有色金属科学与工程  2018, Vol. 9 Issue (6): 89-93
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王景凤, 张瑾, 董哲飞. 青海某高硅复杂金矿石中金银含量测定方法研究[J]. 有色金属科学与工程, 2018, 9(6): 89-93. DOI: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2018.06.014.
WANG Jingfeng, ZHANG Jin, DONG Zhefei. Determination method of gold and silver content in a high silicon complex gold ore in Qinghai[J]. Nonferrous Metals Science and Engineering, 2018, 9(6): 89-93.DOI: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2018.06.014.
青海某高硅复杂金矿石中金银含量测定方法研究[PDF全文]
王景凤1,2,3 , 张瑾1,2,3 , 董哲飞4     
1. 西部矿业集团科技发展有限公司，西宁 810006;
2. 青海西部矿业工程技术研究有限公司，西宁 810006;
3. 青海省高原矿物加工工程与综合利用重点实验室，西宁 810006;
4. 金诃藏药药业股份有限公司，西宁 810000
基金项目：青海省企业研究转化与产业化专项资助（2016-GX-C9）
通信作者：王景凤（1980-），女，工程师，主要从事有色金属行业分析方法的研究，E-mail:jingfeng3735@163.com
收稿日期：2018-07-03
摘要：金矿石中金银的测定目前没有标准方法，一般借鉴金精矿中金的经典测定方法GB/T 7739.1-2007，在用该方法测定含有较高二氧化硅的金矿石样品时，在火法熔融过程中熔液容易溢出坩埚，导致试验失败；同时由于样品中含有较微量的银，形成的金银合粒中，银量和金量的比例相差甚大，给分金环节带来极大困难，金银合粒甚至无法有效分离.基于此，响应国家节能、减排、降耗的号召，根据该类样品的性质，通过试验进行了研究，通过不断改变固体熔剂的用量，优化并建立一次造渣铅扣适宜的试验条件，同时通过补加纯银，弥补样品中银量与金量的比例缺陷.在优化的工作条件下经过验证，分析结果准确、快速，减少了反复造渣引起的环境污染，减小了劳动强度和难度，检测成本大幅降低，现已用于大批高硅复杂金矿石中金银含量的测定，并取得了很好的效果.该方法适用于金矿石中含金量为100~600 g/t与含银量为30~100 g/t的测定.
关键词：金矿石    金    银    测定方法    
Determination method of gold and silver content in a high silicon complex gold ore in Qinghai
WANG Jingfeng1,2,3 , ZHANG Jin1,2,3 , DONG Zhefei4     
1. Technology Development of Western Mining Group Co., Ltd., Xining 810006, China;
2. The Engineering and Technology Research of Qinghai Western Mining Co., Ltd., Xining 810006, China;
3. Qinghai Key Laboratory Plateau Comprehensive Utilization and Mineral Processing Engineering, Xining 810006, China;
4. Arura, Tibetan Medicine Co., Ltd., Xining 810000, China
Abstract: There is no standard method for the determination of gold and silver in gold ore. Generally, it is based on the classical determination method of gold in gold concentrate, GB/T 7739.1-2007. When this method is used to determine gold ore samples containing higher silica, it is melted in fire. During the process, the melt easily overflows and causes the test to fail. At the same time, because the sample contains a small amount of silver, the ratio of the amount of silver to the amount of gold in the formed gold-silver granules is very different, which brings great difficulty to the gold-splitting process. It is not even effective to separate. Based on this, in response to the national call for energy conservation, emission reduction and consumption reduction, according to the nature of the samples, the research was carried out through experiments, and the suitable test conditions for the slag lead buckle were optimized and established by continuously changing the amount of solid flux. By adding sterling silver, it compensates for the proportion of silver and gold in the sample. It has been verified under optimized working conditions, the analysis results are accurate and fast, the environmental pollution caused by repeated slag reduction is reduced, the labor intensity and difficulty are reduced, the detection cost is greatly reduced, and it has been used in a large number of high-silicon complex gold ore gold. The silver content was measured and achieved good results. The method is applicable to the determination of gold content in gold ore: 100~600 g/t, and silver amount: 30~100 g/t.
Key words: gold ore    gold    silver    determination method    research    

金在自然界当中属于稀有金属，很多的金矿在开采之后常常与其他的稀有金属元素混合在一起[1].随着易处理金精矿资源的枯竭，大量复杂难处理金精矿资源的综合利用具有越来越重要的意义.近年来的地质勘探工作表明，新发现的大中型金矿床大部分是复杂难处理金矿床，尤其是甘肃、青海、新疆和内蒙西部以及桂、滇、黔等地区发现或探明的金矿床主要是复杂高硅、高砷、高碳、微细浸染型金矿[2].目前，世界上1/3左右的黄金产量来源于难处理金矿石[3-5].而这些复杂难处理金矿开采出来以后如何进行分析检测，将成为一个比较棘手的问题.

金的分析测试技术经过几十年的发展，已扩展出分光光度法[6]、滴定法[7]、电化学分析法[8]、电感耦合等离子体质谱法[9-11]、原子吸收光谱法[12-14]、电感耦合等离子体原子发射光谱法[15-16]、火试金法[17-19]、碘量法[20]等诸多方法.相较于其他方法，火试金法具有取样代表性好、适应性广、富集效率高、分析结果可靠且准确度高[21]等优点，已广泛应用于铅精矿、铜精矿、铅阳极泥、粗铜、粗铅及冶炼中间产品中贵金属的分析检测.受到待测物料多样性的影响，火试金法针对性强，基于金矿石样品的物理化学性质，研究并确定了该类金矿石样品的较优试验条件，从而解决了实际工作中遇到的难题，在有色金属行业有很好的应用价值和推广意义.

金在自然界的存在状态一般分为4种：以单体形式存在的金称为自然金；以微细粒状态存在并包裹在样品中的金称为包裹金；金与矿石共生而存在于矿石的单个晶体之间称为晶间金；金存在于矿石的裂隙之间称为裂隙金.青海某高硅复杂金矿和硫形成伴生矿，金矿石样品以白色，粉色，灰色样品为主，粒度均匀，肉眼能明显看到自然金存在.该类样品在湿法分析过程中，易黏附在三角瓶底、易结块；由于样品含硅量高，溶解过程需要加入氟化物处理，氟化物对玻璃器皿有很强的腐蚀作用；在浓缩体积保持酸度的过程中，样品容易溢出瓶口造成损失.为了避免湿法分析该类样品的各种缺陷，选择火试金法进行富集，在火试金法分析过程中，样品在熔融过程中容易从坩埚中溢出，由于样品中二氧化硅含量在20 %~60 %，如果硅酸度控制不好，形成的熔渣流动性不好，在倾倒熔渣的过程中，如果黏度大，熔液易黏在坩埚壁上倒不干净，造成试验失败.基于此，进行试验研究，确定了较优试验条件，该方法用于金矿石实际样品分析，测定结果与外检值相比基本一致.

1 实验 1.1 主要仪器

电子天平（感量0.01 g）；电子天平（感量0.001 mg）；马弗炉（最高加热温度1 350 ℃）.

1.2 主要试剂

无水碳酸钠（化学纯）；二氧化硅（化学纯）；硼砂（化学纯）；可溶性淀粉（分析纯）；氧化铅（工业纯）；纯银（≥99.99 %）；定性滤纸；耐火黏土坩埚；镁砂灰皿；冰乙酸（分析纯）；硝酸（分析纯）.

1.3 实验方法

称取碳酸钠40.0 g，二氧化硅10.0 g，硼砂15.0 g，可溶性淀粉6.0 g，氧化铅100.0 g，金矿石样品10.00 g，于同一黏土坩埚中搅拌均匀，放入920 ℃的马弗炉中，设置加热电流使其45 min左右升温到1 100 ℃，恒温10 min，取出倾入铸铁模中，待冷却后分离熔渣和铅扣.

于感量为0.001 mg的电子天平上准确称取25 mg银丝，将银丝和铅扣一起包裹于定性滤纸中，放入已在920 ℃预热30 min的镁砂灰皿中，待铅扣熔化，降低温度到900 ℃至灰吹完毕，取出灰皿冷却后将合粒移入瓷坩埚中.

在盛有合粒的瓷坩埚中加入15 mL冰乙酸（1+3）微沸将金银合粒洗涤干净，电热板上低温烘干、冷却，金银合粒在感量为0.001 mg的电子天平上称重得m1，将合粒用小锤锤扁，放入200 mL烧杯中，先用热硝酸（1+7），再用热硝酸（1+1）进行分金，金粒用水洗净后，电热板上烘干，于550 ℃的马弗炉中淬火10 min，取出、冷却.金粒在感量为0.001 mg的电子天平上称重得m2.

1.4 结果计算

按照下述公式对实验结果进行计算.

(1)
(2)

式（1）、式（2）中: m为试样质量，g；m0为加入纯银的质量，mg；m1为金银合粒质量，mg；m2为金粒质量，mg；

2 结果与讨论 2.1 试样质量的选择

为了明确样品中杂质元素含量，对样品进行成分分析，采用火焰原子吸收光谱法测定样品中Pb、Zn、Fe，燃烧中和滴定法测定样品中S，火试金重量法测定样品中Au、Ag，电感耦合等离子体原子发射光谱法测定样品中Cu、As、CaO、MgO、AL2O3，重量法测定样品中SiO2，样品分析结果见表 1.

表 1 样品分析结果 Table 1 Determination results of samples
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依据样品成分分析结果可知，该金矿石样品中二氧化硅含量过高而银含量太低，是影响火试金分析的主要因素，而二氧化硅的处理在火试金过程中直接影响到硅酸度，如果试样太少，代表性不够；试样太多，因为样品中二氧化硅含量高，硅酸度不容易控制，综合上述并根据该类样品的性质，选择试样质量为10.00 g进行试验.

2.2 试剂用量的选择

按1.3分别称取一定质量的试剂和10.00 g样品一起于坩埚中，搅拌均匀，参照GB/T 7739.1-2007[22]方法选择熔融温度1 100 ℃、熔融恒温时间10 min进行试验，结果见表 2，根据熔渣的流动性、铅扣的外观和质量确定适宜于该样品性质的较优试剂用量.

表 2 试验结果 Table 2 Determination results
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表 2实验结果表明，当加入无水碳酸钠40.0 g，二氧化硅10.0 g，硼砂15.0 g，可溶性淀粉6.0 g，氧化铅100.0 g，样品10.00 g时，熔渣流动性好，易碎、易分离，铅扣光亮、无黏连，质量适宜，铅扣外观和质量见图 1.

图 1 铅扣外观与质量 Fig. 1 Appearance and quality of lead clasp

2.3 补加银量的选择

由于样品中含有高金微量银，样品中银量和金量的比例远远小于4:1，形成的金银合粒外观显示有淡淡的金黄色，用（1+7）硝酸进行分金，低温2 h合粒不变色不反应；用（1+5）硝酸进行分金，低温2 h合粒不变色不反应；用（1+3）硝酸进行分金，低温2 h合粒不变色不反应；用（1+1）硝酸进行分金，低温2 h合粒不变色不反应，给分金环节带来极大困难，在银含量极其低的情况下，金银合粒无法完全有效分离.

试验选择在灰吹之前添加一定量的纯银，弥补样品中金银含量的比例缺陷.依据青海西宁处于高海拔地区的地理特征，综合上述现象选择在920 ℃将铅扣熔解，然后在900 ℃进行灰吹.试验结果见表 3.

表 3 试验结果 Table 3 Determination results
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得到的金银合粒洗干净后，分别在加入热硝酸（1+7）后2 h记录试验现象，如果合粒没有变黑，金银没有完全分离，说明加入的纯银少了，需要继续补加，试验结果表明当银含量达到600 g/t，纯银的加入量为25 mg，试验现象满足要求，金银在1 h内能够完全有效分离，解决了金银不能完全有效分离这一难题，提高了工作效率.

2.4 纯银加入方式的选择

纯银的加入对分析结果的准确度和分析操作时间均有重要的影响，由于样品含有较高的二氧化硅，在火法熔融过程中熔液溢出坩埚，容易造成试验失败.如果在配料环节加入纯银，一方面如果造渣失败造成纯银浪费，另一方面会因为温度、时间及回收率的不同造成银的损失，从而影响银的测定结果；综上，选择在得到质量适宜的铅扣以后的灰吹环节加入纯银，选择在900 ℃进行灰吹，银在灰吹过程中没有损失，完全包裹在合粒当中，分析结果稳定，保证了银含量测定结果的准确度.

3 样品分析

分别选取5个金矿石样品（编号为：JKSKY-01~05），按照实验方法进行分析，并将分析结果与外检结果进行比对，结果见表 4.

表 4 样品比对结果 Table 4 The comparison results of samples
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由表 4可知，将本方法试验结果与控制样品的参考结果进行对比，本方法的准确度满足标准方法的要求.该方法可以用于分析金矿石中金量和银量的测定.测定范围为：金量为100~600 g/t；银量为30~100 g/t.

4 验证实验 4.1 方法可靠性验证

为了验证方法的可靠性，采用本方法和GB/T 7739.1-2007分析方法同时对实际金矿石样品（编号：JKSKY-01）中金银进行分析.先用G值检验单次结果的离群值，然后用F值检验方法的精密度有无显著性差异.

在优化的实验条件下，对实验室控制样品中金银进行分析，同时依据GB/T 7739.1-2007进行比对试验，结果见表 5.

表 5 实验结果 Table 5 The results of test
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在置信度为95 %的条件下，n=10时，由G值检验法确定分析结果均无离群值.经查表F临界值（金）=3.18，F实测值（金）为1.00，F实测值（金） < F临界值（金），F临界值（银）=3.18，F实测值（银）为1.23，F实测值（银） < F临界值（银），2种方法无显著性差异，2种方法的精密度相当.

4.2 回收率实验

为了验证方法的回收率，试验在控制样品中分别加入一定量的纯金和纯银，按照试验方法进行分析，结果见表 6.

表 6 加标回收试验结果 Table 6 The results of recovery tests
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根据表 6中加标回收试验结果可知，金的回收率在99.14 %~100.00 %之间，银的回收率在99.49 %~100.28 %之间，满足金矿石中金量和银量的分析要求.

5 结论

1）所研究方法的配料为：碳酸钠40.0 g、二氧化硅10.0 g、硼砂15.0 g、可溶性淀粉6.0 g、氧化铅100.0 g、金矿石样品10.00 g.

2）所研究方法的较优试验条件为：将坩埚于920 ℃放入马弗炉中，设置加热电流使其45 min左右升温到1 100 ℃，恒温10 min，取出倾入铸铁模中，待冷却后分离熔渣和铅扣.在质量适宜的铅扣中包裹一定质量的纯银，于920 ℃进行熔解，于900 ℃进行灰吹.

3）所研究的分析方法，适用于金矿石中金量和银量的测定.测定范围：金量：100~600 g/t；银量：30~100 g/t.

4）所研究的分析方法能够有效富集高硅复杂金矿石中金和银，较好地分离其他干扰元素，达到了节能、减排、降耗、省时的效果，分析结果的准确度和精密度符合所借鉴的标准方法的要求，在高硅复杂金矿石领域有很好的应用前景，值得在同行业内推广.

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