金精粉及尾气、尾液处理液中汞、砷检测方案(原子荧光光谱)

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金选焙烧工艺生产中金精粉及处理液汞、砷的测定 李 平 高术林 （1、西北有色711总队岩矿测试中心；2、西安索坤技术开发有限公司） 摘要: 本文主要针对金选焙烧工艺生产中金精粉及尾气、尾液处理液中各种含量汞、砷的监测。试样采用王水分解，硫脲—抗坏血酸溶液还原，原子荧光光谱法测定。该方法与化学法及其它仪器法比较具有灵敏度高、重现性好、分析速度快等特点。 关键词：汞、砷、金精粉、原子荧光 1、引言： 近年来，随着黄金选矿工艺、技术、设备的不断更新和改进，生产过程中的管理工作要求更加严格、规范，下段工艺流程的决策直接取决于上段工艺流程监控数据的准确性和及时性。金选焙烧工艺流程中产生的尾气、尾液所带来的环保问题越来越突出，因此，高质量的监控手段对黄金矿山生产来说也愈显重要。如何快速测定其产品及尾气处理液中各种含量的金、汞、砷一直困扰着我们。经过大量的方法试验，利用氢化法和火焰法合二为一的原子荧光光谱法能够快速、准确的测定金、汞、砷的含量。经过一年多的生产实践，证明该方法快速准确，充分满足了生产测定需求，具有很高的推广价值（有关各工艺中金的测定另有文章发表）。 2、实验部分： 2.1 主要仪器与试剂 SK-2002型原子荧光分析仪（西安索坤技术开发有限公司） KJ—B型无油空压机（天津利迈豪公司） 专用高强度空芯阴极灯（Hg、As） 汞标准储备液（0.1mg/ml 2.0%硝酸、1.0%重铬酸钾介质） 砷标准储备液（0.1mg/ml 2.0%盐酸介质） 硫脲、盐酸、硝酸、重铬酸钾、抗坏血酸、硼氢化钾、氢氧化钾，所有试剂均为分析纯 高纯度氩气 2.2 仪器测定条件 表1 元素 负高压 灯电流(mA) 积分时间(s) 氩气流量(mL/min) 辅气流量(mL/min) 泵速 (转/分) 火焰高度(cm) Hg 300 30 5 1000 1200 60 0.5 As 250 60 5 1000 1200 60 0.5 2.3 试验方法 2.3.1砷标准溶液的配制： 称取0.1320克光谱纯As2O3于100ml的烧杯中，加入8mL 2.0% NaOH溶液溶解后，用1:1盐酸中和至酸性，再用1.0%的盐酸稀释到1000mL容量瓶定容至刻度，摇匀，此溶液为100ug/mL砷标准储备液。移取计算量砷标准储备液用混合溶液（2.3.4）逐级稀释配制成0.5ug/mL的砷标准溶液。 2.3.2汞标准溶液的配制： 称取0.1354克优级纯HgCl2置于100mL烧杯中，加入1:1硝酸20mL，低温加热溶解，冷却后，移入1000mL容量瓶中，补加40mL硝酸、5.0%的重铬酸钾溶液20mL，用蒸馏水稀释定容至刻度，摇匀，此溶液为100ug/mL汞标准储备液。移取计算量汞标准储备液用2%硝酸溶液逐级稀释配制成0.5ug/mL的汞标准溶液。 2.3.3硫脲—抗坏血酸混合溶液的配制： 称取5g硫脲、5g抗坏血酸溶于100mL水中。 2.3.4盐酸—硫脲—抗坏血酸混合溶液的配制： 称取1g硫脲、1g抗坏血酸溶于水,加入5mL HCI,用水定容至100mL容量瓶中（空白）。 2.3.5硼氢化钾溶液的配制： 称取1g KOH溶于200mL蒸馏水中，溶解后加入4.0gKBH4继续溶解（用于砷的测定） 称取1g KOH溶于200mL蒸馏水中，溶解后加入2.0gKBH4继续溶解（用于汞的测定） 2.3.6样品前处理 称取样品0.100g(液体样品取样5～10mL)，转移至25mL比色管中，加入1:1王水12mL，沸水浴上加热1小时（间隔15分钟摇动一次）。取下冷却后，用蒸馏水定容到100mL容量瓶中，待溶液澄清后以备Hg、As测定。 2.3.7砷的测试 移取处理好的样品溶液2.0mL至100mL容量瓶，加入5mL盐酸，20mL混合溶液（2.3.3），用水稀释至刻度，摇匀,按仪器的分析条件，测定样品的荧光强度。用盐酸-硫脲-抗坏血酸混合溶液（2.3.4）作空白。 工作曲线的绘制:分别移取0、2.0、4.0、8.0、16.0、32.0mL砷标准溶液（2.3.5）于一组100mL容量瓶中,用混合溶液（2.3.4）稀释至刻度,混匀,与试样溶液同批测定。以砷的质量浓度为横坐标,相应的荧光强度为纵坐标,绘制工作曲线。 表2 浓度ug/mL 0.01 0.02 0.04 0.08 0.16 荧光强度 78 165 330 620 1270 2.3.8汞的测试 移取处理好的样品溶液2mL至100mL容量瓶中，加入2mL硝酸，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。按仪器分析条件测定样品荧光强度。用2%的硝酸溶液做空白。 工作曲线的绘制:分别移取0、2.0、4.0、8.0、12.0、16.0mL汞标准溶液（2.3.6）于一组100mL容量瓶中,用2%的硝酸稀释至刻度,混匀,与试样溶液同批测定。以汞的质量浓度为横坐标,相应的荧光强度为纵坐标,绘制工作曲线。 ​图表4 52 301 548 1038 1537 2011 砷 0 21 0.01 98 0.02 184 0.04 342 0.08 644 0.16 1290 汞 0 52 0.001 301 0.002 548 0.004 1038 0.006 1537 0.008 2011 Sheet3 ​ 表3 浓度ug/mL 0.001 0.002 0.004 0．006 0.008 荧光强度 260 520 1100 1530 2000 3、结果与讨论 3.1 生产工艺流程中的检测 3.1.1金精粉中汞、砷的测定： 金精粉中汞、砷元素由于含量较高，干扰元素较多，本文采用减少称样量，王水分解试样，硫脲—抗坏血酸混合溶液掩蔽干扰离子，选择仪器低灵敏区的条件测定汞、砷荧光强度，取得了比较理想的效果，现已应用于生产流程监测。 3.1.2处理液中汞、砷的测定： 处理液中由于成分较为复杂，在实际应用中首先将溶液放置澄清，可适当加少许明胶溶液加快沉淀，或者对处理液进行过滤。由于各种处理液的介质不同，应将溶液调至中性，然后按汞、砷的标准条件对样品进行处理，应用效果更佳。 3.2共存离子的干扰及消除： 本方法采用氢化物分离原子荧光法，并采用硫脲—抗坏血酸混合掩蔽剂对常见元素未见干扰，数据见下表。 加入干扰元素的含量： Fe(500 µg/mL)、Cu(500 µg/mL)、Ni(500 µg/mL)、Ca(500 µg/mL)、Mg(500 µg/mL)、Cd(500 µg/mL) 表4 标准 加干扰测定值 不加干扰测定值 Hg0.0ug/mL 32 31 Hg0.001ug/mL 280 283 As0.0ug/mL 16 16 As0.01ug/mL 320 319 3.3样品加标准回收及分析结果的对比 3.3.1样品加标准回收 3.3.1.1处理液中加标准汞回收 取一份处理液A及处理液B按2.3.8测定其汞的含量，另取一份处理液A及处理液B加入相应的汞标准测定其汞的含量，回收率见表5。 汞样品加标准回收： 表5 样品 测定值(ug/100mL) 标准加入量(ug/100mL) 测定值(ug/100mL) 回收率（%） 处理液A 7.16 10.00 17.00 97.76 处理液B 16.59 15.00 32.00 102 3.3.1.2处理液中加标准砷回收 取一份处理液A及处理液B按2.3.7测定其砷的含量，另取一份处理液A及处理液B加入相应的砷标准测定其砷的含量，回收率见表6。 砷样品加标准回收： 表6 样品 测定值(ug/100mL) 标准加入量(ug/100mL) 测定值(ug/100mL) 回收率（%） 处理液A 9.87 10.00 20.02 101 处理液B 24.65 15.00 39.35 98.78 3.3.2分析结果的对比 3.3.2.1金精粉中砷的结果对比 表7 标准样品 本方法测定值ω(As)/10-2 氢化物发生化学法ω(As)/10-2 推荐值ω(As)/10-2 精粉1 1.02 0.96 精粉2 2.15 2.23 GBW07101 0.83 0.78 0.82 GBW07102 0.42 0.38 0.43 3.3.2.2金精粉中汞的结果对比 表8 标准样品 本方法测定值ω(Hg)/10-6 氢化物发生化学法ω(Hg)/10-6 推荐值ω(Hg)/10-6 精粉1 5.28 5.07 精粉2 8.63 8.81 GBW07101 461.2 447.6 460.0 GBW07107 9.98 10.61 10.00 4、结论 金选焙烧工艺生产中金精粉及处理液砷、汞测定的结果准确与否直接影响到整个工艺的顺利进行。通过一年多的生产实践证明，应用SK—2002型原子荧光分析仪测试各工序当中汞和砷的方法完全能满足整个工艺的要求，能够及时、快速地指导生产。 5、参考文献： 《有色金属分析规程》1992.6，中国有色金属总公司地质局编 郭小伟、杨密云、张锦茂等，光谱学与光谱分析，3,124（1983） 谷晓霞、郎存棵、夏爱利，黄金杂志，9,45（2002） 郭小伟、杨密云、吴堂，1980年全国岩矿分析经验会议论文集，第216页，第220页，地质出版社，1982年 郭小伟，郭旭明，分析试验室，1993；12（4）92—110 作者简介：李平（1966-），男，高级工程师，从事分析化学工作多年，西北有色711总队岩矿测试中心 PAGE 2