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1、痕量金相态分析研究 杨发旺，尚晓龙，化伟，和督虎，陆苏民 ( 国土资源部兰州矿产资源监督检测中心，甘肃，兰州，7 3 0 0 5 0 ) 1 基本原理 金的化合物的主要特性是有较高的氧化还原电位，遇到还原气氛易被还原呈单质金，另 一特点是惰性、密度大。地表沉积物中金的来源一是热力学分散过程，二是矿致影响。隐伏 矿致影响只有当金的分散程度达气胶( 0 1u 一1 mI J ) 状态，才有可能上升并穿过覆盖达到地 面，一部分金与各种物质相互作用，才能保存在疏松沉积物中。由于各种物质的性质不同， 对金的捕集过程与作用不同，就可能造成各相含萤差异。在不同的自然景观条件下，某些相 态中矿致异常可能十分突
2、出，从而达到寻找隐伏金矿床的目的。 化探样品中金的分相基于不同物质对金的赋存的贡献，可分许多相态，针对西北地区自 然条件，我们进行了金的五个相态的研究。为找隐伏矿，活动态金相态分析最为重要。除水 溶金外，我们用不同络合剂提取的办法将其分为水溶金、粘土吸附金、有机金、自然金及铁 锰吸附金，提取后的金经消化、浓缩然后用石墨炉原子吸收进行测定。在研究过程中，对金 相态名称，提取剂的选择及相态是否能分清的问题未进行考究。 2 对痕量金相态分析基础的认识 金在地壳的丰度为( I ) ( A u ) = 5 x1 0 呻，因为金常有集中矿床，所以金的背景值与活动态 金的含量极低，它属于痕量分析。痕量分析面
3、对的是极稀溶液，而极稀溶液是不服从普通化 学规律的，很多物理、化学常数几乎完全不适用，所以不能套用常规分析的观念。这种极稀 溶液是对目的元素而言的，但试剂的阴阳离子是大量的，相应的干扰元素也是大量的，它是 一个复杂的体系，其中物理、化学反应是极其复杂的，水合反应、络合反应、胶体化过程是 相当快的，吸附反应、副反应进行得特别彻底，挥发沉降等都是不言而喻的。所以经短时间 放置，溶液中金元素的含量只有原值7 0 1 5 。溶液的稳定性、防污染是最主要的课题。另 外对试剂、纯水、器皿、环境及操作要求的也相当苛刻。一般情况下，试液必须经消化以分 解沉淀、悬浮物，破坏胶团、络合物且有较高酸度，还要现配现分
4、析。测定时要严格选择条 件以保证足够的灵敏度、稳定性和最大限度地排除化学与物理干扰，特别是分子吸收和光散 射的干扰。 3 痕量金相态分析操作规程简述 3 1 水提取相的测定 称取1 0 O 克样品于1 8 0 m l 干燥的聚乙烯瓶中，准确加入1 0 0 m l 纯水，加盖并拧紧，于 振荡器上震荡1 小时，取下，过滤，清液用聚胺脂泡塑吸附，流水冲洗，用手挤干水份，放 入1 0 m l 瓷坩埚中，在6 5 0 - 7 0 0 0 C 完全灰化，冷却，加入新鲜盐酸0 6 m l ，新鲜过氧化氢0 4 m l ， 放置2 - - - 5 分钟，加水4 4 1 ，放置2 5 分钟，摇匀，用无火焰( 石
5、墨炉) 原子吸收法测定。 3 2 吸附相的测定 在3 1 的残渣中加入( ) ( N H 。) 。( C 6 H 5 0 7 ) 1 1 2 0 ) - 5 的柠檬酸铵1 0 0 m l ，加盖拧紧，摇 散后在振荡器上震荡l 小时，取下，过滤，转入1 8 0 m l 聚乙烯瓶中，准确加入高纯H N 0 3 5 m l ， H F 5 m i ，H C l 0 4 5 m l 于电热板上加热分解并蒸发至冒白烟，取下，用1 5 的王水稀至1 0 0 m l ， 用聚胺脂泡塑吸附后同上操作、测定。 3 3 有机相的测定 在3 2 的残渣中加入混合液( u ( N a O H ) = o 1 + D
6、( N a 4 P 2 0 7 ) = 4 ) 1 0 0 m 1 加盖拧 紧，摇散后在振荡器上震荡1 小时，取下，过滤于1 8 0 m l 聚乙烯瓶中，准确加入高纯H N 0 3 5 m l ， H F 5 m l ，H C l 0 4 5 m l 于电热板上加热分解并蒸发至冒白烟，取下，用1 5 的王水稀至1 0 0 m l ， 用聚胺脂泡塑吸附后同上操作、测定。 1 6 7 3 4 游离相( 自然金) 的测定 将3 3 的残渣中加入混合液( 含( - ) ( I ：) = 7 和( - ) ( K I ) = 1 5 ) 1 0 0 m l ，加盖拧紧，于振 荡器上震荡l 小时，取下，过
7、滤于1 8 0 m l 聚乙烯瓶中，准确加入高纯H N 0 3 5 m i ，H F S m l ， H C l 0 4 5 m l 于电热板上加热分解并蒸发至冒白烟。取下用1 5 的王水稀至1 0 0 m l ，用聚胺 脂泡塑吸附后同上操作、测定。 3 5 铁、锰氧化物相的测定 将3 4 的残渣中加入1 0 0 m l 柠檬酸混合掖( - ) ( H O N H 。C 1 ) = 2 和( 1 ) ( N 地) 。( C 6 H s 0 7 ) H ：0 ) = 5 ) 1 0 0 m l 。加盖拧紧，摇散后在低温电热板( 或水浴) 上加热溶解残渣，于振荡器上震荡 1 小时，样渣弃去。滤液在
8、低温电热板上加热至体积为5 0 m l ，准确加入高纯H N 0 。5 m l ，H F 5 m l ， H C l o t 5 m l 于电热板上加热分解并蒸发至清亮取下，用1 5 的王水稀至1 0 0 m l ，用聚胺脂泡塑 吸附后同上操作、测定。 3 6 代表性实验测定结果见表l ( 部分) 表l痕量金相态分析甘肃白银地区、白银北山地区剖面分析结果( A u ) x l O 。9 相态 水相金 粘土相金有机相金游离相金氧化物相金 Z A u 样趴 石T 一10 0 5 80 0 0 00 0 0 80 0 0 80 1 0 40 1 7 8 石T 一2 0 0 4 80 0 0 00 0
9、 2 60 0 0 40 1 2 70 2 0 5 石T 一30 0 5 10 0 0 10 2 4 50 0 1 30 3 1 50 6 2 5 石T - 40 0 5 8 0 0 0 90 2 6 4 0 0 0 8 0 2 8 60 6 2 5 石T 一50 0 6 60 0 0 5O 1 8 10 1 1 5O 2 1 60 5 8 3 石T 一6 木0 0 5 60 0 1 90 0 6 50 0 1 2 0 1 1 60 2 6 8 石T 一7 0 0 7 90 0 3 20 1 8 70 0 0 4O 1 7 50 4 7 7 石T 一80 0 4 60 0 0 80 1 0 9
10、0 0 0 6 0 0 0 6 0 1 7 5 石Y 一9 0 0 5 30 0 0 90 0 2 30 0 1 20 0 0 10 0 9 8 石T 一1 0O 0 5 l0 0 2 30 0 2 00 0 0 40 0 5 70 1 5 5 石Y - 1 1 0 0 4 90 0 1 40 0 5 30 0 0 80 0 1 60 1 4 0 石T 一1 2 0 0 4 30 。0 1 00 。0 0 40 0 1 00 。2 1 70 2 8 4 石T 一1 30 0 5 00 0 0 30 0 0 40 0 1 3 0 0 6 00 1 3 0 石T 1 4 0 0 5 50 0 2
11、50 0 0 00 0 0 50 0 4 50 1 3 0 北B - 10 0 4 30 。0 0 60 0 0 30 0 0 40 。0 0 00 0 5 6 北B 一20 0 4 50 0 3 4 O 0 1 00 0 0 40 0 3 20 0 9 3 4 解决痕量金相态分析的方法和措施 4 1 仪器及仪器条件的选择 在分析实验研究过程中，我们选择了美国生产的S O L A A RM 6 型原子吸收分光光度计，充 分利用了其中阶梯分光能力强，电膜偏振采样间隔小，对低含量不出负值，样品炉电视可视 系统( G F T v ) ，灵敏度高等优点，使研究与实验工作十分顺利的进行和完成。 仪器工作
12、条件见表2 ： 表2 程序温度( )升温时间( S ) 干燥 1 2 03 0 灰化 4 5 02 0 0 0 原予化 2 7 0 0 3 清除 2 7 0 0 - 2 9 0 0 3 1 6 8 4 2 试剂与材料 4 2 1 对所有使用器皿要经严格选择和处理，先用铬酸洗液洗，再经王水浸泡。标准工作曲 线用量瓶、比色管、取样杯等必须严格进行洗涤。 4 2 2 对金的吸附材料，如活性炭、巯基棉、聚胺脂等进行了选择。活性炭灰份大，干扰多， 空白高；巯基棉要单独制备：聚胺脂泡塑，高密度的、未加填充剂者为好。但作富集用的吸 附介质，它不可能使溶液中金的浓度为绝对零，即有一个最低可吸附浓度，低于此浓度
13、，就 无能为力了。对极稀的金溶液与常量分析不同，这是值得注意的。我们对泡塑改性或不同泡 塑问题做了大量的实验工作，聚胺脂泡塑需在乙醇一磷酸三丁酯溶液中反复处理并自然晾干 可达到理想的吸附效果。 5 几个分析过程中的要点 5 1 分析试液制备过程中，分相液不用蒸干或至极小体积再加消化剂的方法，免得副反应造 成损失。 5 2 金的分相均经抽提过滤，我们使用了振荡设备，设计了一套抽气过滤装置。对每个漏斗 的对角度、封接平滑度、漏斗径进行细致地选择，使抽气负压大体相等，严格控制过滤时间 及滤液体积，以保证条件一致。 5 3 操作的重要环节要特别注意，也是做痕量分析的基础。如蒸发至小体积杯内壁粘附物必
14、须冲下。灰化泡塑务必除尽炭粒，以防其对金的吸附。分相液加硝酸、高氯酸处理时，冒烟 赶氢氟酸在未出现炭化前停止加热，或在高氯酸冒烟时加入硝酸将生成的炭除尽。 5 4 测定过程中金的解脱问题，硫脲解脱法对极痕量分析结果不太理想，石墨炉原子吸收法 测定过程中的仪器条件也做了改进，本方法采用盐酸过氧化氨法溶解灰化的灰分得到了理 想的测定结果，但在测定过程中盐酸一过氧化氢介质对石墨管的损耗较大，在以后的工作中 需要进一步完善。 6 结果与讨论 痕量金相态分析通过我们大量的实验工作和对金的5 个相态( 水提取相；粘土吸附相； 有机相；游离金相：锰铁氧化物相) 的分析和研究，我们认为：通过对采集的甘肃甘南地
15、区， 甘肃白银地区、甘肃白银北山地区三个不同地区的隐伏金矿上方土壤剖面样品活动态金样品 的反复研究与分析，在分析方法上取得了突破性的成果，对痕量金相态分析技术研究工作取 得了成功，分析方法简便和科学实用，对未来用化探方法寻找地下深部隐伏矿方面解决了分 析测试技术难题 研究地下深部金属矿床活动规律，对地下隐伏矿上方土壤中有无活动态金异常是寻找隐 伏矿有效性的主要依据，也是未来化探找矿领域新的技术方法，而痕量相态分析是寻找隐伏 矿的基础，对金属活动态的分析和研究是深穿透化探找矿有效性的主要依据，也是未来化探 分析和找到隐伏矿的关键，而在分析领域的突破和解决分析方法问题也是每个分析工作者的 一项重要研究课题。 第一作者简介杨发旺，男，1 9 6 6 年生，曾从事岩石矿物分析及地质环境领域中微痕最元素分析方法应用 研究和分析工作：黄金矿山堆浸技术总负责：黄金矿山、黄金选矿厂实验室主任、技术负责等职现任生 产技术管理科科长，工程师。 地址：兰州市七里河区兰工坪南街1 9 0 号，邮编：7 3 0 0 5 0 ，电话：0 9 3 卜2 7 5 7 5 1 8 电子邮箱：f a w a n g y a n g 1 6 3 , 一c q m 1 6 9
