浅谈利用原子吸收法测定岩石矿物中金的成分
摘 要：地质样品中金富集分离有各种各样的方法，本文对此类方法的进展做了概述，包括活性炭吸附法、离子交换富集分离法、泡沫塑料富集分离法等，重点评述最新的工艺与技术。
岩石矿物中金的成分可以用原子吸收法来测定，本文综述了此类方法。目前，随着我国不断探测土层中黄金地质的含量，相应的分析测试含金量的技术也获得了重大突破。根据相关文献资料，笔者总结了三种富集分离地质样品中金的方法，为黄金分析工作者提供帮助。
1 活性炭富集分离法
近几年，应用最普遍的金富集分离方法是活性炭吸附富集分离法。1974年，山东招远金矿成功研制一种装置，它可以动态抽滤吸附活性炭，一次完成对金的吸附富集和过滤残渣，自此，我国测定地质样品中金的含量的水平跨入了先进行列。当前，我国大部分黄金矿山冶炼、地质等单位，依旧采用这种方法富集分离金。这种方法操作快速、简单，测定范围广，选择性好，在大批量矿样金的测定中得到广泛应用。
目前，许多机构仍在不断的研究活性炭吸附富集分离金的方法。文献[4]显示，当地质样品在10%的王水溶液中溶解后，加入硫脲，通过化学反应，金与银与硫脲形成比较稳定的配合物，这样金和银全部进入溶液中，再使溶液流经活性炭吸附柱，金和银就几乎完全吸附在活性炭上了，其吸附百分比分别可以达到99.60%和99.40%。被活性炭吸附的金属离子还有铜，而其他金属离子则在经过活性炭之后被分离出去。当活性炭灰化后，在活性炭内部的王水溶解残渣变化生成高氯酸介质，这个介质可以避免硫脲与铜生成沉淀，从而使铜对金、银的干扰减到最少。文献[5]的实验过程是，先采用王水溶解，然后用活性炭吸附柱吸附溶液，活性炭灰化后制成10%王水溶液，然后再对原子含量进行测定。文献[6]的实验过程是，先采用王水溶解金，然后用活性炭吸附溶液，活性炭灰化，然后将灰化后的产物配制成5% HCl溶液，将溶液装入电极烘干；最后用化学光谱法进行测定金含量。文献[7]实验所采用的方法是，先将灼烧矿样，然后去除有机物和硫，其产物用王水分解，然后采用活性炭吸附柱动态吸附富集分离金；选用0.15～0.2 g的活性炭，制成抽滤吸附装置，这种装置带布氏漏斗；实验证明，活性炭吸附金不受抽滤速度的快慢影响；如果采用原子吸收测定法，则共存离子（mg）：Cu2+（500），Bi3+（30），Fe3+（3000），Sb3+、Pb2+（100），CO2+（10）、Ni2+（200），As3+不影响金的测定。
2 泡沫塑料富集分离法
泡沫塑料（简称泡塑）富集分离法应用广泛。
1970年，Bowen提出泡塑富集分离技术，从此，我国开始研究发展这一技术。近年来，泡塑富集分离技术在原子吸收、化学发光、滴定分析、极谱分析、化学光谱和光度分析等测定方法中得到广泛应用。
泡沫塑料对金具有非常良好的吸附性。不同的生产商生产的的泡沫塑料有不同的性质、结构和质量，因此吸附金的容量也不相同，其数值在54.5～160mg/g之间浮动。研究表明，不同厂家，其生产的工艺水平不同，导致生产产品的杂质元素含量、灰分和密度也不同，在生产泡塑的过程中，会在泡塑内部产生很多残留物，例如缩二脲、脲基甲酸酯、脲基等，还包括NCO端基或5%～10%的异氰酸酯，甚至染上油污。这些残留物减少了泡塑的有效吸附面积，而对于泡塑来说，面积一定时，吸附的牢固度随着吸附的金越多而变的越来越差。不同厂家生产的泡塑，质量存在差异，导致其产品对金吸附性能也有所不同，所以，选择泡塑前，应当预先对泡塑做吸附金的实验。
研究发现，在10%王水介质中，经过王水溶液洗涤泡塑后，泡塑具有吸附金的能力。如果泡塑用水洗涤，就会改变表面吸附介质，实际上是相当于在水溶液中吸附金，其吸附能力仅仅为在王水中洗涤过的泡塑的7%～20%。在做吸附金实验时，通常要用水充分洗涤泡塑，所以泡塑吸附金的容量不是王水洗涤后的容量，而是用去离子水溶液洗涤后的容量。
文献[2]为解决这一难题，采用了用氢氧化钠溶液对需做实验的泡塑进行预处理这一方法。通过实验发现，在经过NaOH预处理后，泡塑内部的垃圾所剩无几，这样，泡塑上的有效的吸附面积就达到最大化，吸附金的能力明显增大。实验数据表明，0.5 g泡塑，在经过NaOH处理后，可吸附1447μg金，回收率高达96%，而未经NaOH处理的泡塑，其回收率仅为85%。
泡塑吸附有静态和动态两种吸附方式。实验最后的测定方法决定了吸附方式的选择。文献[1]指出，泡塑在如果介质是10%王水，那么泡塑动态吸附金要好于静态吸附，吸附率甚至可以达到99.55%，动态吸附中，溶液流速应小于10 ml/min，可在10 ml/min以下范围波动。
文献[3]证明，金的分布具有均相特征。对于整块泡塑或多块泡塑，在其吸附金的过程中，根据质量的比例不同，溶液中的金络阴离子将按比例均匀分配。特定情况下，均相特征不与已知泡塑量大小、金量相关。
文献[3]对金在泡塑吸附柱上的轴向分布进行了研究，吸附的金的量自上而下不断的下降，下降的幅度受淋洗流速、离子性质、泡塑孔隙度、柱径比等因素影响，而金在泡塑柱的任意横截面上，分布相对均匀。泡塑顶端0～6 cm处吸附着大约98.1%的金。文献[1]也表明，泡塑的不同部分，吸附金的能力很不一样，有时差别很大，例如泡塑上部1/3段吸附金的百分比可达98%以上，下部1/3段吸附百分比很低，甚至可以忽略不计。静态吸附法是将泡塑块投入到含金溶液中，通过振荡使金吸附在泡塑表面，因此又叫振荡吸附，。静态吸附与动态吸附相比，操作简单，适用于大批量化探样品的分析，实验过程中可以采用普通的过滤设备；其缺点是泡塑内部会有很多试样的残渣，尤其是灰化法，吸附后的残渣量很大，对于化学光谱法、分光光度法、目视法，这些方法都不太能直接测定金含量。有一种解脱金的方法，就是采用0.2%～1%硫脲，利用原子吸收法的方法测定，可得到可靠的结果；对于以上提出的问题，可以先过滤残渣，然后振荡含金滤液，以吸附金，但这种操作相对来说比较繁杂。
3 离子交换树脂富集分离法
相对来说，传统的富集金属离子的方法指的是离子交换树脂富集分离法，这种方法对富集分离金有显著的成效，非常广泛的应用在金的分析测试中。常用的离子交换树脂分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。这两类树脂的缺点较多：（1）选择性差；（2）不易解脱；（3）吸附量小。目前，一些新型离子交换树脂被成功研究出来了。比如有：（1）浸渍性离子交换树脂；（2）吸附性离子交换树脂；（3）螯合离子交换树脂。新型的离子交换树脂结合了螯合反应和离子交换两种过程，弥补了普通树脂的缺点，应用前景广阔。
4 结论
目前，纵观富集分离方法的进展，传统的富集分离方法依旧应用广泛，比如溶剂萃取富集分离法、活性炭富集分离法，并在应用的过程中不断的改进和发展。离子交换纤维素富集分离法、泡沫塑料富集分离法等新的富集分离方法作为新工艺方法，也已发挥了重要作用，尤其是泡塑富集分离法，因为优点独特，所以其应用更为广泛，随着分析测试技术的不断发展，不断的引进高新技术，高新技术与金的富集分离法将会结合起来，逐步实现测量技术的智能化、系统化、自动化。
参考文献
[1] 李占江，冯光星，宋磊，等.国产软质聚氨酯泡沫塑料杂质含量及分离富集金性质研究[M].金矿找矿测试方法与技术文集.北京：地质出版社，1995.
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