活性炭吸附碘量法测定金矿石中金的不确定度评定

活性炭吸附 - 碘量法测定矿石中的金白 志明 1王 凌燕 2（1.甘肃工业职业技术学院化学与环境工程系，甘肃 天水 741025；2. 天水市麦积区花牛中学，甘肃 天水 741025）摘要： 本文通过活性炭吸附-碘量法实际应用 过程的研究,确定了测定矿石中的金各步 骤 的最 佳分析条件以及在测定过程中应注意 的事项.关键词： 活性炭 ； 碘量法 ； 测定方法 ； 金中图分类号： O655： TG146.3+文献标识码： A文章编号： 16720520 （2011） 05 0037 21目前在中小型矿山测定金的方法有火法试金、 原子吸收光谱法、 活性炭吸附 - 碘量法， 主要采用活性炭富吸附 - 碘量法测定金. 其方法较其它方法具有成本低，污染少， 方法简便， 分析速度快等优点， 能提高生产效益. 实践表明， 选择这种方法是一种较理想可靠的现场方法.1测定原理试样中的金溶于王水后生成三氯化金， 它再与氯化钠作用形成易离解的氯金酸盐. Au3HClHNO3=AuCl32H2ONOAuCl3NaCl=NaAuCl4 或 AuCl3HCl= HAuCl4NaAuCl4=NaAuCl4氯金酸根络阴离子经活性炭吸附后便于富集， 并达到了使金与大多数金属元素分离的目的. 活性炭经灰化灼烧， 三氯化金又被还原为单质金：2AuCl33C3H2O=3 Au6 HCl3CO灼烧后的残渣用王水溶解， 金又氧化为三氯化金， 它能够氧化碘化钾而析出等当量的碘：AuCl33KI=AuII23KCl最后用硫代硫酸钠标准溶液滴定析出的碘间接计算出金的含量：（正硫代硫酸钠）I22Na2S2O3=2NaINa2S4O62所用化学试剂的配制及标定2.1盐酸（AR）比重 1.19； 质量分数36.46%2.2硝酸（AR）比重 1.42； 质量分数65%68%2.3稀正王水（1+1）V（HCl）V（HNO3）V（H2O）=3142.4稀逆王水（1+1）V（HCl）V（HNO3）V（H2O）=1342.55%HCl 水溶液5mLHCl 加入 95mL水中2.6氟化氢铵 AR 固体及 5%NH4HF2 水溶液5g NH4HF2 溶解于 95mL水中收稿日期： 2011- 04 - 13作者简介： 白志明（1978），男， 甘肃靖远人 ， 讲师，主要 从事化学与环境工程研究.2.7氯化钠 （AR） 固体及饱和溶液2.8浓正王水V（HCl）V（HNO3）=312.97%醋酸（AR）93mL 水加入 7mL 冰醋酸2.101%EDTA（AR）的配制1g EDTA（乙二胺四乙酸二钠）溶于 100mL 水中煮沸至透明.2.11碘化钾（AR）固体2.121%淀粉指示剂将 1g 淀粉溶于少量水成糊状， 再加入 100mL 沸水中煮沸至透明， 冷却后即可.2.13活性炭 AR 固体对购买的活性炭要进行提纯，其方法如下：在 400mL 的塑料瓶中加入 5% NH4HF2 溶液 400mL， 加活性炭调至稀 糊状， 浸 泡 7d 后抽 滤，用热的 5%的盐酸洗漏斗中的活性炭 810 次， 再用热的蒸馏水洗 1015 次， 停止抽气. 将活性炭转入塑料瓶内，加盖备用.2.14金标准储备溶液的配制： 称取 99.99%的海绵金基准试剂 0.5000g 于 100mL 烧杯中， 缓慢加入 10mL 浓正王水， 待金恰好溶解完时加入 1g 氯化钠， 水浴蒸至无酸味， 再 （沿烧杯壁） 加入浓盐酸 2mL 水浴蒸至无酸味，重复一次（浓 HCl），蒸干； 取下， 晾凉， 加少许二次蒸馏水使其溶解； 在洗干净的 500mL 容量瓶中移入 4.5mL 浓盐酸， 将溶解后的金标全部转移到 500mL 容量瓶中（注意： 绝不允许撒出）， 并用二次蒸馏水稀释至刻度线， 摇匀， 贴标签备用. 此时， 金标准的浓度 为： 1mg/mL （介质为 0.9%HCl）.2.15金标准工作溶液的配制： 另取一个干净的 500mL 容量瓶，移入 4.5mL 浓盐酸， 用 50mL 移液管移取 1mg/mL 金标准（介质为 0.9%HCl）于 500mL 容量瓶中， 再用二次蒸馏水稀释至刻度线， 贴标签备用. 此时， 金标准的浓度为 100g/mL （介质为 0.9%HCl） .2.16硫代硫酸钠标准溶液 （T=100r）：称取 Na2S2O35H2O （分析纯） 1.25g 或 1.26g 溶于 5000mL 煮沸后冷却的蒸馏水中， 称取 0.4g无水碳酸钠 （抑制硫代硫酸钠的水解）， 待其溶解后加入 50mL 三氯甲烷， 稳定一周左右， 标定备用，此溶液每 mL 相当于金 100g.标定： 用移液管移取上述金标准溶液 10mL 于 50mL 坩埚中， 加入 7%醋酸 510mL， 少量氟化氢铵， 摇匀， 再加入 35 滴 1%EDTA 搅匀， 加 KI 约 0.1g， 搅匀， 迅速用每 mL相当于 100g金的 Na2S2O3 标准溶液滴定至浅黄色后， 再加入 1%淀粉指示剂 35 滴，到溶液由蓝色变为无色即为终点.滴定度计算见公式 1继续在强搅拌下缓慢滴定TAu/Na2S2O3= W （g / ml）（1）V式中： W所取的金标准澄澈的 gV滴定时所消耗 Na2S2O3 溶液的体积 ml3分析步骤3.1试样的 分解在感量为 0.1g 的托盘天平称取 20.040.0g 样品于 400mL烧杯中， 并用少量水润湿. 加入 100125mL11 的稀王水， 置于电热板或沙浴上煮沸溶解， 并微沸 40min， 溶解好的样品取下冷却， 用水稀释至 100mL左右.原矿、 尾矿和一般地质样加 1+1 逆王水 50mL加热至无 NO2 的黄棕色气体冒出后， 补加 1+1 正壁， 控制体积 200mL.精矿： 先分次加入硝酸 30mL， 加热至大量的 NO2 的黄棕色气体冒出后， 补加盐酸 20mL， 再 加 1+1 的正王水 50mL， 煮沸分解 25min， 加氯化钠 2g 摇匀， 继续煮沸 5min， 取下冷却， 以水冲 洗表面皿及杯壁， 控制体积为 200mL.硫化物的精矿： 分次加入硝酸 40mL， 加热至大量 NO2 的黄棕色气体冒出后， 补加盐酸 25mL，再加 1+1 的正王水 50mL， 煮沸分解 25min， 加氯化钠 2g 摇匀， 继续煮沸 5min， 取下冷却， 以水冲洗表面皿及杯壁，3.2过滤与 吸附控制体积为 200mL左右.预先安装好抽滤系统： 在抽气的条件下， 给吸附柱内倒入滤纸浆， 捣实约 35mm 厚， 再加活性炭与纸浆的混合物（活性炭与纸浆的比例 12） 310mm 厚， 再将 80mm 布氏漏斗装于吸附柱上， 平铺两张 70mm 的定性滤纸， 用水润湿使其紧贴， 覆盖一层稀滤纸浆， 停止抽气.在抽气条件下， 将溶好稀释后的试液倒入预先装好的布氏漏斗中， 用温热的稀盐酸 （5%） 洗涤烧杯 3 次， 洗残渣 810 次，滤干后， 迅速划破滤纸， 取下漏斗用热的氟化氢铵（5%， 5060） 水溶液洗活性炭层 810 次， 再用热的稀盐酸 （5%， 5060） 洗 810 次， 最后用热蒸馏水洗 810 次. 然后停止抽气， 取下吸附柱， 将炭层与纸浆层一同移入 50mL瓷坩埚.3.3灰化与 灼烧将坩埚放于温热的电炉上， 缓缓升温， 待滤纸炭化至大部分炭质氧化后， 移入 720左右的高 温炉中， 灼烧到所有的炭被氧化完全后， 取出冷却.3.4水浴溶 金向冷却后的瓷坩埚中加入饱和氯化钠溶液 5 滴， 加新配制的浓王水 2min， 置于水浴锅上蒸干， 取下沿坩埚壁加入 2mL盐酸， 反复蒸干两次， 蒸至无酸味取下， 加入 7%的醋酸 （793） 35mL， 加入氟化氢铵少许.3.5滴定与 计算向盛试液的坩埚中加入 1%EDTA 溶液 35 滴， 摇匀加入 0.1g 碘化钾， 立即用适当浓度的硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色， 加入 1%淀粉指示剂 35 滴，计算金的含量.见公式 2继续滴定至溶液无色为止， 然后Au（g / t）= T V（2）G式中： T Na2S2O3 标准溶液对金的滴的定度； V滴定时消耗 Na2S2O3 标准溶液的体积 ml； G称取试样的重量 g .4碘量法测金的干扰元素及消除方法能被活性炭吸附的元素除金外， 还有高价态的 Cu、 Fe、 As、Sb、 Se 等. 另外与 KI 起反应产生颜色的有 Pb 等. 为消除干扰， 应加掩蔽剂， 如： NH4HF 及 EDTA 消除其干扰.消除方法： 干扰元素铜含量低于 3mg 以下， 铅含量低于 10mg 以下， 铁含量低于 10mg 以下 时， 滴定终点还是比较容易观察， 对分析结果无影响； 若这些元素的含量高于上述值时， 滴定终 点就较 难观 察了， 为 了确保 分析测 定的可 靠性 ， 均得增 加掩蔽 剂用量. 例如 ： 要 掩 蔽 50mg 铁 ， NH4HF2 的用量得超过 50mg. 所以说， 活性炭中本身所含的 Fe 及吸附时分离洗脱不完全而代入少量的 Cu2、 Fe3、 Pb2等都得用适量的 NH4HF2 及 EDTA 去消除. 含 Pb 多的样品应加入 Na2S， 使 Pb沉淀于残渣中滤出. 但抽滤时 Fe 洗得不干净， 即就是留有几毫克都会造成炭化的困难.5讨论5.1溶解试样时， 若发现个别试样有胶体生成， 立即加 NaF 或 KF 固体 1g.5.2分解试样温度不能过高， 保持微沸 40min， 否则试样分解不完全.5.3抽滤时尽可能控制好流速， 保持有水柱为宜， 否则吸附不完全.5.4对含 Pb 较高的样品， 在洗涤过程中氟化氢铵和盐酸的浓度在原基础上均再提高 1%.5.5灰化必须缓慢进行， 勿使明火产生， 因为着火会带走炭， 使金受到损失， 同时也必须灰化完 全， 否则结果偏低.水浴溶金时避免反应过于激烈，否则溶液溅出使金损失.5.65.7瓷坩埚在两次蒸酸时蒸至无酸味即可， 不能再延长蒸酸时间， 若再延长蒸酸时间， 三氯化金就会发生分解， 成为一价金或单体金. AuCl3=AuClCl2 造成结果偏低， 而偏低程度随时间的长短而不同，一般半小时约能低 1.52%. 但硝酸还必须蒸发除净. 用后的瓷坩埚要在煮沸的王水中处理，洗净后方可再用.5.8EDTA 对三氯化金有还原作用， 其还原程度与其放置时间有关， 另外温度、 试剂用量也有所 影响， 如在夏天在 5+95 的醋酸中加 1mL 金溶液， 再加 1%EDTA 溶液 1mL 时， 30s 内不影响， 超 过 60s 降低 0.6%， 120s 降低 1%， 180s 降低 3%， 故加入 EDTA 后， 必须立即加入 KI 并同时很快 完成滴定.5.9 因本测定方法 1g 活性炭能吸附约 60mg 金， 故硫化矿、 氧化矿等均能称样 3050g 进行分析测定， 为提高低含量精确度， 还得增大取样量进行富集. 这样提高了样品的代表性， 并使操作误差相 对有所减小.5.10 硫代硫酸钠碘量法分析测定金的检出限约为 3mg， 一般来说准确度还是比较高的.含炭及有机质试样， 可经焙烧除炭，或加 50mL 硝酸， 再加氯酸钾 56g 煮沸除炭及有机质.5.115.12含硼及炉渣试样， 先加盐酸 50mL， 氟化氢铵 56g 除硼， 使样品分解完全.5.13含铅高的样品， 王水溶解后， 待冷却到室温后过滤， 或在过滤前加 NaS 除铅.5.14含砷（As）、 锑（Sb）、 溴（Br）的试样，可先焙烧或加盐酸煮沸半小时后再加王水溶解， 样品处理好后， 加水稀释大体积过滤， 以便消除 As、 Sb、 Br 的影响.5.15活性炭的质量是关键， 必须是分析纯.5.16活性炭必须用盐酸浸泡一周并过滤处理.5.17制纸浆必须选用 “慢速” 定量滤纸.5.18基准用金必须是 99.99%海绵金.5.19溶解基准金用的是正王水， 加浓盐酸两次蒸酸， 一般测试样加一次浓盐酸， 即一次蒸酸.5.20一般测试样水浴金应加浓正王水， 必须现用现配.6结论采用活性炭吸附-碘量法测定矿石中金含量， 该方法操作简便、 快速， 结果稳定， 准确度高， 重现性好， 一般化验人员能更快更好地掌握本方法. 经方法考查和生产实践检验， 本法对脉矿地质 试样和选矿各种产品均适用. 测定范围为 0.11000g/t.参考文献：1 杨 理 勤. 碘 量 法 在 黄 金 生 产 中 的 运 用 J. 黄 金 ， 2000 （11）. 47-48.2 张 一 兵 ， 周 金 娣 ， 王 师 金.黄 金 制 品 中 Au 含 量 的 测 定 方 法 J. 上 饶 师 范 学 院 学 报 ， 2007， 21（3）：59-62.3 薛 光 ， 赵 玉 娥. 金 测 定 方 法 的 最 新 进 展 （续 完 ） J. 黄 金 ， 2007， 28（3）：53-60.Activated Carbon Absorption-Iodometric Method for the Determination of Gold in OreBai Zhi-ming1Wang Ling-yan2（Department of Chemical and Environmental Engineering， Gansu Polytechnic College， Tianshui 741025， China）Abstract： This paper determines the best analysis condition and the precaution items that should be cared inthe measuring process through researching the practical application of activated carbon absorption.Key words： Activated carbon； Iodometric； Measuring method； Gold责任编辑： 许耀照!（上接第 16 页）参考文献：1 北 京 大 学 数 学 系 几 何 代 数 教 研 室 编 . 高 等 代 数. 第 3 版 M. 北 京 ：高 等 教 育 出 版 社 ， 2003.2 杨 子 胥 编. 高 等 代 数 习 题 解 ：上 册 （修 订 版 ） M. 济 南 ：山 东 科 学 技 术 出 版 社 ， 2003.3 电 子 科 技 大 学 应 用 数 学 系 编. 线 性 代 数 复 习 指 南 M. 成 都 ：电 子 科 技 大 学 出 版 社 ， 1998.On Several Problems in Teaching Linear EquationsGuo Yu-hong（School of Mathematics and Statistics， Hexi University， Zhangye， Gansu 734000）Abstract： This paper argues that several p roblems must be emphasized in teaching linear equations. Theseproblems include intensifying matrix expression of linear equations ，the inverse problem of linear equations and so on.Key words： Linear equations； Matrix expression； Inverse problem责任编辑： 张飞羽