结果满足需求。

表6 没有经过前处理标准物质金的测定结果(n=6)Table 6.Determination results of gold in reference material without pretreatment(n=6)