李伟明 LI Wei-ming
（安徽省地矿局332地质队测试中心，黄山 245000）
（332 Geological Team Test Center, Bureau of Geology and Mineral Exploration of Anhui Province，Huangshan 245000，China）
摘要： 金在矿石中大多数以单质形式存在，常与各种矿物或矿石伴生，以金为主的矿石也常常伴生着银、锑、砷、铁、硫、碳等，目前，测定矿石中金含量的方法很多，本文就近代岩矿中金元素的测试分析技术作了较为全面的介绍，并综合总结了其优缺点。
Abstract： Au is mostly elementary substance in ore, often associated with all sorts of minerals or ores. While the Au ore is also often associated with arsenic, antimony, silver, iron, sulfur, carbon, etc.. At present, there are many methods for determination of Au content in ore. This paper introduces the Au test and analysis technology in rock ore and summarizes their advantages and disadvantages.
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关键词 ： 金；岩矿样品；分析测定
Key words： Au；rock ore sample；analysis and determination
中图分类号：P575 文献标识码：A
文章编号：1006-4311（2015）06-0310-02
0 引言
金在自然界中含量极低，其在地壳中丰度约为1ng/g，这给金的测量带来困难。通常测量金时都是先通过一定的方法将金富集，再根据不同的富集的方法直接测量或者预处理后制备成含金溶液再测量。常见的富集方法有：火试金法、活性炭吸附法、有机溶剂萃取法、泡塑吸附法和离子交换法。金的富集是一个十分重要的过程，它不仅使金和基体元素分离而排除干扰，而且还富集到了金使达到检出。富集后金的测量方法通常有：重量法、发射光谱法、碘量法、分光光度法、原子吸收光谱法及电感耦合等离子体质谱法。
1 传统检测岩矿样品中金元素的方法
1.1 火试金重量法
火试金法是经典的、应用最为广泛的分析测试技术，将试样加入适量的银包于铅箔中，在920～950℃进行灰吹，使金银与铅和其他杂质分离，得到金银合粒。用硝酸溶解银分离金，称重即可得到金量。
火试金法是一种成熟的经典方法，目前已有铅试金、锑试金、锡试金和铋试金等方法，其中铅试金法是最可靠的分析方法，已经被多个国家列为国标。但火试金法对检测人员的操作技术要求很高，操作复杂且操作过程的不确定因素很多，而且有些因素的影响无法预知，如果操作不过关，将无法准确测定。
1.2 活性炭纸浆吸附碘量法
本方法设备简单，节约试剂，不污染环境，操作流程为：称取20g样品在650℃灼烧2h，冷却后用（1+1）王水100mL溶矿1.5h，稀释并注入装有活性炭—纸浆吸附柱的布氏漏斗中，使其充分吸附金。在瓷坩埚中将活性炭—纸浆吸附柱灰化至无黑色炭粒。少量王水在沸水浴上蒸干，加入几滴盐酸重复2次蒸干至无酸味，用稀乙酸使可溶性盐类溶解，加入NH4HF2和 EDTA掩蔽干扰，加入0.5gKI，用硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色，加入3~5滴l0g/L淀粉溶液，继续滴定至蓝色消失即为终点。
1.3 乙酸丁酯萃取—原子吸收法
经650℃灼烧的样品用（1+1）王水溶解后，过滤除渣，直接用定量的乙酸丁酯萃取金，然后用火焰原子吸收法直接测量有机相中金的含量即可计算出样品中金的品位。该方法直接简单，可直接用原子吸收仪在有机相中测量金的浓度。但这对雾化器有特殊要求，且有机萃取剂对仪器塑料部分有腐蚀。另外有机试剂刺激性强，对人体健康有害。
1.4 电火花发射光谱法
一定量样品经灼烧后用王水溶矿，通过活性炭纸浆吸附分离富集金后，灰化得到灰分，加入特制缓冲剂研磨混匀，装入石墨电极孔中。在工作条件下用电火花激发摄谱使谱线记录在感光相板上，同时记录相同条件下标准系列谱线，根据黑度值可得金含量。
该方法测量耗时较多，工序复杂。需经过烧样、溶矿、吸附、灰化、制备电极样、摄谱、冲洗相板、译谱等多道工序。但其优越性是在适宜条件下可以同时记录多个元素谱线，多元素可以同时测量。另外根据测量结果用途及准确性要求甚至可以直接称样制备电极样测量，大大缩短了测量时间。
2 现代岩矿样中金元素测定方法
2.1 活性炭富集火焰法
该方法使用的测试仪器为WFX-1B型原子吸收光谱仪，试验方法：试样经650℃灼烧，王水分解、动物胶凝聚沉后，用活性炭动态吸附Au，再经灰化、提取，制成（1+11）HCl溶液。将试液吸入空气—乙炔火焰中，用AAS法测定Au的吸光度，本法适用于岩石矿物中ω（Au）/10-6=0.05-100的测定。
该方法同活性炭纸浆吸附碘量法富集方法相似，后续测量采用火焰原子吸收光谱法。火焰法对高低含量的样品均可测量。超标准系列含量的样品甚至还可以采用稀释一定倍数进行测量，但应控制稀释倍数不能太高，否则误差较大。同时采用仪器测量省事省时，适合连续测量。
2.2 硫代米蚩酮（TMK）分光光度计法
该方法具有操作简单、快捷、分析成本低廉的优点，分析测定准确度高，可在实际生产中进一步完善。经活性炭或其他方式富集金后，在瓷坩埚中灰化，溶解残渣于盐酸介质中，加入适量尿素溶液水浴5分钟以消除硝酸根干扰，加入2mL TMK溶液，定容摇匀。用分光光度计在550nm波长处测定吸光度。
硫代米蚩酮光度法在实验室内使用并不多，TMK作为显色剂常用于野外现场分析中的目视比色法中，如微珠目视比色法和硫代米蚩酮目视比色法。
2.3 泡塑富集—原子吸收法
泡沫塑料是一种被广泛采用的金的富集材料，泡塑大都采用聚氨酯型泡塑。其吸附机理还在进一步研究中，目前初步认定为氨基离子的交换作用和极性基团的吸附作用，但这并未影响该方法的广泛应用。操作流程：称取10g样品送入马弗炉中，在650℃下灼烧2h，冷却后转入200mL锥形瓶中，加入50mL（1+1）王水和1mLFe3+溶液（100g/L），在电热板上加盖加热2~3h使溶液体积蒸发至约10mL左右，取下稀释至100mL左右，加入一块泡塑并振荡约40min，取出并洗净挤干泡塑，放入10mL含量均为1%的硫脲—盐酸混合液中，沸水浴中解脱30min后趁热取出泡塑即制得样品金溶液，可直接用原子吸收法测量。根据分析要求及样品情况，可选择火焰原子吸收或者石墨炉原子吸收法进行测量。
泡塑吸附明显比使用活性炭吸附操作上要简单，活性炭富集时，通常要冲洗吸附柱数次以除杂，而前者只需要用水冲洗2~3次洗净矿渣即可。另外泡塑价格低取材方便，目前市售的聚氨酯泡沫稍经处理即可使用。尽管如此，部分实验室由于习惯使用活性炭富集法而仍继续使用。泡塑吸附—原子吸收法是目前主流的测量方法。
2.4 泡塑富集—电感耦合等离子体质谱法
该方法金富集同泡塑富集—石墨炉原子吸收法，都是用（1+1）王水溶矿，泡塑吸附富集，硫脲溶液水浴解脱成金样溶液，用ICP-MS法测定金的含量。方法简便快速，测量范围广，灵敏度高，准确性好，检出限为0.15ng/g。一般该方法都可以自动进样，不需人工看守即可自动完成测量，大大节省人力。另外可以多元素同时测量。ICP-MS法是一种先进的衡量金测量手段。
3 小结
火试金重量法是经典的金样测量方法，常用于质量监督部门的监督检验和仲裁，要求高，操作复杂，特别是分析成本高，且为一种破坏性的有损检测，不适合贵重金首饰和成批量样品的测量。活性炭纸浆碘量法是八、九十年代常用的岩矿样品测量方法，具有较高的准确性，且架构实验条件容易，成本低。但其适宜测量含量1g/t以上的岩矿样品，对低含量样品有较大误差，有一定局限性。且由于其人工操作多而复杂不适合大批量检测而渐渐被淘汰。尽管如此，目前仍有许多实验室采用该方法测量高含量样品。乙酸丁酯萃取原子吸收法是一种有机试剂萃取分离富集金的方法，萃取试剂除乙酸丁酯外还可选用苯、乙醚、异戊醇、乙酸乙酯等多种多种有机试剂，即可单独使用一种萃取剂，也可混合使用使效果更好。该方法原为地矿部的行业标准，可在有机相中直接测量结果，现在由于其有机物的易燃性或毒性、对仪器塑料部件腐蚀性及废液中含大量有机物处理复杂而渐渐被其他方法取代，目前仍有部分实验室使用。电火花发射光谱法也是一种原始的老方法，由于该方法基体效应严重及操作过程注意事项多，测量结果有时重现性差且误差大，只适合做半定量分析。现在发展出多通道直读技术能省去安装及冲洗相板流程和后期译谱耗时，并且能消除冲洗相板和译谱所引起的系统误差。另外还出现了电感耦合等离子体发射光谱，激发性能好，系统误差小，加上直读技术，非常适合大批量化探样品检测，只是仪器价格相对常规仪器偏高。
活性炭富集火焰法实为活性炭纸浆吸附碘量法的改进。经过改进后该方法可用于常见含量金矿样品的测量，且更适合现在批量生产的需要。但活性炭质量的好坏对金的吸附率有很大影响，一般情况活性炭都需要经过除杂等前期处理才能使用。硫代米蚩酮分光光度计法是应用广泛的一种金的光度分析法，适合测量低含量的岩矿样品，硫代米蚩酮（TMK）是应用最多的显色剂，在野外现场快速比色方法中微珠目视比色法和泡塑吸附目视比色法均采用TMK作为显色剂。泡塑吸附原子吸收法是目前大部分岩矿分析实验室采用的测金方法，对于一般的岩石样品常采用灰化法处理富集金的泡塑制成溶液，用火焰原子吸收光谱仪测量，对于化探样品常采用硫脲解脱法用石墨炉原子吸收光谱仪测量。ICP-MS法是一种优越于其它方法的测量方法，多元素同时测量和很宽的检测范围是其最大的优势。但由于其设备价格极为昂贵，维护价格高，目前只有部分大型实验室才配备它，中小实验室由于资金原因一般会在满足分析要求的条件下选择其他仪器替代。
本文详细介绍了各种金的测量方法，并讨论了各种方法的优缺点。综合考虑之下，活性炭纸浆吸附火焰法和泡塑吸附原子吸收法是目前大部分实验室采用的方法。目前全手工测量金的方法已经渐渐被淘汰，仪器测量是主流。随着科技的发展，为满足岩矿分析实验室批量分析的要求，岩矿中金的测量方法正朝着快速、简便、全自动测量和低检出限的方向发展。
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