某黃金尾礦回收利用廠載金碳中金含量的測定方法研究

薛統(tǒng)源，路麗娟

(1．煙臺黃金職業(yè)學院 環(huán)境與材料工程系，山東 招遠 265401；2.山東招金金合科技有限公司，山東 招遠 265400)

中國是黃金生產(chǎn)大國，隨著金礦資源的開發(fā)，尾礦數(shù)量大量的增長，國內(nèi)尾礦二次利用開發(fā)越來越受到重視，一批黃金礦山企業(yè)和研究機構對黃金尾礦中金元素的回收技術作了大量研究[1]。某黃金尾礦回收利用廠將經(jīng)處理的黃金尾礦用活性炭吸收富集，獲得產(chǎn)品載金炭，產(chǎn)品中金品位較高，回收效果較好，生產(chǎn)同時需對產(chǎn)品的品位進行化驗測定，使回收指標得到更準確的反饋，以保證更好的回收效果。

根據(jù)《載金炭化學分析方法 第1部分：金量的測定》(GB/T 29509.1-2013)，載金炭中金量的測定采用火試金重量法(后文中簡稱火試金法)。火試金法具有富集率高，分析結(jié)果準確度高等優(yōu)勢，但火試金法存在檢測成本高，方法操作復雜，操作經(jīng)驗要求較高，天平精度要求較高等劣勢[2]，對于金樣數(shù)量較少的企業(yè)會導致檢測成本增加，包括大量試劑準備及浪費，人力資源占用等情況。

針對某黃金尾礦回收利用廠中載金炭取樣周期較長、樣品數(shù)量較少的情況，根據(jù)該回收廠樣品的性質(zhì)本文選擇活性炭富集—氫醌容量法來進行測定方法研究，調(diào)整焙燒溶樣時間，增加分取步驟，通過實驗研究找到一種快速簡單，成本較低且準確度較高的測定方法，本測定方法適合該企業(yè)的日常生產(chǎn)測定，勞動強度適中，測定結(jié)果理想。

1 實驗原理

(1)采用王水溶解金的反應式：Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO+2H2O

(2)氯金酸易被活性炭吸附故可與大量的雜質(zhì)分離并使金得到富集，經(jīng)灰化除炭，再以王水溶解，加滴氯化鈉使之生成氯金酸鹽以提高三價金的穩(wěn)定性，在水浴鍋上蒸干后進行滴定。

(3)在pH值：2～2.5的磷酸-磷酸二氫鉀緩沖溶液中，金溶液與氫醌的反應式：2HAuCl4+3C6H6O2=2Au+3C6H4O2+8HCl。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

活性炭(-200目)：250g放入2500 mL質(zhì)量分數(shù)為2%氟化氫銨溶液中，浸泡7 d，定時攪拌，抽氣過濾，用體積分數(shù)為2%鹽酸及水洗凈至無氟離子備用。

王水∶按體積比V (鹽酸)∶V(硝酸)=3∶1配制王水，注意王水易變質(zhì)，測定需用新配制的王水。稀王水∶按體積比V (王水)∶V(蒸餾水)=1∶1配制。

磷酸二氫鉀—磷酸緩沖液：稱50 g磷酸二氫鉀溶于450 mL水中，加入磷酸15 mL，用氫氧化鉀和磷酸將溶液調(diào)整為pH值2～2.5，稀釋至500 mL，若該溶液中含有還原性物質(zhì)，須加飽和氯水進行處理，煮沸出去過量的氯氣，冷卻后用水稀釋至500 mL。取配置好的緩沖溶液5 mL，加入一滴鹽酸聯(lián)苯胺指示劑，不出現(xiàn)黃色為合格。

鹽酸聯(lián)苯胺指示劑 1 g/L：稱取0.1 g 聯(lián)苯胺以數(shù)滴鹽酸酸溶解后，水稀至100 mL。

氫醌儲備液：取對0.8376 g對苯二酚溶于400 mL冷水中，注意不許加熱，加8.3 mL HCl水稀至1000 mL貯于棕色容量瓶中。此儲備液1 mL相當于1 mg金。

氫醌標準液：分取氫醌儲備液稀釋成1 mL相當于30 μg金，分取30 mL氫醌儲備液于1000 mL棕色容量瓶中加0.4 mL鹽酸，水稀釋至刻度,待標定后使用。氫醌標準液標定: 分取三份5 mL 20 μg/mL金標準溶液，于50 mL瓷坩堝中，加3～5滴氯化鉀，水浴蒸干，滴加0.5 mL鹽酸蒸至無酸味，取下，控制溫度在60℃左右滴定，加入磷酸二氫鉀-磷酸緩沖溶液5 mL，用氫醌標準液滴定到黃色幾乎褪去，加入1 g/L鹽酸聯(lián)苯胺指示劑2滴，繼續(xù)滴定至黃色褪去為終點。計算氫醌標準液對金的滴定度T。

2.2 樣品分析過程

2.2.1 溶樣前預處理

取適量載金炭樣品于烘箱中100℃烘干6 h，稱取1.0000 g烘干處理的載金炭樣品，于馬弗爐中650℃焙燒100 min，取出冷卻。

2.2.2 樣品溶解過程

轉(zhuǎn)移到400 mL燒杯中，加水潤濕，蓋上表面皿，加100 mL體積比為V (王水)∶V(蒸餾水)=1∶1的王水，在電爐盤上加熱將金完全溶解，冷卻，用水洗表面皿及杯壁，加體積分數(shù)為2%聚乙二醇溶液，搖勻。

2.2.3 抽濾吸附過程

控制溫度40～50℃左右 ，倒入布氏漏斗過濾，用溫熱的體積分數(shù)為2%鹽酸洗燒杯3次，洗殘渣3次，取下布氏漏斗，用溫熱的20 g/L的氟化氫銨溶液洗吸附柱5次，用體積分數(shù)為2%鹽酸洗8次，蒸餾水洗8次，抽干。

2.2.4 碳化灰化蒸酸過程

將柱內(nèi)活性炭紙餅轉(zhuǎn)入經(jīng)王水處理的50 mL坩堝內(nèi)，置于電爐板上碳化，大煙冒盡后轉(zhuǎn)入馬弗爐內(nèi)?？刂茰囟?00～700℃灼燒，灰化完全后，取出，冷卻，加入3～5滴250 g/L氯化鈉溶液，沿坩堝壁加入1～2 mL王水，在水浴鍋上蒸干，加3～5滴鹽酸蒸至無酸味取下，后轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，用移液管分取5 mL于坩堝中。

2.2.5 滴定過程

控制溫度在60℃左右滴定，加入磷酸二氫鉀-磷酸緩沖溶液5 mL，用氫醌標準液滴定到黃色幾乎褪去，加入1 g/L鹽酸聯(lián)苯胺指示劑2滴，繼續(xù)滴定至黃色褪去為終點，記錄氫醌標準液消耗體積并準確記錄，計算樣品中金的含量。

2.3 結(jié)果和討論

2.3.1 試劑的優(yōu)點

本實驗中選用的試劑對苯二酚(氫醌)不易被空氣氧化，它微酸性溶液可以較好的保存，而且具有很高的靈敏性和選擇性，鹽酸聯(lián)苯胺作指示劑，在弱酸介質(zhì)中表現(xiàn)極為敏銳，可非常好的反映滴定終點。

2.3.2 樣品溶解時間

礦石樣品中成分較復雜，溶樣加熱40 min即可取得較好效果，載金碳基體較單一，在實驗溶樣過程中選擇加熱30～40 min可取得較好溶樣效果[3]，在實際操作中，個別樣品是否完成溶樣過程，須進行觀察確定。

2.3.3 滴定溫度的選擇

此方法中使用鹽酸聯(lián)苯胺指示劑，在進行滴定時，氫醌與金的反應在接近終點時反應較慢，常會出現(xiàn)黃色褪去，片刻后出現(xiàn)終點回頭現(xiàn)象，為防止滴定過頭，須在接近終點時緩慢進行滴定，指示劑褪色后放置數(shù)分鐘，指示劑不在呈現(xiàn)黃色氧化狀態(tài)即為終點。在滴定過程中，適當加熱可使反應速度加快，本實驗中采用水浴鍋對樣品加熱，保證滴定溫度在60℃左右，可較好的控制滴定時間[4]。

2.3.4 分析結(jié)果比較

本實驗選擇四個載金炭外賣樣品進行測定，平行測定4次結(jié)果及精密度見表1，相對標準偏差(RSD)小于5%，說明該實驗滿足測定載金炭金含量要求。載金炭外賣樣品分析結(jié)果平均值與仲裁檢測結(jié)果比較見表2，本測定方法測定樣品中金含量結(jié)果與仲裁檢測報告中金含量結(jié)果無明顯差異，仲裁分析方法為：GB/T 29509.1-2013。

表1 方法精密度

表2 平均值與仲裁檢測結(jié)果比較

3 結(jié)論

采用載金炭樣品焙燒，溶樣，活性炭吸附，分取，氫醌滴定的方法來測定載金炭中的金含量，對于礦山企業(yè)，尾礦回收利用廠等企業(yè)，現(xiàn)場測定載金炭中的金含量，該方法快速簡單，成本較低，同時適用于品位較高的礦石及金精礦中金含量的測定，該方法的精密度及準確度滿足載金炭樣品金含量化驗測定的質(zhì)量要求。