物相分析(free)

llccqq

物相是物质中具有特定的物理化学性质的相。同一元素在一种物质中可以一种或多种化合物状态存在；所以，特定物质的物相都是以元素的赋存状态及某种物相（化合物）相对含量的特征而存在的。例如，铜矿石中有辉铜矿（Cu2S）和赤铜矿（Cu2O），它们分别以铜的硫化物和氧化物的状态存在，两种矿物中的含铜量不同，分别为79.85%和88.80%。还有铁，如果测出FE3O4含量高的话，那么矿石的可选性就高。在选矿过程中硫化物属于易选，因此要做物相，做完物相以后就可以大致判断出选矿后的精矿品位及回收率。

金属矿物物相分析
物相分析主要基于矿石中的各种矿物在各种溶剂中的溶解度和溶解速度不同，采用不同浓度的各种溶剂在不同条件下处理所分析的矿样，使矿石中各种矿物进行分离，从而可测出试样中某种元素呈何种矿物存在和含量多少。
光谱分析和化学分析只能查明矿石中所含元素的种类和含量，还不能指出各种元素是呈何种化合物存在，只有通过物相分析和岩矿鉴定等工作，才能知道矿石中某元素呈什么矿物存在。
据已有的资料介绍，对如下元素可以进行物相分析：
铜、铅、锌、锰、铁、钨、锡、锑、钴、铋、镍、钛、铝、砷、汞、硅、硫、磷、钼、锗、铟、铍、铀、镉等。
各种元素需要分析哪几个相，可以查找有关资料，在此不赘述。
同依靠显微镜分析作为主要方法的岩矿鉴定比较，物相分析操作较快，定量准确，但不能将所有矿物一一区分，更重要的是无法测定这些矿物在矿石中的空间分布和嵌布、嵌镶关系，因而在矿石物质组成研究工作中只是一个辅助的方法，不可能代替岩矿鉴定。
对选矿工作人员来说，并不需要掌握物相分析这门技术，主要是要了解物相分析可以做哪些元素？每一种元素需要分析哪几个相？即每一种元素呈哪几种矿物存在？各种矿物的可选性如何？例如某钨矿石，光谱分析只知钨元素的大致含量，化学分析可知钨氧化物的含量，但钨的氧化物究竟是呈白钨矿还是黑钨矿，或者二者皆有，这就必须通过物相分析和岩矿鉴定等综合分析确定：如为白钨矿，可根据其嵌布粒度采用重选或浮选方法；如为黑钨矿目前一般仅采用重选方法；如二者皆有，可用重－浮联合方法处理。有了这些基本概念以后，才能对物相分析提出合理的要求，才能正确分析和运用物相分析资料拟定方案。如果目前不能做的就不要送物相分析样。
由于矿石性质复杂，有的元素物相分析方法还不够成熟或处在继续研究和发展中，因此必须综合分析物相分析、岩矿鉴定或其它分析方法所得资料，才能得出正确的结论。


金的物相分析
金在地壳中的平均含量为4×10－9，金的工业矿物主要有自然金属和金属互化物，如银金矿(AgAu)、金银矿（AuAg)等。在自然界金常与黄铁矿、毒砂、黝铜矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉锑矿等共生。由于金矿床中的金98%以上通常呈元素金状态存在，因此，金的物相分析不是查明金本身的相态，而是要查明金呈裸露，半裸璐状态以及在各种载体矿物中呈包裹体状态的量。


本节对金的物相分析提供了三个分析流程。第一个分析流程适用于化探样品中金的物相分析，可测定裸露和半裸露自然金、碳酸盐矿物包裹金、铅锌铜硫化物包裹金、褐铁矿包裹金、黄铁矿包裹金和石英、硅酸盐包裹金等六相。方法也可用于低品位金的矿石，分析流程见图1.7。第二个分析流程适用于金含量较高的矿石，可测定单体自然金、连生体金、硫化物包裹金和硅酸盐石英包裹金四相。分析流程见图1.7。第三个分析流程是测定可氰化金，它主要为确定含金矿石能被氰化法提取金的程度。

  

一、化探样品中金的物相分析


方法提要


应用I2－NH4I溶液浸取裸露与半裸露自然金，残渣用稀HC104先溶出碳酸盐，其包裹的自然金再用I2－NH4I溶液溶解分离。测定碳酸盐包裹金残渣用溴－甲醇浸取铅锌铜硫化矿物包裹金，残渣继用含有SnC12的HCl（1＋1）溶去褐铁矿后，用I2－NH4I溶液浸取被其包裹的自然金，残渣经灰化，在480－500℃灼烧1h后，再用I2－NH4I溶液浸取黄铁矿包裹金，最后残渣为石英和硅酸盐包裹金。分相后各相浸取液视含量不同用FAAS法或石墨炉原子吸收（GFAAS)法测定。当Au总量为10×10－9时，即可进行分相测定，每相的测定限为10－9。本法适用于一般金矿石和化探试样中Au的斌存状态查定。分析流程见图1.8。

试剂配制


浸取剂 Au Ⅰ  50g/L I2－100g/L NH4I溶液。

浸取剂 Au Ⅱ  HC104（1＋99）。

浸取剂 Au Ⅲ  溴－甲醇（5＋95）。

浸取剂 Au Ⅳ  10g/L SnCl2·2H2O的HCl（1＋1）溶液。


分析步骤


（1）裸露和半裸露自然金的测定。称取10g粒径小于0.075mm的试样于250mL锥形瓶中。加入50mL浸取剂Au I，室温振荡1h，抽滤，用水洗残渣2～3次（残渣连同滤纸转入原锥形瓶中）。滤液转入300mL烧杯中，先蒸发除去大部分I2，然后加HN03将I2赶尽，并蒸发至干。加入20mL王水（1＋1），煮沸片刻，转入200mL锥形瓶中，并用水稀释至约90mL。投入一块泡塑（约0.1g)，室温振荡30min富集分离Au，视含量不同用FAAS法或GFAAS法测定Au。


（2）碳酸盐包裹金的测定。向残渣中加入150mL浸取剂Au Ⅱ，置沸水浴上加热1h，需要时滴加稀HC104，保持溶液pH＝1～2。冷后抽滤，用水洗锥形瓶和残渣2～3次，滤液保留。向残渣中加50mL浸取剂Au I，室温振荡1h，抽滤，将两次滤液合并，按（1）测定Au。


（3）铅锌铜硫化矿物包裹金的测定。向残渣中加入50mL浸取剂Au Ⅲ。室温振荡1h。抽滤，用水洗至滤液无黄色，向滤液中加入5mL HN03，在低温电炉上蒸发，除Br2至干，加入20mL王水（1＋1），按（1）测定Au。


（4）褐铁矿包裹金的测定。向上节残渣中加入70mL浸取剂Au Ⅳ（不断滴加SnCl2溶液，保持溶液无黄色），室温振荡1h。抽滤，用HC1（1＋99）洗2～3次，滤液弃去。向残渣中加入60mL浸取剂Au I，室温振荡1h，以下同（1）测定Au。


（5）黄铁矿包裹金的测定。残渣在50mL瓷坩埚中灰化，在480～500℃马弗炉中灼烧lh。冷后转入200mL锥形瓶中，加入50mL浸取剂Au I，室温振荡1h，以下同（1）测定Au。


（6）石英、硅酸盐包裹金的测定。最后的残渣收入50mL瓷坩埚中灰化，在650℃灼烧20～30min。冷后将残渣转入聚四氟乙烯烧杯中，加入10mL HF、10mL HNO3，加热微沸1～2h后蒸发至干。再加入10mL HF、 10mL HNO3，加热并放置过夜，次日蒸发至干。加入30mL王水（1＋1），加热微沸30min，至体积20mL左右，取下，冷后用水转入200mL锥形瓶中，稀释至90mL，以下同（1）测定Au。


注意事项


做化探样品中Au物相分析时，可用10g/L I2－20g/L NH4I溶液代替浸取剂Au I。加入泡塑量可为0.1 g左右。

方法提要


本法采用两份称样，第一份称样用混汞法使金和汞生成金汞齐，分离出单位自然金，再用I2－KI选择溶解连生体金成AuI4－。第二份称样经480℃低温焙烧，这时硫化物中包裹的金亦能脱落，再用I2－KI溶液浸取，所得为单体自然金、连生体金和硫化物中金之和。合量减去第一份称样中单体自然金和连生体金的量则为硫化物中金的含量。残渣以王水及HF分解，获得硅酸盐中包裹的金。分析流程见图1.8。


试剂配制


I2－KI溶液
称取7gI2溶于50mL水中，加14g KI，搅匀溶解后，用水稀释至100mL。


分析步骤


（1）单体自然金的测定。称取10～20g粒径小于0.075 mm的试样（第一份称样）于聚碳酸酯瓶中（或带塞瓶中），加50～100mL水、5g Hg， 20～30片小瓷片，拧紧盖子，室温振荡3h。取下，用玻棒再搅拌几分钟，使Hg滴凝聚成大珠状，将试样过滤，使Hg珠留在原瓶中，用水反复冲洗，以洗去Hg珠上玷污的试样。将Hg珠（金汞齐）移至另一烧杯中。加2mL H2S04，加热至冒烟，以水溶解析出的HgSO4，加少许纸浆及1～2g活性炭，搅拌几分钟后过滤，将沉淀和滤纸灰化，残渣用王水溶解，以FAAS法测定Au，此为单体自然金的含量。


（2）连生体金的测定。将上述过滤的试样和滤纸放回原聚碳酸酯瓶中。加50mL 70g/LI2－140g/L KI溶液，室温振荡lh。过滤，用热水洗涤试样至无12液，残渣弃去，滤液中加入10mL HN03，加热浓缩至干（使碘全部逸出），用王水溶解，测定Au，此量为连生体金含量。


（3）硫化物包裹金的测定。称取10～20g粒径小于0.075 mm的试样（第二份称样）于瓷舟中，放入马弗炉，从低温升至480℃焙烧1h。取出，将试样移入带塞瓶中，加入50mL 70g/L I2－140g/L KI溶液，室温振荡1h。过滤，用热水洗涤试样至无I2液。残渣留作下一相测定用。向滤液中加10mL HN03，加热浓缩至近干，用王水溶解，用FAAS法测定，此量为自然金、连生体金和硫化物中金三者的合量。该合量减去第一份称样所测单体自然金和连生体金的含量则为硫化物中金的含量。


（4）硅酸盐石英包裹金的测定。上述残渣和滤纸放入瓷坩埚中，置烘箱内烘干，在马弗炉中从低温升至500℃灰化。灼渣转入聚四氟乙烯烧杯中，用王水、HF溶解，制备成适当介质用FAAS法测定，此量为石英、硅酸盐中金的含量。


注意事项


若试样中含有大量碳酸盐矿物时，则应按前述用HC104（1＋99）溶去碳酸盐后，再用I2－KI溶液浸取碳酸盐包裹金，过滤后的残渣再测定硅酸盐中的金。


三、可氰化金的测定

氰化法浸取提金，由于其工艺成熟，过程简单，适应性强，迄今仍是黄金生产的重要方法。氰化提金必须是矿石中金呈裸露或半裸露状态存在者。而裸露状态金占总金的百分率与样品的粒度有密切关系。因此，可氰化金含量的测定必须明确试样的粒度。如果矿石中存在能与氰根（CN－）形成络阴离子的元素如Cu2＋、Zn2＋、Ag＋、Ni2＋等，将消耗相应量的CN－，从而使加入的CN－离子浓度降低甚至耗尽，这将大大降低对金的浸取能力。因此，针对不同的金矿石类型样品，应采用相应浓度的氰化物溶液浸取。


方法提要


一定粒径的试样在pH＝10～10.5时用NaCN溶液浸取，直接用原子吸收分光光度法（AAS）测定进入溶液的金含量。


试剂配制


NaCN溶液  0.5g NaCN溶于1L水中。

熟石灰。


分析步骤


称取30g特定粒度（标明粒径及其占有率）试样于300mL烧杯中，准确加入100mL0.5g/L NaCN，加入熟石灰至pH＝10～10.5，在电磁搅拌器上搅拌10h。取下，干过滤，分取部分溶液，调节酸度后用AAS法测定滤液中金含量。


注意事项


（1）对不同类型的金矿石，NaCN溶液的浓度可降低或提高。


（2）发报告结果时应注明可氰化金的浸取条件，主要是试样粒度、NaCN浓度、搅拌浸取时间和固液比。


（3）通常应测定总金含量，并计算出浸出率。


四、碘化物法测定可氰化金

碘化物法测定可氰化金，分析步骤如下：称取试样30g，置于300mL锥形瓶中，加入100mL I2-NH4，溶液（100mL溶液中溶解有2g I2和4g NH4I)加塞，在康氏振荡器上振荡3h，用原子吸收分光光度法测定进入溶液的金。对14件样品作了氰化法和碘化法测定可氰化金的对比试验，结果列于表1.1。


表1.1  氰化法和碘化法提取金对比表

顺序号
矿床
编号
总金/10－6
可氰化金占总金的比例/%

CN－法
I2－I－法

1
甘肃东峪
硫化矿
6.80
＜20
15.0

2
XBAu-1
标样
8.58
82.9
81.6

3
陕西八卦庙
D2－1
29.75
95.1
94.8

4
陕西八卦庙
D2－2
32.55
88.2
88.2

5
陕西八卦庙
D2－4
20.78
88.1
85.2

6
陕西八卦庙
D2－6
17.46
88.8
85.3

7
陕西八卦庙
D2－7
42.15
93.5
96.6

8
陕西八卦庙
D2－8
11.11
87.3
82.8

9
陕西八卦庙
D1－5
15.62
87.7
85.1

10
陕西八卦庙
21835
12.53
57.5
57.5

11
陕西八卦庙
21836
9.60
58.3
51.0

12
陕西八卦庙
21839
11.59
77.6
75.1

13
陕西八卦庙
21846
3.31
69.5
54.4

14
陕西八卦庙
21850
3.98
50.3
47.7


从表1.1结果可见，按可氰化金占总金的百分率计，对八卦庙金矿床，有基本一致的结果，说明完全可采用无毒且快速的碘化物法，测定金矿样中的可氰化金。