金礦前期測量方法

1. 金屬礦山的采准和采場測量的主要內容及測量方法

摘要 (1)傳統儀器測量方法。通過傳統的經緯儀、水準儀和平板儀

2. 任務金礦石中金含量的測定

——泡沫塑料富集原子吸收光度法

任務描述

金在礦石中的含量一般較低，大概以0.xx～x.xxg/t計，在檢測時通常需要先採用富集的方法，火試金以鉛試金為主，濕法富集有泡沫塑料富集和活性炭富集等方法；然後採用原子吸收分光光度法進行測定。通過本次任務的學習，明白泡沫塑料富集金實驗條件，掌握泡沫塑料富集金的操作方法；能夠正確填寫數據記錄表格，正確填報實驗結果。

任務實施

一、儀器和試劑准備

（1）儀器：原子吸收分光光度計，金空心陰極燈。

（2）泡沫塑料：將100g聚氨酯軟質泡沫塑料（厚度約5mm）浸於400mL三正辛胺乙醇（3%）溶液中，反復擠壓使之浸泡均勻，然後在70～80℃溫度下烘乾，剪成0.2g左右小塊備用（一周內無變化）。

（3）硫脲-鹽酸混合溶液：含5g/L硫脲的鹽酸（2%）溶液。

（4）金標准溶液：稱取0.1000g純金置於50mL燒杯中，加入10mL王水，在電熱板上加熱溶解完全後，加入5滴氯化鈉（200g/L）溶液，於水浴上蒸干，加2mL鹽酸蒸發到干（重復3次），加入10mL鹽酸溫熱溶解後，用水定容至100mL，此貯備液含金1mg/mL。取該溶液配製含金至100μg/mL及10μg/mL的標准溶液［鹽酸（10%）介質］。

二、分析步驟

稱取5～30g試樣於瓷舟中，在550～650℃的高溫爐中焙燒1～2h，中間攪拌2～3次，冷後移入300mL錐形瓶中，加入50mL王水（1＋1），在電熱板上加熱近沸約1h（如含銻、鎢時，應加入1～2g酒石酸，含酸溶性硅酸鹽應加入5～10g氟化鈉，煮沸），用水稀釋至100mL，加入約0.2g泡沫塑料（預先用水潤濕），用膠塞塞緊瓶口，在往復式振盪機上振盪30～90min，取出泡沫塑料，用自來水充分洗滌，然後用濾紙吸干，放入預先加入25mL硫脲-鹽酸混合液的50mL比色管中，在沸水浴中加熱15min，用玻璃棒將泡沫塑料擠壓數次，取出泡沫塑料，將溶液定容到50mL，按儀器的工作條件，用原子吸收光譜法測定。隨同試樣做試劑空白試驗。

工作曲線的繪制：吸取2.50mL、5.00mL、10.00mL、15.00mL、20.00mL含金10μg/mL的金標准溶液於50mL容量瓶中，25mL硫脲溶液（10g/L），以水定容；按試樣相同條件，用原子吸收光譜法測定。

三、分析結果計算

樣品中金的含量按下式計算：

岩石礦物分析

式中：w（Au）為金的質量分數，μg/g；m₁為從校準曲線上查得試樣溶液中金的質量，μg；m₀為從校準曲線上查得試樣空白中金的質量，μg；m為稱取試樣的質量，g。

四、質量表格填寫

任務完成後，填寫附錄一質量表格3、4、7。

任務分析

一、方法原理

試樣用王水分解，在約10%（體積分數）王水介質中，金用負載三正辛胺的聚氨酯泡沫塑料來吸附，然後用5g/L硫脲-2%（體積分數）鹽酸溶液加熱解脫被吸附的金，直接用火焰原子吸收光譜法測定。

二、方法優點

聚氨酯泡沫塑料分離富集金，萃取容量大、選擇性好、回收率高（97% 以上）。該法操作簡單快速、穩定性好、易於掌握、成本低，適用於大批量生產樣品的分析。

三、泡沫塑料分離富集方法簡介

泡沫塑料（PF，簡稱泡塑）屬軟塑料，為甲苯二異氰酸鹽和聚醚或聚酯通過醯胺鍵交聯的共聚物。

泡沫塑料已經廣泛應用於貴金屬的分離和富集。其分離與富集的機理可能包括表面吸附、吸附、萃取、離子交換、陽離子螯合等。泡塑吸附金屬的效能取決於泡塑及金屬配離子的類型、性質和配離子在溶液中的形成環境、擴散速度以及吸附方式。泡塑由於含有聚醚氧結構，適宜接受一價和二價的配陰離子，它的吸附行為與陰離子交換樹脂的類似，故其吸附具有選擇性。Au、Tl等以離子形式存在時，幾乎不被泡塑吸附，只有成［MeX₄］^-型配陰離子時才能被吸附。

泡塑主要用於金的吸附分離。不同廠家生產的泡沫塑料的質量、結構和性質有差異，對金的吸附容量也不相同，通常在50～60mg/g之間。泡塑吸附的方式分為動態吸附和靜態吸附。靜態吸附是將泡塑塊投入含金溶液中振盪吸附金。動態吸附是將泡塑做成泡塑柱，金溶液流入柱中進行吸附。王水濃度在（4＋96）～（15＋85）范圍內對吸附無明顯影響，當王水濃度低於（2＋98）時略有偏低；當王水濃度大於（1＋4）時，泡塑發黑。溶液體積在50～200mL對吸附無影響，振盪時間30min可以基本吸附完全。用0.4 g泡塑對20～100μg的金進行吸附，吸附率可達98% 以上。

動態吸附率稍高於靜態吸附。泡塑在王水（1＋9 ）介質中吸附金，吸附率可達99%以上，其吸附流速可在較大范圍內變化，以小於10mL/min為宜。

將萃取劑或螯合劑負載在泡塑上制備得到的負載泡塑兼有萃取和泡塑吸附兩種功能，因而對金具有更大的富集能力。負載泡塑的吸附性質取決於負載在泡塑上萃取劑的種類和性質。目前，在金的分析測定中應用最廣泛的載體泡塑有：磷酸三丁酯（TBP）泡塑、三正辛胺泡塑、雙硫腙泡塑、甲基異丁酮泡塑、二正辛基亞碸泡塑、二苯硫脲泡塑、三苯基膦泡塑、醯胺泡塑以及將活性炭和泡沫塑料兩種富集分離方法相結合而制備的充炭泡塑。其中，以二苯硫泡塑、三正辛胺泡塑、二正辛基亞碸泡塑、雙硫腙泡塑富集金的性能較好。

吸附完後，需要對金進行解吸，通常解吸有以下一些方法：

1.灰化灼燒法

將吸附金的泡沫塑料用濾紙包好，置於30mL瓷坩堝中灰化、灼燒。取出冷卻後，加2滴氯化鉀溶液（200g/L）、3mL王水，在水浴上蒸干。然後再加入10滴濃鹽酸，再次蒸干以除去硝酸。然後用光度法或原子吸收光譜法測定。

2.硫脲解吸法

當吸附金的泡沫塑料浸泡於硫脲熱溶液中，此時硫脲將Au^（Ⅲ）還原為Au^（Ⅰ），並形成Au^（Ⅰ）硫脲配合物，其反應式為：

R-AuCl₄＋3SC（NH₂）₂＋H₂O→Au₂SC（NH₂）₂＋RCl＋2HCl＋OC（NH₂）₂

故金離子即能從泡沫塑料上被洗脫。硫脲解吸金的條件是：酸度以中性溶液或小於0.5mol/L鹽酸溶液為好。當鹽酸濃度大於0.5mol/L時，容易析出單體硫而使結果偏低，從反應式可以看出，鹽酸的存在顯然對解吸是不利的。在常溫下，硫脲解吸金的能力較低，4 h不能使金解吸完全，而在沸水浴中保溫20min 即可使金解吸完全，回收率可達95% 以上。保溫時間在20～90min不影響結果。硫脲的濃度為10～50g/L，通常採用20～30g/L。該法操作簡單快速，成本較低。適用於原子吸收光譜直接測定。

3.硝酸-氯酸鉀（HNO₃-KClO₃）分解法

泡沫塑料能夠被氧化性無機酸和氧化劑所分解。採用HNO₃、H₂SO₄-KMnO₄、HNO₃-H₂O₂、HNO₃-HClO₄、HNO₃-KClO₃等分解泡沫塑料試驗表明，其中以HNO₃-KClO₃分解效果最佳。在HNO₃-KClO₃的作用下，泡沫塑料很快變成棕黑色塊狀體，軟化後而溶解，並析出黃色油脂狀物質浮在溶液表面。加熱則發生劇烈的反應而放出大量的NO₂氣體。對於0.2～0.3 g泡沫塑料，硝酸用量在8mL以上，氯酸鉀在0.05 g以上，足使泡沫塑料分解完全，最後得到黃色清亮的溶液。

4.甲基異丁基酮（MIBK）解吸法

MIBK是金的有效萃取劑。利用MIBK的萃取性能可以將泡沫塑料吸附的金解吸。利用20mL MIBK，劇烈振盪2min，金的回收率可達95%～100%。

四、鉛試金法富集礦石中的金

經典的火法試金-鉛試金法應用於金和銀富集已有悠久歷史，方法也比較完善。20世紀初開始嘗試用經典的鉛試金法來富集樣品中的鉑族金屬。由於鉑族金屬在自然界中比金、銀更為稀少，故富集效果較差。為此50年代末期，相繼出現了銅鎳試金法、錫試金法、鎳鋶試金法和銻試金法。火法試金作為可靠的方法被長期廣泛採用，這是因為火法試金取樣量大，一般取20～40g，有時多至100g以上，這樣既減少了稱樣誤差，又使結果具有較好的代表性。同時火試金的富集倍數很大（10⁵倍以上），能將幾十克樣品中的貴金屬富集於幾毫克的試金合粒中，而且合粒的成分簡單，便於後續測定。但火試金法也有其缺點：需要龐大的設備；又要求在高溫下進行操作，勞動強度大，在熔煉過程中產生大量的氧化鉛等蒸汽，污染環境。所以分析工作者多年來一直想找到一種新的方法，取而代之。近年來在這方面已有所進展，有的方法可以與火法媲美，但對不同性質的樣品適應性不如鉛試金。所以鉛試金仍被各實驗室用於例行分析或用以檢查其他方法的分析結果。

鉛試金的整個過程，可以分為配料、熔煉、灰吹、分金等幾個步驟。不同種類的樣品，其配料方法和用量比不一樣。根據配料的不同，鉛試金又可分為麵粉法、鐵釘法、硝石法等。麵粉法以小麥粉作還原劑。鐵釘法以鐵釘為還原劑，鐵釘還可以作為脫硫劑，用於含硫高的試樣。硝石法是以硝酸鉀作為氧化劑，用於含大量砷、碲、銻及高硫的試樣分解，此法不易掌握，一般不常用。常用的為麵粉法，它用麵粉把氧化鉛還原為鉛，使鉛和貴金屬形成合金，與熔渣分離。

1.配料

在熔煉前要在試樣中加入一定量的捕集劑、還原劑和助熔劑等。

（1）捕集劑：鉛試金以氧化鉛為捕集劑。在熔煉過程中，氧化鉛被還原劑還原為金屬鉛，它能與試樣中的貴金屬生成合金，一般稱「鉛扣」，與熔渣分離。

對氧化鉛的純度要求不嚴，只要是不含貴金屬的氧化鉛如密陀僧等，就可以採用。

（2）還原劑：加入還原劑是為了使氧化鉛還原為鉛。可用炭粉、小麥粉、糖類、酒石酸、鐵釘（鐵粉）、硫化物等，國內多採用小麥粉。

（3）助熔劑：常採用的助熔劑有玻璃粉、碳酸鈉、氧化鈣、硼酸、硼砂、二氧化硅等。根據樣品的成分，加入不同量的這些助熔劑，可降低熔煉溫度，使熔渣的流動性比較好，鉛扣和熔渣容易分離。

配料是鉛試金的一個關鍵步驟，配料不恰當會使鉛試金失敗。配料是根據試樣的種類，按一定比例稱取捕集劑、還原劑、助熔劑的細粉和試樣混合均勻。各實驗室的配料比例不完全相同，僅略有差異。

試樣和各種試劑應當混合均勻，使熔煉過程還原出來的金屬鉛珠能均勻地分布在試樣中，發揮溶解貴金屬的最大效能。混勻的方法有下列四種：

（1）試樣和各種試劑放在試金坩堝中，用金屬匙或刮刀攪拌均勻；

（2）在玻璃紙上來回翻滾混合均勻，連紙一起放入試金坩堝中。把玻璃紙的還原力也計算進去，少加些小麥粉等；

（3）把試樣和各種試劑稱於一個廣口瓶中，加蓋搖勻，然後倒入試金坩堝中；

（4）將試樣和各種試劑稱於重1g，長、寬各30cm的聚乙烯塑料袋中，縛緊袋口，搖動5min，即可混勻。然後連塑料袋放入試金坩堝中。配料時應把塑料袋的還原力計算進去，減少還原劑的用量。

2.熔煉

將盛有混合料的坩堝放在試金爐中，加熱。於是，氧化鉛還原為金屬鉛；它捕集試樣中的貴金屬後，凝聚下降到坩堝底部，形成鉛扣。這個過程稱為熔煉。熔煉過程應控制形成的鉛扣的大小和造渣情況，並防止貴金屬揮發損失。

常用的試金爐有柴油爐、焦炭爐和電爐三種，以電爐較為方便。

試樣和各種試劑的總體積不要超過坩堝容積的四分之三，根據配料多少可以採用不同型號的坩堝。在坩堝中的混合料上面覆蓋一層食鹽或硼玻璃粉，以防止爆濺和貴金屬的揮發，並防止氧化鉛侵蝕坩堝。坩堝放進試金爐後，應慢慢升高溫度，以防水分和二氧化碳等氣體迅速逸出，造成樣品的損失。升溫到600～700℃後，保持30～40min，使加入的還原劑及試樣中的某些還原性組分與氧化鉛作用生成金屬鉛，鉛溶解貴金屬形成合質金。然後升溫至800～900℃，坩堝中的物料開始熔融，漸漸能流動。反應中產生的二氧化碳等氣體逸出時，對熔融物產生攪拌作用，促使鉛更好地起捕集和凝聚作用。鉛合金的密度大於熔渣，逐漸下降到坩堝底部。最後升溫到1100～1200℃，保持10～20min，使熔渣與鉛合金分離完全。取出坩堝，倒入乾燥的鐵鑄型中。當溫度降到700～800℃時，用鐵筷挑起熔渣，觀察造渣情況，以便改進配料比。若造渣酸性過強，則流動性較差，影響鉛的沉降；若鹼性過強，則對坩堝侵蝕嚴重，可能引起坩堝穿孔，造成返工。

熔融體冷卻後，從鐵鑄型中倒出，將鉛扣上面的熔渣棄去，把鉛扣錘打成正方體。所得鉛扣量最好在25～30g之間，以免貴金屬殘存在熔渣中。如鉛扣過大（大於40g）或過小（小於15g），應當返工。鉛扣過大，說明配料時加的還原劑太多；鉛扣太小，說明加入的還原劑太少。所以重做時應當適當地減少或增加還原劑的用量。根據還原劑的還原力，計算出應補加或減少多少還原劑。

還原劑還原力的計算方法：若所用還原劑為純碳粉，它和氧化鉛在熔煉過程發生下列反應：

2PbO＋C→2Pb＋CO₂

由反應式可以計算出1 g碳能還原氧化鉛生成34 g鉛。

假設用蔗糖作還原劑，反應如下：

24PbO＋C₁₂H₂₂O₁₁→24Pb＋12CO₂＋11H₂O

根據反應式可計算出1 g蔗糖能還原氧化鉛生成14.0 g鉛。試金工作者常稱：蔗糖的還原力為14.0 g；碳的還原力為34 g；小麥粉的還原力為10～12 g；粗酒石酸的還原力為8～12 g等。

試樣的組成是復雜的，有的具有氧化能力，有的具有還原能力。有還原能力的試樣應當少加還原劑；有氧化能力的試樣應當多加還原劑。例如含有硫化物的試樣，應當少加還原劑，因為硫化物能作用如下：

3PbO＋ZnS→ZnO＋SO₂＋3Pb

遇到陌生的樣品，難以確定配料比時，可以通過化驗測定各種元素的含量，或通過物相分析測定出主要礦物組分的含量，也可以進行試樣的氧化力或還原力的試驗，以決定配料的組成和比例。

錘擊鉛扣時，如果發現鉛扣脆而硬，這就表示鉛扣中含有銅、砷或銻等。遇到這種情況，需要少稱樣，改用硝酸鉀配料，重新熔煉。

礦石和團岩礦物的主要造渣成分為：SiO₂、FeO、CaO、MgO、K₂O、Na₂O、Al₂O₃、MnO、CuO、PbO等。這些氧化物中，除了很少的氧化物能單獨在試金爐溫度下熔融外，大多數不熔，因而需要加入助熔劑。若為酸性氧化礦石應當加入鹼性助熔劑；鹼性氧化礦石則應加入酸性助熔劑，硫化物樣品可加鐵釘或鐵粉助熔。

3.灰吹

灰吹的作用是將鉛扣中的鉛與貴金屬分離。鉛在灰吹過程中，被氧化為氧化鉛，然後被灰皿吸收；而貴金屬不被氧化，呈圓球體留在灰皿上，與鉛分離。

灰皿是由骨灰和水泥加水搗和在壓皿機上壓制而成的。含骨灰多的灰皿吸收氧化鉛的性能較好，但灰皿成型較困難。應由具體試驗確定水泥和骨灰的比例。灰皿為多孔性、耐高溫、耐腐蝕的淺皿，重約40～50g，使用前，將清潔的灰皿放在1000℃以上的高溫爐中，預熱10～20min，以驅除灰皿中的水分和氣體。加熱後，如發現灰皿有裂縫，應當棄去不用。降溫後，將鉛扣放於灰皿中央，加熱至675℃，鉛扣熔融顯出銀一樣的光澤。微微打開爐門（注意：不要大開爐門，以防冷空氣直接吹到灰皿上，使鉛的氧化作用太激烈，發生爆濺現象）。這時鉛被氧化成氧化鉛，氧化鉛逐漸由鉛扣表面脫落下來，被灰皿吸收。銅、鎳等雜質被氧化為氧化銅和氧化鎳等，對灰皿也有濕潤作用，並滲透到灰皿中。

灰吹溫度不宜太高，應控制在800～850℃，使鉛恰好保持在熔融狀態。若溫度過低，氧化鉛與鉛扣不易分離。氧化鉛將鉛扣包住，可使鉛立即凝固，這種現象叫作「凍結」。凝固後再進行加溫灰吹，會使貴金屬損失加大。合適的溫度能使氧化鉛揮發至灰皿邊沿上，出現羽毛狀的結晶；若羽毛狀氧化鉛結晶出現在灰皿表面上，則說明溫度太低。

微量的雜質如銅、鐵、鋅、鈷、鎳等，部分轉變為氧化物被灰皿吸收，還有部分揮發掉。鉛也是如此，大部分成為氧化鉛被灰皿吸收，小部分揮發掉。貴金屬大都不被氧化。例如金、銀、鉑、鈀等，它們的內聚力較強，凝集成球狀，不被灰皿吸收，也不揮發。在鉛扣中的鉛幾乎全部消失後，可以看到球面上覆蓋著一個彩虹鏡面（或稱輝光點）。隨後這個彩虹鏡面消失，圓球變為銀灰色。將爐門關閉2min，進一步除去微量殘余的鉛後，再取出灰皿冷卻。若不經過2min的除鉛過程，則在取出灰皿時，因微量的余鉛激烈氧化發生閃光，會造成貴金屬的損失。

爐溫過高也會造成貴金屬的損失。雖然金、銀、鉑、鈀等揮發甚微，但在高溫下，它們會部分地被氧化而隨氧化鉛滲入灰皿中。灰吹過程溫度愈高，金、銀、鉑、鈀的損失愈大，所以應當嚴格控制溫度在800～850℃。

4.分金與稱量

分金是指將火法試金得到的金屬合粒中的金和銀分離的過程，它適用於金和銀的重量法測定。若所得金銀合粒中只有金和銀，利用銀溶液溶於熱稀硝酸而金不溶的特性，將金和銀分開。

分金用的硝酸不能含有鹽酸和氯氣等氧化劑。

5.鉛試金中鉑族元素的行為

鉑族元素在鉛試金中表現的行為很復雜，如釕與鋨在熔煉過程及灰吹過程容易被氧化成四氧化物而揮發，所以用鉛試金法測定釕和鋨是困難的。

銥在鉛試金的熔煉過程中，不與鉛生成合金，而是懸浮在熔融的鉛中。所以當鉛扣與熔渣分離時，銥的損失很嚴重。在灰吹過程中，銠不溶於銀，氧化損失嚴重。因此，銥、銠採用鉛試金分離富集，是不合適的。

鉑、鈀在鉛試金中的行為與金相似，在熔煉過程溶於鉛，在灰吹過程溶於銀，在熔煉和灰吹過程都損失甚微。只有含鎳的樣品使鉑、鈀損失嚴重，可以改用鋶試金及銻試金進行分離和富集。

6.金與銀、鉑、鈀的分離

若試祥中有金、銀、鉑、鈀，則進行鉛試金時，灰吹後得到的合粒為灰色。含鉑、鈀量較大時，在灰吹過程中，鉛未被完全氧化並被灰皿吸收之前，熔珠可能發生「凝固」，得到的金屬合粒表面粗糙。

金屬合粒中的銀比鉑、鈀多10倍以上時，須用稀硝酸分金多次。鉑、鈀可以隨銀完全溶於酸而與金分離。將殘留的金洗滌、烘乾、稱量，得到金的測定結果。

分離金以後的酸性溶液，加熱蒸發除酸，通入硫化氫將銀沉澱。硫化銀可以將鉑、鈀等硫化物一起沉澱下來。將沉澱用薄鉛片包裹起來，再進行灰吹。得到的金屬合粒用濃硫酸加熱處理，銀溶而鉑、鈀不溶，因此得以分離。

也可以用王水溶解上述硫化物。加入氨水，若有不溶殘渣，過濾除去。將濾液蒸干，加水溶解後，加入飽和氯化鉀酒精溶液，靜置，使鉑形成K₂［PtCl₆］沉澱，用恆重的玻璃砂芯漏斗過濾。用80% 酒精洗滌後，放在恆溫箱中乾燥，然後稱重。這個方法只適用於含鉑高的樣品。銀、鉑、鈀也可以在同一溶液中用原子吸收分光光度法或發射光譜分析法進行測定。

7.鉛試金中常見礦石配料

鉛試金中常見礦石配料見表7-2。

表7-2 鉛試金中常見礦石配料表

續表

8.提高試金結果准確度的幾項要素

試金分析的全過程有繁雜的手工操作，看起來似乎是個粗糙的過程，但實際上操作中的每一步都必須認真仔細。為提高分析結果的准確度，除了按操作規程認真操作外，還必須從下述幾個方面著手並盡力實現之，方可達到目的。

（1）灰皿材料及製作。灰皿材料宜使用動物骨灰、水泥或鎂砂。使用500 號水泥加10%～15% 的水壓製成水泥皿，自然乾燥後使用，由於水泥皿的空隙較粗大，灰吹時的貴金屬損失較大，合粒與水泥皿亦易黏結，故分析誤差較大，一般只是在骨灰缺乏時用於廠內部周轉料的分析。使用動物骨灰，最好是牛羊骨燒成骨灰，然後碾成0.175 mm以下，加10%～15% 的水壓製成骨灰皿，自然乾燥3 個月後使用。在灰吹前先將灰皿放入馬弗爐內於900℃左右燒20min以除去可能存在的有機物。

由於在灰吹過程中氧化鉛及賤金屬氧化物除少量進入空氣揮發外，絕大部分要被灰皿吸收。灰皿對金、銀也有一些吸收，即所謂金、銀損失。因此，不言而喻，灰皿製作時的壓力差異必然造成灰皿空隙的差異，從而造成金的灰吹損失的差異，增大了分析誤差。這就要求同一批材料來源的骨灰粉要用相同的壓力加工；在人力加工的條件下，同一盒灰皿要由同一個人加工；在灰皿將要用完的情況下，不要在不同盒的灰皿中挑選，以免造成分析誤差的擴大。更不能將不同來源的骨灰材料灰皿混批使用。

（2）火試金對馬弗爐的通風要求及補償措施。灰吹過程實際上是樣品中的賤金屬和鉛在高溫下的氧化過程，因此要求灰皿中熔融的物料與空氣有均勻的接觸機會，以保證氧化速度的一致，最理想的是鉛扣同時熔化，以同樣的速度灰吹，同時完成即同時達到輝光點。這就要求馬弗爐有合適的進出氣孔道。由於一般使用的馬弗爐不可能是理想的，除在設計製作時應進行改進外，應考慮到爐內不同位置接觸空氣的差異和溫度差異，對不同區域的樣品應使用相應的標准進行補正，其原則是盡量使標准能代表樣品。

實驗指南與安全提示

三正辛胺在酸性溶液中能與某些金屬配陰離子進行交換反應，泡沫塑料對一些有機和無機物質具有吸附性能，因此用負載三正辛胺的泡沫塑料更增強了對［AuCl₄］^-1的吸附性能，而且經水多次洗滌不被洗掉，對0.5～1000μg的金，吸附回收率為96%～100%。

本法吸附金的酸度范圍較寬，即0.5～6mol/L鹽酸或5%～30%（體積分數）王水介質都能定量吸附金；但硝酸濃度太大時，使金的吸附率下降。

在非純標準的情況下，金的吸附速度隨金品位的降低和試樣數量的增加而降低，如30g含金0.0xg/t的樣品，振盪吸附時間需延長至90min，一般樣品振盪吸附30min即可。

在不加酒石酸和氟化鈉時，可允許20mg銻，10mg鎢，4000mg鐵及小於200mg的可溶性二氧化硅存在。加入1 g酒石酸，可消除300mg銻，100mg鎢的干擾。加入5 g氟化鈉，可允許5000mg鐵存在。可溶性二氧化硅需加入4.2 g氟化鈉，使之生成氟硅酸鈉晶體沉澱而消除干擾。

對含砷量高的試樣，焙燒時應從低溫開始，逐漸升高溫度，至480℃時保持1～2h，使砷揮發，然後再升高溫度繼續焙燒除硫，否則由於形成低沸點的砷-金合金而揮發，造成金的損失，導致測定結果偏低。

除鎢、銻、鐵和酸溶性硅酸鹽影響吸附和測定外，礦石中大量其他共存元素均無干擾。鎢、銻的干擾用加入酒石酸消除，大量鐵和一定量酸溶性硅酸鹽的干擾可加入氟化鈉使之生成氟硅酸鈉（Na₂SiF₆）晶體沉澱而消除。

金標准溶液的保存：Au^3＋濃度為2.5～25μg/mL 的溶液，盛於玻璃容器中可穩定300 d。金的濃度更低時，可被玻璃器皿吸附。當pH＝2 時，吸附金的量最多，玻璃器皿吸附約30%，石英器皿吸附約60%；當pH＝2～7 時，濾紙吸附金高達40%，因此，制備金的標准溶液時，不能用濾紙過濾。為了提高［AuCl₄］^-的穩定性，有人建議在金的標准溶液中加入NaCl、KCl和鹼土金屬的氯化物。

拓展提高

ICP-MS法測定礦樣中的金

1.方法原理

試樣經800℃灼燒後，王水溶解，以氬等離子體激發，ICP-MS法測定。

2.試劑與設備

硝酸（ρ＝1.42g/mL）、鹽酸（ρ＝1.19g/mL）、鉈標准溶液（1mg/mL）：國家標准溶液GSB G62070-90。

鉈內標工作液：移取鉈標准溶液2.5mL於2000mL容量瓶中，加入250mL王水，以水稀釋至刻度，混勻，此標准溶液含鉈0.25μg/mL。

金標准貯備液：稱取1.000 g純金（純度大於99.99%，使用前擦去表面氧化層）於250mL燒杯中，加入100mL水，60mL王水，加熱分解清亮，冷卻，移入1000mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻。此標准溶液含金1mg/mL。

金標准工作液：移取金標准貯備液2.50mL於100mL容量瓶中，加入1mL王水，以水稀釋至刻度，混勻。此標准溶液含金25μg/mL。

標准溶液的配製：移取金標准工作液0.00、1.00、2.00、4.00mL於一系列100mL容量瓶中，加入鉈內標工作液 10mL，用水定容，溶液中含金分別為 0.00，2.50，5.00，10.00μg/L。

氬氣（＞99.99%）。

分析天平：感量0.0001 g。

等離子體質譜儀：ELAN9000。

3.分析步驟

按表稱取兩份試樣，置於75mL蒸發皿中，在800℃灼燒2 h。移入500mL燒杯中，加入20mL鹽酸，加熱5min，加入50mL王水，加熱濃縮體積至10～20mL，取下，冷卻，加熱分解清亮，冷卻，移入200mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻，按下表分取試液。

表7-3 分取量

移取樣品1.00mL加入已預先加5mL鉈內標的50mL容量瓶中，用水定容，混勻，將標准溶液和試液依次進行ICP-MS測定。測量元素同位素質量數：Au 197，Tl 205。

3. 礦山測量的基本方法

礦山包括煤礦、金屬礦、非金屬礦、建材礦和化學礦等等。礦山測量是礦山建設時期和生產時期的重要一環。由於礦山測量工作涉及地面和井下，不但要為礦山生產建設服務，也要為安全生產提供信息，以供領導對安全生產做出決策。礦山測量的任何疏忽或粗率都會影響生產或有可能導致嚴重事故發生。因此，礦山測量在礦山開采中的責任與作用都是很大的。它的主要任務是：（1）建立礦區地面控制網和測繪1：500～1：5000的地形圖和礦圖；（2）進行礦區地面與井下各種工程的施工測量和竣工驗收測量；（3）測繪和編制各種採掘工程圖及礦體幾何圖；（4）進行岩層與地表移動的觀測及研究；為留設保護礦柱和安全開采提供資料；（5）參加采礦計劃的編制，並對資源利用及生產情況進行檢查和監督。 此外，在礦山開采階段還有許多復雜的技術問題需要礦山測量來解決。如主巷道的定向與測量，掘進時中、腰線的給定，井下巷道貫通，彎道設置、豎井聯測、斜洞布設，井下場地開拓，回採定水平，礦量計算，井上下對照等等，處處都離不測繪。比如巷道貫通如果不經過精確測量，就不能隨意開挖，否則將造成大量巷道作廢，不僅浪費大，而且影響生產甚至會發生事故

4. 如何檢測金礦的含量

金礦的含金量需要應用一定的分析儀器來檢測的。其中性價比比較高的一種是黃金礦山測金儀，也叫原子熒光光譜測金儀，是針對有色金屬行業、黃金礦山行業、地質普查找礦行業、冶金電解等行業設計的分析儀器。該原子熒光光譜儀在黃金礦山金測定中的應用凸顯了它的特色。它採用火焰原子熒光光譜法原理，來實現貴金屬及有色金屬的分析。採用小火焰原子化技術，有效的降低了雜散光的背景干擾，利用雙層多頭原子化器和雙層混合氣體傳輸室的結合，有效的提高了原子化溫度和穩定性，測試靈敏度顯著提高，比原子吸收火焰法的靈敏度提高2-3個數量級，在測量黃金礦山微量金的檢測中可以達到原子吸收石墨爐級別。

5. 金礦如何測量

您的問題是不是可以理解為金礦中金含量多少的檢測。
金的檢測需要建立一個金礦化驗室，投資可多可少，投資少用滴定法測定，投資多可以用儀器，後者比前者的效率和精度都高。
但對於大多數中小礦山來講，都用的前者，完全可以滿足生產需要。若需具體信息可聯系。

6. 金礦勘查中應用

根據金礦的指示元素，利用輕便X射線熒光儀進行金礦勘查。20世紀80年代以來在礦區做了許多工作(章曄，葛良全等，以及齊涿、何勵文等)，主要是進行礦區測量、遠景評價。主要測量地面土壤、岩石和水系沉積物中與金礦有共生關系的常量元素和多元素組合的總熒光強度，間接尋找和追索金的礦化異常。

我國根據現有技術水平，規定金的邊界品位為1～1.5g/t，工業邊界品位為3g/t，用X 射線熒光儀直接測量比較困難。

表10-6-2 金礦床礦物成因組合

據葉榮，1995。

金的化學性質決定了其親銅性和親鐵性，形成硫化礦物組合，與黃銅礦、黃鐵礦、多金屬硫化物緊密相伴。金礦床中常見的礦物有黃鐵礦、毒砂、磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黝銅礦、輝銅礦、斑銅礦等。我國金礦床的礦物成因組合一般分為六大類(表10-6-2)。其中金與砷的共生是成因上的聯系，金礦床常見的含砷礦物有：毒砂(FeAsS)、黝銅礦-砷黝銅礦(Cu₁₂Sb₄S₁₃-Cu₁₂A₃₄S₁₃)，有幾個類型金礦床中毒砂都是主要載金體。黃鐵礦常常也含有砷元素(表10-6-3)。含砷的金礦床普遍存在，這是利用砷作為指示元素找金礦的基本依據。

表10-6-3 我國若干金礦床的黃鐵礦含砷量 (×10^-6)

從表10-6-2可見，金礦床的第二個特點是金與硫化物多金屬元素共生。例如，金與Cu、Ni、Co、Fe、Mn成正相關關系(章曄等，1989)，其總量的相關系數為0.74。由此可見，利用多元素組合，測量指示元素的特徵X射線熒光總強度是尋找金礦的又一可行方案。

(一)測砷KαX射線找金礦

1.低溫熱液型金礦

低溫熱液金礦存在於熱液蝕變帶內，有碳酸岩化和硅化。主要共生礦物有黃鐵礦、方鉛礦、雄黃、雌黃，砷礦化與金含量密切相關。金含量與砷含量成正相關，相關系數0.7左右。砷的Kα特徵X射線強度與金含量成正相關(系數0.69)。如圖10-6-3所示，砷的Kα線強度與Au含量變化非常一致。

2.廣西新村金礦

廣西新村金礦賦存於三疊系硅化和黃鐵礦化泥岩之中，未見岩漿岩出露，普遍存在黃鐵礦、方鉛礦、輝銻礦、毒砂等。砷(As)含量與金含量(Au)量正相關。

野外現場As的Kα熒光強度(ΔI_As)測量與Au含量(C_Au)分析得到兩者有正相關關系：

ΔI_As=0.5142C_Au+649

野外測量採用HYX-1型輕便X射線熒光儀，用²³⁸Pu作為激發源，每次讀數時間10s(取三次平均值)。測網50m×10m，加密到5m×1m，共680個測點。用ΔI_As作等值平面圖(圖10-6-4)。其中異常Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅱ-4和Ⅲ均與已知金礦體相符合。其餘異常經探槽揭露：Ⅰ-2異常金含量較高，Ⅰ-1、Ⅳ-1、Ⅳ-2有礦化，金含量較低。Ⅴ-1～4號異常金含量均高於2g/t。

圖10-6-3 砷的Kα強度與金含量關系

(據章曄等，1984)

1—砷Kα；2—金含量；3—金礦體；4—灰岩；5—石英岩

圖10-6-4 新村砷Kα等值圖與金礦關系

(據何勵文，黃平生，1989)

1—破碎帶；2—1號金礦；3—2號金礦；4—砷的Kα強度

(二)測量多金屬元素總X射線熒光強度找金礦

1.火山岩金礦

石英脈型細脈浸染狀金礦，礦石中主要有磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、自然金等，金與多金屬共生。

圖10-6-5 現場多金屬熒光總量剖面圖

(據章曄，1989)

1—花崗岩；2—閃長岩；3—金礦脈

圖10-6-6 金礦脈親銅元素熒光總量剖面圖

(據劉懷傑等，1986)

1—已知金礦；2—推判礦體

採用閃爍探測器帶一個鎳濾片進行測量，鎳的K吸收限為8.331keV，小於這一能量的射線可以通過。即測量銅(K_α=8.04keV)、鎳(K_α=7.477keV)、鈷(K_α=6.930keV)、鐵(K_α=6.403keV)和錳(K_α=5.898keV)的熒光總量，它們與金含量的相關系數為0.9。因此測量這些共生元素特徵 X 射線的總量，不但使找礦靈敏度大大提高，而且有很好的代表性。圖10-6-5是180m 長的通過金礦走向的剖面圖，異常地區正好反映了金礦脈的位置。

2.熱液型金礦

礦脈普遍有高溫、低溫熱液蝕變，主要有黃鐵礦等多種礦物共生，共生元素有：砷、鉛、鉍、銅和鐵等。選用測網為10m×2m，用輕便X射線熒光儀測量 Cu、As、Zn、Se、Pb、Hg、W、Bi等親銅元素的總特徵X射線強度。其等值圖(圖10-6-6)中明顯反映了已知的3號金礦脈范圍及其延伸的趨向。

圖10-6-7 指示元素含量異常分布剖面

1—金伯利岩；2—泥灰岩；3—砂頁岩；4—泥質石灰岩；(A)：1—Ni，2—Y，3—Fe，4—Cr；(B)：1—Nb，2—Ba，3—Ce，4—Zr

3.尋找金伯利岩(俄羅斯)

原生金剛石均為岩漿活動結晶形成，與金伯利岩生成緊密相關。金伯利岩具有弱鹼性到超基性的岩石地球化學特徵。鹼性岩特有的元素為Sr、Ba、Zr、Nb；超基性岩的特徵元素是Cr、Co、Ni等。前蘇聯學者選擇Cr、Fe、Ni、Y、Zr、Nb、Ba和Ce作為尋找金伯利岩的指示元素，用輕便野外X射線熒光儀就地取樣分析。

工作地區大部分為第四系覆蓋，厚度1～4m。樣品采自0.5～0.7m深度，測網為25m×10m，分析樣品用量為50～70g。

圖10-6-7是根據X射線熒光測量的各指示元素的含量，製作的剖面圖(以相對含量為縱坐標)。

有的指示元素異常比較明顯，有的異常值較低，大都有異常出現。只有鐵的異常不明顯(可能是背景值較高引起)。異常都與金伯利岩位置相對應，說明利用本方法尋找金伯利岩(金剛石)是可行的。

從上述應用的事實可見，輕便型X射線熒光儀在找礦中應用主要用於直接測量待測元素特徵X射線的強度；可以直接用於測量土壤、岩礦表面目標元素的含量；也可以為了消除地表干擾因素，在地下一定深度採集土壤樣品(不需要化學處理)就地快速測量、快速取得需要的數據。

7. 金礦石品位怎麼測

確定金礦石品味用阿基米德的原理
1.質量--用天平。
2.體積--將黃金投入裝水的適量量程的量筒中，觀察刻度變化。即可知道其體積。
3.根據密度=質量/體積，算出密度（即比重）
1.金礦有多種，有的是明金，用小碗淘洗陽關下放大鏡就可以在碗底看到一點點黃金，有的是和硫化礦比如黃鐵礦伴生的，這種就不容易看了，要化驗，或者簡單藉助酸把硫和鐵溶解掉，金會團聚在一小粒，注意和元素硫區別，還有一種是膠體金，在分子晶格內，只有化驗才知道。最主要還是到地礦部門化驗！礦山要建立自己的化驗室，現在多用硫代米氏酮比色法，另外還有氫醌滴定法，以及碘量法，等等。多種化驗方法可以確定品味。
2.地質工作，必須在做好地質填圖的基礎上，做好土囊微量元素分析，用磁測，地電阻法，等多種物化探手段對地質和含礦結構進行推斷分析，找出異常靶區，地表近的剝離表土找出成礦構造（斷層），深部打坑道活鑽探揭露，最後分析，深化找出成礦規律，在多工程揭露對礦體產狀結構品位空間位置准確把握。才完成地質工作，這些工作可能要伴隨到礦床開采結束。一般要專業人員和投入資金才能做到。一些個人采礦可能到處打洞哪有打哪。探礦是一項風險投資！

8. 火試金的具體過程，具體到每步的操作

簡介了.干法—火試金法—鉛試金的操作規程、試劑的作用、操作規程應注意的事項、操作規程中易出現的問題及克服的方法。介紹一個筆者多年使用的成熟的鉛試金方法。

(二)測定金礦品位的方法簡談：

實踐證明取樣代表性的問題在金礦測定中很重要，在(一)中簡談了制備具有代表性的化驗樣品的問題。既是制備好的化驗樣，在測定時取樣代表性也是不能忽略的，由於金礦中金的不均勻的特點，為保證測定結果的准確性和可靠性需大取樣量。一般濕法試金取樣量在10～30g，(當品位為Au≥0.5×10-6時，取樣量≥25g，只有當品位Au≥10×10-6時才可以減少，但最少也不能低於10g，分散流化學探礦樣品在5～10g)。火試金取樣量為30～50g。

眾所周知，不同含量的樣品，由於方法的靈敏度不同，需用不同的測定手段。金礦測定更應重視測定手段的選擇，需適當，否則會造成偏差或失敗。舉例見表3

金的品位與常選用的分析手段 表3

含金量的范圍

(單位10-6)

常 選 用 的 分 析 手 段

0.0005～2。0

分光光度法.發射光譜法、原子吸收光譜法

>2。0～30。0分光光度法、

原子吸收光譜法、

滴定(碘量)法、火試金稱量法

>30。0～100。0原子吸收光譜法、

滴定(碘量)法、火試金稱量法

>100。0

滴定(碘量)法、火試金重量法

金礦測定時，試樣的分解方法目前大體分為兩種：一是干法即火法試金法;另一是濕法試金，下面分別簡談一下：

1.干法—火試金法

火試金法是一種液—液高溫萃取濃聚法，既是樣品熔解也是富集的方法。火試金雖然因一般實驗室條件達不到，在我國使用並不普遍。但它是一個測定金品位的很好的、經典的、很成熟的、很准確的、速度快的方法,也是國標及世界各國普遍採用的標准方法, 世界各國在商品交易時都確信火試金測定的結果,它不僅適用於金礦的測定,也適用於需要測定金的各種其它原材料和產品.用火試金測定礦石中金的含量,一般含量高的較准確,低含量誤差較大.許多規程提到>1g/t的樣品都可用火試金准確測定品位。火試金在我國不易普遍主要障礙是設備投入的費用高，實際上火試金所必須的兩個設備：①高溫爐(要求最高使用溫度為1350℃)②感量十萬分之一的精密天平。現已有很好的國產貨供應，價格一般化驗室也可接受，建議中型以上的專業金礦化驗室，應該具有火試金測定金的能力。含金量>2×10-6時，一般火試金都可得到准確測定結果。

火試金有鉛試金、鋶試金、銻試金、鉍試金等方法，常用鉛試金和銻試金。

一.鉛試金：一般操作過程主要分為1.配料2.高溫熔融熔煉3.灰吹4.分金及稱量等幾步操作,下面分別簡述:

1. 配料：

⑴配料有關名詞：

① 硅酸度：硅酸度是指爐渣中酸組分(SiO2)氧與鹼組分氧(2RO…)之比,稱硅酸度或硅度.

硅酸度=爐渣中酸組分氧/爐渣中鹼組分氧.

.. 硅酸 鹽 的 硅 酸 度 表4

岩石名稱(以SiO2與RO比值命名) 硅 酸 度 岩石的化學組成(R-二價鹼金屬素)

鹼式硅酸鹽(亞硅酸鹽) 0.5 4RO·SiO2

中性硅酸鹽 1.0 2RO·SiO2

被半硅酸鹽 1.5 RO·SiO2

兩倍硅酸鹽 2.0 2RO·2SiO2

三倍硅酸鹽 3.0 2RO·3SiO2

②還原力：還原力是通過還原力試驗得到的,試驗:稱取10g碳酸鈉+60g氧化鉛+5g硼砂+4g二氧化硅+ 5g試樣於粘土坩堝中混勻,加7～10g覆蓋劑(硼砂)熔融(1000℃～1100℃),倒入鐵模中取出鉛扣,捶去熔渣,秤鉛扣量,代入還原力公式計算得還原力.

鉛扣質量(g)

F( 還原力)=

試樣質量(g)

③氧化力：氧化力是通過氧化力試驗得到的,試驗:稱取15g碳酸鈉+50g氧化鉛+7g硼砂+5g二氧化硅+2g澱粉+10g試樣混勻,加7～10g覆蓋劑熔融(條件同還原力試驗),熔體倒入鐵模中,取出鉛扣,捶去熔渣稱量,代入氧化力公式計算得氧化力.

鉛扣質量(g)

氧化力=

試樣質量(g)

④氧化鉛空白值：新使用的氧化鉛要測定它的含金量(空白值)，取三份測定金取平均值。

以上提到的目的是為了合理配料,熔融時能生成流動性好,能與鉛很好分離,能使金完全為鉛捕

⑵計算：可根據試樣量和化學組成按下面的方法計算所需試劑的加入量。

①碳酸鈉(加入量)=G×(1.5～2.0) 式中G—試樣量(g)

②氧化鉛(加入量)=F×G×1.1+30 F—還原力

還原力低時氧化鉛的加入量不應少於80g，含銅量高時除生成30g鉛扣需要的氧化鉛量外，還要補加30—50倍銅量的氧化鉛。

③玻璃粉(二氧化硅)(加入量)：先計算熔融過程中生成金屬氧化物及加入的鹼性熔劑，在0.5—1硅酸度所需的二氧化硅總量，減去試樣中所含二氧化硅量，即為需加入的二氧化硅量。次量的1/3用硼砂代替，另外2/3按0.4g二氧化硅相當於1g玻璃粉還算出玻璃粉加入量(石英砂不用換算以二氧化硅計)。

④硼砂加入量=需加入的二氧化硅量×1/3÷0. 39，但不能少於5g.

⑤硝酸鉀(加入量)=G×F—30 式中G—試樣量(g)

4 F—還原力

⑥加入銀的量:一般加入mg量的銀,即加入含銀5mg/ml的硝酸銀1ml.實際上試樣含銀高時可不加.為了金捕集的完全,除了加夠氧化鉛生成所希望大小的鉛扣外,加銀量的多少也是非常重要的,試驗證明Ag/Au>3,最少不能<2.5,如果銀量比金量的三倍少,則會生成金包銀,在分金操作中銀分不凈,影響金的測定結果偏高,多加銀有利於生成較大的金銀合粒,方便後面操作.

⑵混勻：可將試樣和熔劑(配料)放在約一克，長×寬為30×30cm的聚乙烯袋中，縛緊袋口，劇烈搖晃5分鍾即可均勻，，然後連袋防入試金坩堝中熔融，袋的還原能力算在內。

⑶應用實例：

下面簡述硅酸度在鉛試金富集金配料中的運用例子見表5:

2.高溫熔融熔煉過程:

火試金實際上是一種液-液高溫熔融萃取濃聚法,所以關鍵在於熔融能否使熔渣與金屬分離徹底,並且使鉛完全捕集金.在具體操作中注意以下幾點:

熔融熔煉過程:掌握和控制好熔融溫度是熔煉過程的關鍵,可分為三個階段進行:

①預熔和造渣:有幾種說法，400℃逐步升溫到800℃～900℃保持0.5h;800℃～850℃或600℃～800℃保持40min～～80min,

②熔融最終溫度也有幾種說法:有1050℃～1100℃;有1060℃～1100℃;還有1160℃.

熔融時間一般為10min～15min.大多數人不用400℃預熱,直接升溫至800℃～900℃開始保溫1h,繼續升溫至1050℃～1160℃保溫10min～15min.整個熔融過程在兩小時內完成即可.

③鉛扣與熔渣分離：熔煉出爐，將坩鍋平穩地旋動幾次，並在鐵板上輕輕地敲2—3下，使粘在坩鍋壁上的鉛珠下沉，接著小心仔細地將熔融物全部倒入事先預熱的鑄鐵模中，冷卻後，將鉛扣與熔渣分離並將鉛扣錘成正立方體並稱量(應為25～40g)(有時還需要保留熔渣備查)。

硅 酸 度 在 鉛 試 金 富 集 金 配 料 中 的 運 用 實 例 表5

岩石名 硅酸鹽礦 氧化礦 金 礦 銅 礦 鉛 礦

硅酸度 1.5～3.0 1.2～1.5 0.5～0.7 0.7～1.0 0.7～1.0

碳酸鈉 試樣量×1.5～ 試樣量×1.3～ 試樣量×1～ 試樣量×1～ 試樣量1～

2倍 1.5 倍 1.5倍 2倍 1.5倍

氧 鉛扣27g,另加 鉛扣27g,加1/2或 還原力<3時為 鉛扣27g,另加 同金礦

化 二氧化硅或其 與試樣相同量 還原力×1.4× 含銀量的30～

鉛 它雜質所需的 試樣量.還原力> 50倍

熔融造渣的量 3時為還原力×

1.2×試樣量

硼 試樣量×1/3 同 左 同 左 試樣量×1/2～

(不含水) 1/3,銅含量高時 試樣量1/2

砂 少加(乾量)

二 不 加 鹼性熔劑和試樣中

氧 鹼性成分造渣時用 同 左 同 左 同 左

化 量減去試料中二氧

硅 化硅含量

澱粉或 試樣量×2～ 澱粉量=(氧化力× 硝石量=(還原力

3.5(澱粉) 試樣量+鉛扣量) ×試樣量-鉛扣 同 左 同 左

硝石 ÷12 量)÷4

3.灰吹:

⑴灰吹前的准備工作①灰皿的製作及預熱:灰皿的大小可根據需要製作,一般如圖:制灰皿的原料使用骨灰和水泥做成(-80目骨灰;500#水泥等量混合加12%～15%的水壓成形;純水泥的灰皿不好用,最好使用純-200目鎂砂和500#水泥(855+15)混合製作灰皿.壓成型的灰皿於蔭涼通風處(避免日曬及烘烤)陰干(約三個月至半年).是用時於馬弗爐1000℃預熱30min後檢查無裂紋才能使用② 鉛扣的製作及清理:經熔融的樣品倒入預先摸了油的鐵模中,冷卻至室溫,脫模,捶去粘在金屬鉛(扣)上的熔渣並刷去殘留物(必要時需稱量鉛扣用於檢查熔融過程及配料是否正確),用小錘將鉛扣捶成正方體形.並將粘復在鉛扣上的殘渣清理干凈。

⑵灰吹:將清理干凈的立方體鉛扣放入預熱的灰皿中,將灰皿移入馬弗爐里,關爐門於850℃～900℃保溫,待鉛扣全部熔融脫模熔化完全,隙開爐門供給充分氧氣進行灰吹,灰吹的整個過程應保持800℃～850℃(溫度過高會增大損失,溫度過低反而會生成「鉛包金」即所謂「凍結」現象,對分金不利需重新灰吹),當氧化鉛生成並且被灰皿完全吸收後,會在灰皿表面出現金銀合粒的「閃光,這時應立即將灰皿移至爐門口,冷卻」,取出金銀合粒.

⑶金銀合粒的清理及稱量: 取出金銀合粒後,用毛刷清理干凈粘在上面的殘渣,於感量十萬分之一的精密天平稱量得金銀合量.

4.分金:望文生意分金就是把金從合粒中分出來.

(1)分金的原理和方法：分金的原理很簡單:利用金不溶於硝酸,銀銅等雜質很易為硝酸溶解的化學性質. 普遍使用稀硝酸分金,用硝酸處理合粒，銀及其它一些雜質溶解而金不溶,金銀得以分開.一般使用一次或二次分金， 分金前將清潔的合粒置於不銹鋼砧上, 用不銹鋼小錘,捶成0.2～0.3mm的薄片,然後就可以進行分金了.

35mm

30mm

13m

Φ40mm

灰皿圖

例:一次分金：於400ml燒杯中加20ml硝酸預熱至90℃,放入合粒薄片,沸水加熱30mi溶液,無13mm Cl2蒸餾水清洗金片3～5次,轉入瓷坩堝中,烘乾灼燒後,冷卻, 二次分金法: 其實與一次分金法沒有原則的區別,方法之間不過是硝酸的濃度不一樣或用硝酸處理的次數不同.二次分金用多一些硝酸,方法也有一些, 但多大同小異,舉一例簡述如下:於50ml瓷坩堝中,加20ml硝酸(1+7)加熱至近沸,將合粒薄片放入坩堝中,在蒸汽浴上加熱至銀分解完全(待氮的棕色氧化物基本停止逸出,再繼續20min)金呈黑色殘渣,用少量水稀釋,小心將坩堝中液體傾出(勿將黑色殘渣倒出).再加10ml硝酸(1+1),於電爐上加熱至近沸15min後,再用少量水稀釋,傾出溶液再用熱水洗滌殘渣4～5次,將坩堝烘乾,放 入500℃～600℃馬弗爐中灼燒10min,此時金片呈金黃色.冷卻.稱量為金量.合粒量減去金量為銀含量和銀加入量之和.

(2)影響分金的准確與否的因素:

①熔融時銀的加入量：一般為金量的3倍以上即可,但實際上為了操作的方便和金不損失按下面量加入的:

含金量 <0.1mg～0.2mg >0.2mg～1mg >1mg～10mg >10mg～50mg >50mg 銀+金(銀加入比例) 20+1或30+1 10+1 6+1 4+1 3+1

②在分金操作中,各種方法都使用硝酸只是各方法使用的濃度不同或一次兩次的區別,. 當分金時出現合質金薄片不溶解並呈黑色整塊或分金後留下來的金薄片不是黑色殘渣,而是帶黃色的整塊時,說明分金失敗或分金不完全.這時應取出合質金塊(薄片),加適量銀用鉛皮包裹,重新進行灰吹和分金.

③補正試驗:遇高含量金礦,分金後稱量的結果偏低,往往誤認為是分金失誤或分金損失,實際上有時高含量金礦在熔融過程中會損失,這只有發生在金含量大於10×10-6時才會有.遇這種情況需做補正試驗,所謂補正試驗就是將熔渣和灰皿中吸收氧化鉛部分帶走的金回收加以補正.就是將脫鉛後的熔渣及灰皿中吸收氧化鉛部分的灰皿搗碎,倒入粘土坩堝中加40g氧化鉛;50g硼砂;3～4g澱粉攪拌均勻,加0.2ml硝酸銀溶液(15g/L),覆蓋一層覆蓋劑,重新進行熔融、灰吹、分金.將回收的金加在被補正樣品的結果中.金含量大於10×10-6的樣品不一定都需做補正試驗,實際上許多含金量高的樣品不需要做補正試驗,只要鉛扣的量夠,銀量加的充分一般不會偏低,只有很少數樣品才需要做補正試驗.

5.以下就鉛試金為例談談在火試金的過程中，需要嚴格控制的因素：

⑴金的損失及防止：

(一)配料不均勻時損失(飛散)及克服：可將試樣和熔劑(配料)放在約一克，長×寬為30×30cm的聚乙烯袋中，縛緊袋口，劇烈搖晃5分鍾即可均勻，，然後連袋防入坩堝中熔融，袋的還原能力算在內。

(二)熔融過程的損失及克服：

①鉛扣大小的影響：一般鉛扣20～35克之間損失小。當稱樣量50克時，28克粗鉛(鉛扣)可以撲集全部金，鉛扣小於15克時，金回收率減少。稱樣量15克時，鉛扣需23克。稱樣量30克時，鉛扣需30克，當試樣量在70～100克時，鉛扣量為試樣量的40%這樣才能保證金被全部捕集.

②熔融溫度的影響：一般認為1160℃為熔融最佳溫度,這時金的平均損失只有0.63%。低於1160℃損失增大：例1093℃時損失為0.81%;1038℃時損失為0.91%。這主要是因為熔渣粘度過大金不易下降到鉛扣中所致.高於1160℃損失也會增大為0.88%。在實際操作中要靈活掌握溫度,在考慮溫度的同時要結合考慮其他因素.並非溫度高或低就好，總之必須要有利於金富集於鉛扣中。

③熔融時間對金損失的影響:：當熔融溫度達到:1160℃後以保持1～2h最好,1.5h時平均損失為0.55%,>1.5h損失率增加為0.70%,在實際操作中往往是注意了最終的熔融溫度和保溫的時間,常忽略了造渣期間的保溫時間(造渣溫度600℃～700℃最好).

④覆蓋劑的影響:一般覆蓋劑用食鹽或硼砂,實際上食鹽在高溫時會使銀揮發,含鉛時會生成有毒的揮發性的鉛氯化物(PbCl2)污染環境,所以提出最好使用硼砂+蘇打(10+15)做覆蓋劑。

⑤金在渣和坩堝中的損失：控制好最終熔融溫度可減少損失,940℃平均損失為0.39%;1000℃～1060℃平均損失為0.195%、1200℃～1300℃平均損失為0.146%。

⑥鉛扣整形時平均損失:0.094%.

(三)火試金會吹過程中金的損失及克服：

①灰吹的溫度影響：一般是溫度越高損失越大,應在盡可能低的溫度下灰吹,以鉛扣不凍結為度,一般控制在800℃～850℃。

② 金和銀的比例對金損失的影響：例1000℃灰吹,不加銀損失為1.2%,有十倍金量的銀存在時灰吹金損失只有0.62%,有二十倍金量的銀存在時灰吹金損失0.60%,有三十倍金量的銀存在時灰吹金損0.58%，所以一般加入金量3倍以上的銀防止灰吹時金的損失為宜。

③鉛扣中雜質的影響：由粗金火試金精煉灰吹時的數據可見一斑,當Cu<2g時,金的回收率99,00%.當Cu增至2.5g時金的回收率降至93.60%.如鉛扣中Cu為33g時,則灰吹不能進行,最後留下的是含金的銅粒。

二.鉛試金外常用的火試金富集金的方法：

由於鉛試金鉛的毒性大,有許多研究用其它低熔點金屬試金代替鉛試金,目前尚有鋶試金、錫試金、銻試金、鉍試金等方法.現將用的多的銻試金和鋶試金簡介如下:

⑴銻試金:由於鉛試金鉛中含微量金,在灰吹中有微量損失.故鉛試金正如上文中所述:微量金測定易產生較大誤差,採用銻做捕集劑的新的火試金方法,它有一定的優越性.它富集微量金不僅富集完全,而且全部貴金屬元素(包括六個鉑族元素)都可富集完全.另一個優點是空白低.銻試金需用的設備簡單.適合富集μg/g或ng/g微量或痕量級的金.銻比重小熔點低,易熔易生成銻扣,銻扣高溫可使其揮發(灰吹)除去,如果銻中含有鉍時,鉍在銻後氧化並將銅、鎳、鈷從合金粒中排出,此時50mg銅10mg鎳及20mg鈷不影響灰吹,再加一些碳酸鉀助溶劑,可提高熔渣的流動性有利於銻扣與熔渣分離.銻試金的分析步驟簡述如下:10g樣品與25g銻試金熔劑(碳酸鈉+硫酸鉀+硼砂=3+1+1)和10g捕集劑(三氧化二銻+三氧化二鉍+澱粉=8+1+2)混合均勻後,移入50ml高鋁坩堝中,滴入2滴硝酸銀溶液(銀為3mg/滴),若用發射光譜再加2滴鈀溶液(鈀為2mg/滴).坩堝放入預熱至950℃的高溫爐中,當溫度回升至950℃時保溫10min(使熔體平靜)後,將熔體倒入鐵模中,冷卻,捶去熔渣取出銻扣(約7g),放在仰放的坩堝蓋上,移入850℃～900℃高溫爐中,灰吹至合粒不再發光發亮,取出,冷卻,砸破坩堝蓋,取出合粒.刷凈稱量和進行進一步測定程序.

⑵鋶試金最初用於富集鋨銥礦後來證明可用於富集六個鉑族元素.用於富集金少用.

三.實例：

稱量法測定岩石礦石金和銀的品位

1.主題及測定范圍：

該方法適用於金礦石、岩石，礦石及爐渣中金量和銀量的測定方法測定范圍：

金>5×10=6;銀>10×10-6。

2.方法提要：

火法—鉛試金是經典、成熟、精確的方法，試樣經配料、熔煉得到適當量的含有貴金屬的鉛扣，經灰吹後得金+銀合粒稱量得金銀合量。

金銀合粒用稀硝酸處理銀溶解達到分金的目的，殘留的金經灼燒稱量為金量。

金銀合量—金量=銀量。

3.試劑(也可用工業純，應通過40目篩孔)及作用、設備

3.1氧化鉛 熔煉中生成鉛扣，聚集下沉時撲集金銀聚集於鉛扣中。

3.2二氧化硅或玻璃粉 強鹼性熔劑，熔煉時與金屬氧化物生成硅酸鹽是熔渣的主要成分。

3.3碳酸鈉 強鹼性助熔劑可分解金屬氧化物和硅酸鹽，並可除硫。

3.4硼砂 和硅酸鹽結合呈鹽基性熔劑又是酸性熔劑，降低造渣熔點增加熔融物流動性

3.5硝酸鉀 強氧化劑。1g硝酸鉀可使3.5～4.0g 鉛氧化成氧化鉛，熔點339℃。

3.6小麥粉(麵粉)還原劑1g 可還原生成10～12g鉛。

3.7 鐵釘 4寸，脫硫劑和還原劑。

3.8覆蓋劑 食鹽或硼砂[最好使用硼砂+蘇打(10+15)作覆蓋劑],蓋在試料最上層隔絕空氣防止被還原物質再氧化。

3.9硝酸 φ(NNO3)=30% 取硝酸(ρ1.40g/ml)30ml,以水稀釋至100ml

3.10硝酸 ф(NNO3)=10% 取硝酸(ρ1.40g/ml)10ml,以水稀釋至100ml

3.11純銀(含量99.99%)溶液：稱取5.00g純銀用50ml硝酸溶解後，再加50ml硝酸稀釋至1000ml，此溶液ρAg=5mg/ml 加入3倍金量，可使銀完全熔解，消除熔煉過程中金包銀導致分金失敗。

3.12試金爐 最高工作溫度1350℃

3.13試金耐火坩鍋 一般用4#。

3.14鑄鐵模

3.15 灰皿 (或鎂砂灰皿)骨灰皿：骨灰(牛羊骨通過48目篩)+400#普通硅酸鹽水泥按質量(3+7)的比例混勻，加適量(約10%)水充分拌勻，用灰皿機壓製成型(干皿為50～60g)。製成的灰皿置於通風的蔭處風干三個月後使用，不能烘烤暴曬和接觸有酸霧的氣體，有裂隙的灰皿不能使用。(註：鎂砂灰皿參照前面文章)

3.16微量天平(精密) 分度值0.01mg

4.試樣

樣品應用金礦化驗樣樣特別程序加工粉碎、縮分、研磨至通過200目篩孔，送化驗試樣總量大於500g(並保存付樣)，待測定的部分試樣還應於100℃～110℃烘乾1h，於乾燥器中冷卻至室溫，並保存於乾燥器中。

5.分析步驟

5.1試料

稱取試樣30.00g(m)

5.2空白試驗

隨同試料作不少於二份空白試驗，所取試劑必須來自同一瓶試劑

5.3配料：

根據不同試樣(確定配料方案前應先作光譜等試驗以了解礦石及試樣的類型及主要組成)選擇不同的配料方案，特殊的礦種及試樣需經熔融試驗後才能經計算和實驗進一步確定配料方案。常見礦石配料方案可參見下表

..

常 見 礦 石 配 料 (單位：g)

礦 石 名 稱 樣品 碳酸鈉 氧化鉛 硼砂 玻璃粉 麵粉 鐵釘 硝石 食鹽

硅鹽礦石 30 50 45 10 2～5 3.0 30

碳酸鹽礦石 30 45 45 5～10 10～15 3.0 30

硫 化 礦 30 55 30 10 15～20 3 30

氧 化 礦 30 45 45 10 10～20 3.0～4.0 30

鉻 鐵 礦 30 60 45 20 35～40 3.0～4.0 30

橄欖輝岩 30 45 45 15 20～25 3.0 30

選礦樣精礦 30 50 30 8 15～20 3

5.4鉛試金—分離富集

5.4.配料：確定配料方案後，將樣品與所需配料倒入一廣口瓶中混勻，倒入試金坩鍋(3.13)中，加1ml純銀溶液(3.11)(若樣品含銀量大於含金量的3倍以上可不加)，用20g覆蓋劑或食鹽(3.8)洗刷配料瓶並均勻地蓋在試金坩鍋(3.13)的試料上面。同批帶空白。

5.4.2熔煉：將試金坩鍋(3.13)置於已升溫至600～800℃的試金爐(3.12)內，於800℃左右保溫1h，接著繼續升溫至1050℃時保溫10min後出爐(熔煉時間最好不超過2h，否則已還原的金屬鉛會重新氧化)。將熔融體倒入鑄鐵模(3.14)中，冷卻後取出熔融物冷卻塊下面的鉛扣。將鉛扣錘成正立方形，稱量(鉛扣應為25g左右)。

5.4.3灰吹：將灰皿(3.15)編號後放入已升溫到850～900℃的高溫爐(馬弗爐)中預熱30min，然後依次將鉛扣放在相應編號的灰皿(3.15)中(進行灰吹)，關閉爐門1～2min，待鉛扣完全熔化脫模後，半開爐門控制在850℃進行灰吹，特別在灰吹接近終了時溫度一定不低於800～850℃(溫度過低會使所生成的氧化鉛不僅不能和熔鉛分離，反而將鉛包住並立即凝固產生『凍結』現象。若此現象發生，應重新在800～850℃灰吹)。當氧化鉛全部被灰皿(3.15)吸收後，會立即顯出金、銀合粒的閃亮光(即是灰吹完結)。取出灰皿、冷卻。取出金、銀合粒。

5.4.4 合粒稱量：刷干凈粘附金、銀合粒上的雜物，於微量天平(3.16)稱量(m1)

5.4.5分金及金粒稱量：將清潔的金、銀合粒,放入清潔的30ml磁坩鍋中，用熱水洗滌幾次金、銀合粒置於沸水浴上，加10～15ml沸熱的硝酸(3.10)，蓋蓋於沸水浴上加熱至銀完全溶解，小心傾出酸溶液，再加5～10ml沸熱的硝酸(3.9)，繼續於沸水浴上加熱15～20min,取下、冷卻，小心傾出酸溶液，並用熱蒸餾水洗滌金粒5～6次，於電爐上烘乾磁坩鍋後，將坩鍋放入650℃的馬弗爐(高溫爐)中灼燒10min,取出冷卻。小心仔細地將金粒移在微量天平上稱量即為金的含量(m2)。

6.結果計算：

金品位計算： 式中：m2—微量天平上稱得金粒質量，μg;

m—試樣量，g。

銀含量計算： 式中：m1—微量天平上稱得金銀合粒質量，μg;

m2—微量天平上稱得金粒質量，μg;

m—試樣量，g。

註：因為鉛試金是非常好的富集金的方法，當稱量金粒量m2<0.2mg稱量的精密度不理想時，可用分光光度法測定金較准確，具體操作規程：將金粒置於原坩鍋中，加3ml王水及加5～10滴氯化鉀溶液(ρ(KCl)=200g/L)移至於沸水浴上蒸發至干，再加2ml鹽酸(ρ1.19g/ml)沸水浴上蒸發至干，繼續再加2ml鹽酸(ρ1.19g/ml)沸水浴上蒸發至干，如此反復三次(無酸味)趕盡硝酸後，可用分光光度法(孔雀綠、結晶紫等方法)測定金品位

9. 怎麼檢測黃金

1、看顏色：黃金首飾純度越高，色澤越深。在沒有對金牌的情況下可按下列色澤確定大體成色(以青金為准則。所謂青金是黃金內只含白銀成分)；

2、深赤黃色成色在95％以上，淺赤黃色90--95％，淡黃色為80--85％，青黃色65—70％，色青帶白光只有50--60％，微黃而呈白色就不到50％了。

3、看硬度：純金柔軟、硬度低，用指甲能劃出淺痕，牙咬能留下牙印，成色高的黃金飾品比成色低的柔軟，含銅越多越硬，折彎法也能試驗硬度，純金柔軟，容易折彎，純度越低，越不易折彎。

4、聽聲音：成色在99％以上的真金往硬地上拋擲，會發出叭噠聲，有聲無韻也無彈力。假的或成色低的黃金聲音脆而無沉悶感，一般發出「當當」響聲，而且聲有餘音，落地後跳動劇烈。

5、用火燒：用火將要鑒別的飾品燒紅(不要使飾品熔化變形)，冷卻後觀察顏色變化，如表面仍呈原來黃金色澤則是純金；

6、如顏色變暗或不同程度變黑，則不是純金。一般成色越低，顏色越濃，全部變黑，說明是假金飾品。

(9)金礦前期測量方法擴展閱讀：

黃金四種質地

1、赤金和純金的意思相接近，但因時間和地方的不同，赤金的標准有所不同，國際市場出售的黃金，成色達99.6%的稱為赤金。而境內的赤金一般在99.2%-99.6%之間。

2、色金，也稱「次金」、「潮金」，是指成色較低的金。這些黃金由於其他金屬含量不同，成色高的達99%，低的只有30%。

3、按含其他金屬的不同劃分，熟金又可分為清色金、混色金、k金等。清色金指黃金中只摻有白銀成分，不論成色高低統稱清色金。清色金較多，常見於金條、金錠、金塊及各種器皿和金飾品。

4、混色金是指黃金內除含有白銀外，還含有銅、鋅、鉛、鐵等其他金屬。根據所含金屬種類和數量不同，可分為小混金、大混金、青銅大混金、含鉛大混金等。

5、k金是指銀、銅按一定的比例，按照足金為24k的公式配製成的黃金。一般來說，k金含銀比例越多，色澤越青；含銅比例大，則色澤為紫紅。

6、K值所表示的百分數，都只是一個大致的數，並不要求十分准確。而習慣上又多數是使用偶數K值，如24K、22K、20K、18K等。

7、18K的意思即指24份合金中含金18份，相當於75%左右的含量。K金計算方式：K金摺合含金量的計算公式是：K值÷24×100%（即K值×4.1667%）

10. 吊水法測量鐵礦石，金礦石純度的方法及計算方式

吊水的方法，就是將黃金的體積得出來再計算黃金的含量，在這里我們就理解為吊黃金的體積。
吊水所需的器材：電子稱一台，一次性杯或敞口杯，細魚線或細棉線，計算器一台。註：電子稱要精確到小數點後兩位數（0.00）的，稱量200克或500克以上的電子稱；杯子跟電子稱視需吊水的黃金大小和重量而定。比如100克以上的黃金最好用500克以上的電子稱跟大口塑料杯。
工具准備好之後，將進行吊水測成色。
（一）稱好需要吊水的黃金重量。
（二）杯子盛水滿到可以覆蓋黃金的3/2 。
（三）用線把黃金吊起來，只能用一圈綁好就要把黃金吊起來，黃金不要沾水和其他雜物。
（四）將盛水的杯子放到電子稱上歸零。
（五）將吊起來的黃金慢慢的放入水杯中，停留15秒左右得出電子稱上顯示示的准確數字，記住黃金不要碰杯低杯壁。
（六）計算，黃金重量除19.34除吊水得出的數，即為黃金的含量（黃金密度為：19.34）
就這樣，為黃金吊水法，一般標准一些就要把水溫調節在25℃的樣子。
98以下為：吊水力×23.128÷重量-2.19 =含量
假如100克就是：吊水力×23.128÷100-2.19 =含量