昝敏嬌

(北方銅業(yè)股份有限公司計(jì)量檢驗(yàn)部，山西 運(yùn)城 043700)

引 言

銅礦峪銅礦系大型矽卡巖型銅鐵共生礦床，銅鐵品位高，儲(chǔ)量大，并伴生金、銀。礦石分氧化銅鐵礦和硫化銅鐵礦，兩種類型的礦石進(jìn)入選礦廠，分兩大系統(tǒng)進(jìn)行選別[1-3]。選礦廠采用浮選-弱磁選-強(qiáng)磁選的工藝流程生產(chǎn)出銅精礦和鐵精礦，產(chǎn)出的強(qiáng)磁銅尾礦總量約25萬(wàn)t。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選礦廠設(shè)計(jì)建立了日處理量1 000 t的銅尾礦綜合利用廠，采用常規(guī)的浮-重-磁聯(lián)合工藝流程綜合回收銅、金、銀和鐵。為實(shí)現(xiàn)銅尾礦中礦物金的有效回收，必須對(duì)銅尾礦中的金含量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定。在銅礦峪銅礦銅尾礦中，其金含量較低，實(shí)際礦樣中銅、金、鐵等元素含量較高，給金元素的測(cè)定帶來(lái)了很大的干擾，當(dāng)前一般都需要對(duì)銅尾礦樣品進(jìn)行預(yù)分離富集后再進(jìn)行測(cè)定。

當(dāng)前金的分離和富集方法主要有活性炭吸附法、泡沫塑料吸附法、MIBK萃取法等，以上分離和富集方法實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，操作過(guò)程復(fù)雜，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員要求非常高。離子交換樹脂分離富集法具有分析成本低、勞動(dòng)強(qiáng)度小、無(wú)污染等特點(diǎn)，在處理銅尾礦的預(yù)分離富集應(yīng)用中具有較好的效果。金元素的測(cè)定主要有原子吸收分光光度法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法、液相色譜與電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用法等，以上方法存在基體干擾嚴(yán)重、儀器設(shè)備昂貴等問(wèn)題。分光光度法具有操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)快速、設(shè)備便宜等特點(diǎn)，在測(cè)定銅尾礦中的金含量具有較好的應(yīng)用[4-6]。本文主要是采用717型強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子對(duì)銅尾礦進(jìn)行預(yù)分離富集，然后采用7230G型可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定其吸光度，建立起一套分析富集、測(cè)定金含量的辦法，以滿足銅尾礦綜合利用廠檢測(cè)需要。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

7230G型可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司；PHSJ3F精密pH計(jì)，上海雷磁儀器廠；HH.S21-6型電熱水浴鍋，上海五久自動(dòng)化設(shè)備公司；Transferpette S-12單道移液器，天津錦樂(lè)科技有限公司，100 μL～1 000 μL。

硫脲、無(wú)水乙醇、氫氧化鈉、氯化鈉、氨水，分析純；鹽酸，優(yōu)級(jí)純。

1.2 金標(biāo)準(zhǔn)工作液配置

金標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 mg/mL)的配置：稱取0.2000 g純金(>99.99%)放至于100 mL的燒杯中，加入20 mL王水，稍加熱于低溫狀態(tài)下進(jìn)行溶解，溶解后繼續(xù)加入20 mL王水，加熱蒸發(fā)至溶液接近于無(wú)水狀態(tài)，以趕盡其中的硝酸，冷卻后加熱沖洗杯壁，煮沸溶解鹽類后冷卻，采用體積分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸定容到200 mL容量瓶中，搖勻。

1.3 樹脂的預(yù)處理

實(shí)驗(yàn)中選用717強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂，需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理方法：取10%NaCl溶液(2倍交換樹脂體積)，2 m/h的流速通過(guò)樹脂，當(dāng)完全覆蓋樹脂后保留20 h，清水沖洗；取4%HCl溶液(2倍交換樹脂體積)，2m/h的流速通過(guò)樹脂，當(dāng)完全覆蓋樹脂后保留4 h，清水沖洗；取稀NaOH溶液(2倍交換樹脂體積)，2 m/h的流速通過(guò)樹脂，當(dāng)完全覆蓋樹脂后保留4 h，清水沖洗。經(jīng)預(yù)處理后的離子交換樹脂含水量為42.6%，交換容量為2.16 mmol/g。

2 結(jié)果及討論

2.1 動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)

在動(dòng)態(tài)吸附狀態(tài)下，上柱液流速對(duì)樹脂的吸附效果影響很大。準(zhǔn)備體積50 mL(1 mg/mL)的金標(biāo)準(zhǔn)液多份，調(diào)整流速，使50 mL金標(biāo)準(zhǔn)液分別以4.92、2.44、1.56、1.14、0.91、0.73 mL/min的流速通過(guò)樹脂柱。采用水和硫脲溶液清洗后，在最優(yōu)顯色條件下使用分光光度計(jì)測(cè)定光度，并計(jì)算吸附率E。吸附率隨上柱液流速變化曲線如圖1所示。

圖1 吸附率隨上柱液流速變化曲線

從圖1數(shù)據(jù)可知，吸附率隨上柱液流速的增加表現(xiàn)為稍增加后呈下降趨勢(shì)，確定上柱液流速最佳流速為1.2 mL/min。

2.2 上柱液酸度對(duì)吸附率的影響

在動(dòng)態(tài)吸附狀態(tài)下，上柱液酸度對(duì)樹脂的吸附效果影響很大。準(zhǔn)備體積50 mL(1 mg/mL)的金標(biāo)準(zhǔn)液多份，在金標(biāo)液中加入鹽酸，使金準(zhǔn)液中鹽酸體積分?jǐn)?shù)分別1%、2%、5%、10%、20%，調(diào)整上柱液流速為1.2 mL/min進(jìn)行過(guò)柱。采用水和硫脲溶液清洗后，在最優(yōu)顯色條件下使用分光光度計(jì)測(cè)定光度，并計(jì)算吸附率E。吸附率隨上柱液鹽酸濃度變化曲線如圖2所示。

從圖2數(shù)據(jù)可見(jiàn)，吸附率隨上柱液鹽酸濃度的增加表現(xiàn)為增長(zhǎng)趨勢(shì)，后期保持穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)鹽酸體積分?jǐn)?shù)處于10%～20%時(shí)，吸附率都處于97.5%以上，確定上柱液鹽酸體積分?jǐn)?shù)最佳為10%。

圖2 吸附率隨上柱液鹽酸濃度變化曲線

2.3 樣品體積對(duì)吸附率的影響

在銅尾礦中金含量較低，一般使用較大體積的樣品溶液來(lái)有效地富積金，樣品體積對(duì)樹脂的吸附效果影響較大。分析取1 mg/mL的金標(biāo)準(zhǔn)液5、50、100、150、300 mL，在上柱液鹽酸體積分?jǐn)?shù)為10%，流速為1.2mL/min狀態(tài)下進(jìn)行過(guò)柱。采用水和硫脲溶液清洗后，在最優(yōu)顯色條件下使用分光光度計(jì)測(cè)定光度，并計(jì)算吸附率E，吸附率隨樣品體積變化曲線如圖3所示。

圖3 吸附率隨樣品體積變化曲線

從圖3數(shù)據(jù)可知，吸附率隨上柱液體積的增加表現(xiàn)為下降，當(dāng)上柱液體積為300 mL時(shí)，吸附率92.8%。從吸附率的效果來(lái)看，當(dāng)上柱液體積為300 mL時(shí)，富集倍數(shù)為30倍，滿足樣品檢測(cè)需要，確定上柱液體積最佳為300 mL。

2.4 回收率實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)備好一定量的金精礦和銅尾礦，分別加入到0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL的金標(biāo)準(zhǔn)液中，樣品經(jīng)消解處理后，在已選定的最佳條件下過(guò)行過(guò)柱和洗脫，在最優(yōu)顯色條件下使用分光光度計(jì)測(cè)定光度，并計(jì)算金的回收率，結(jié)果如第51頁(yè)表1所示，金的回收率在96%～107%。

表1 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.5 檢出限測(cè)定

在已確定的最佳實(shí)驗(yàn)方案基礎(chǔ)上，進(jìn)行717型陰離子樹脂分離富集-分光光度法測(cè)定金方法的檢出限的測(cè)定實(shí)驗(yàn)。取50 mL體積分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸空白溶液進(jìn)行吸附、解析和測(cè)定，重要操作次數(shù)為11次，根據(jù)IUPAC的規(guī)定，求得717型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂分離富集-分光光度法測(cè)定金方法的檢出限為0.43 μg/L。

3 樣品分析

取北方銅業(yè)股份有限公司實(shí)驗(yàn)室的銅尾礦T12、T13、T14、T15樣品，按樣品消解方法對(duì)樣銅尾礦樣品進(jìn)行處理，在已選定的最佳實(shí)驗(yàn)條件下將樣品溶液上柱，洗脫和測(cè)定。同時(shí)，采用活性炭紙漿吸附碘量法進(jìn)行測(cè)定，對(duì)照分析。兩種方法的測(cè)定結(jié)果如表2所示，結(jié)果表明，離子交換樹脂分離富集-分光光度法與活性炭紙漿吸附碘量法的測(cè)定結(jié)果相吻合。

表2 兩種方法對(duì)比測(cè)試結(jié)果

4 結(jié)語(yǔ)

近幾年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，貴金屬分析技術(shù)向著低檢出限、高選擇性、高靈敏度的方向發(fā)展，這就要求研究與之匹配的高效率的分離富集方法。本實(shí)驗(yàn)采用717型陰離子交換樹脂分光光度法分離富集銅尾礦中的金元素，通過(guò)上柱液流速、上柱液酸度、樣品體積對(duì)吸附率的影響實(shí)驗(yàn)，確定了最佳吸附和解析條件。離子交換樹脂分離富集-分光光度法測(cè)定了銅尾礦中金含量，測(cè)定結(jié)果理想。該測(cè)定方法的建立對(duì)于貴金屬的衡量分析具有重要意義。