Комбинированный пробирно-атомно-абсорбционный метод определения низких содержаний золота
Для точного определения низких содержаний золота в породах предлагаются схемы пробирного анализа с увеличением в 2-3 раза массы навески, а также комбинированная пробирно-атомно-абсорбционная методика с чувствительным определением золота из свинцового королька.
Месторождения песчано-гравийных смесей (ПГС) в настоящее время вызывают интерес как источник попутного извлечения золота. Содержание последнего в них в среднем составляет первые десятки миллиграмм на кубометр. Для определения низких содержаний золота в ПГС и продуктах их переработки необходимы достоверные методики анализа.
Основными требованиями к методикам определения содержания золота в продуктах переработки ПГС, которые характеризуются как бедное сырье с тонким золотом, являются высокая чувствительность и представительная навеска анализируемого материала. Требование высокой чувствительности вызвано невысоким содержанием золота, а необходимость использования больших навесок тем, что золото в этих породах в основном свободное крупностью до 0, 1 мм.
Наиболее часто для анализа золотосодержащих руд применяется пробирный метод, классический вариант которого предусматривает использование навески анализируемого материала до 50 г и гравиметрическое (весовое) определение выделенного золота. Точность пробирного метода зависит от чувствительности весов. Цена деления лучших специальных электронных весов 0, 1 мкг. Это обеспечивает возможную чувствительность пробирного анализа 0, 02 г/т,
Метод атомной абсорбции, широко используемый для определения золота, обладает весьма высокой чувствительностью. Так, электротермическая атомизация позволяет определять золото при его концентрации в растворе до 0, 01 мкг/мл. Применяя экстракционное концентрирование, можно перевести содержащееся в пробе золото в объем 1-2 мл, т.е. абсолютная чувствительность метода составит 0, 02 мкг. Особенность метода атомной абсорбции необходимость химического разложения проб, а оно при больших навесках связано с некоторыми трудностями. Поэтому обычно анализируются навески массой 2-5 г и чувствительность при этом достигает 0, 004 г/т. Однако эти навески анализируемого материала нельзя считать представительными для данного вида материалов.
Совмещение пробирного концентрирования золота с атомно-абсорбционным определением его в концентрате позволяет объединить достоинства обоих методов анализа.
В целях повышения чувствительности определения золота в бедных породах и продуктах обогащения методом классического пробирного анализа проведена работа по увеличению навесок анализируемого материала. Для этого рассмотрены несколько вариантов схем анализа с объединением коллекторов и концентраторов золота на разных стадиях: свинцовых веркблеев при купелировании, золото-серебряных корольков в процессе разваривания и золотых корточек при взвешивании на микро-аналитических весах Во всех случаях суммарная анализируемая навеска была увеличена до 100 г. Кроме того, был разработан специальный вариант плавки 100-граммовых навесок материала с промывкой шлака и изменением состава реагентной шихты Для отработки данных схем анализа была подготовлена усредненная проба хвостов обогащения песков Вяземского ГОКа.
Основным продуктом, который получают привосстановительной плавке, является коллектор благородных металлов -свинцовый веркблей. Масса его составляет 30-35 г. Процесс окислительной плавки купелирование -осуществляется в пористых сосудах магнезитовых капелях Емкость капелей по массе оксидов цветных металлов 50-70 г. Поэтому в одних и тех же капелях можно дважды провести купелирование, чтобы объединить веркблей от двух навесок одной пробы Методически это выполняется следующим образом: на разогретую капель кладут веркблей от первой плавки и, когда его масса сократится в два раза, загружают веркблей от второй плавки. Купелируют до конца с получением объединенного королька благородных металлов. Далее корольки подвергают развариванию, т.е. растворению серебра в азотной кислоте (1: 3). Полученную золотую корточку промывают, сушат, прокаливают и взвешивают на пробирных весах. Объединение веркблеев позволяет вдвое увеличить анализируемую навеску.
Чтобы увеличить навеску до 100 г, испытывали также схему анализа с раздельной тигельной плавкой двух навесок по 50 г до получения серебряного королька. В процессе разваривания корольки двухнавесок объединяют в весомую золотую корточку и взвешивают на пробирных весах.
Глинисто-кварцевые породы легко и быстро разлагаются при восстановительной плавке. Это дает возможность корректировать реагентную шихту таким образом, чтобы полностью извлекать в веркблей даже тонкое золото и переводить в шлак вмещающую породу. Экспериментальным путем был подобран оптимальный состав шихты для плавки навески 100 г. Для этого потребовалось изменить соотношение соды и буры в реагентной шихте. Как правило, при плавке 50 г навесок силикатных проб используется шихта с соотношением соды и буры 4: 1. При плавке 100 г навески с таким же составом шихлы шлак становится вязким, извлечение золота в свинец затруднено. При изменении соотношения соды и буры на 2: 1 вязкость образующегося шлака снимается, а извлечение золота в веркблей повышается.
Соотношение глета и восстановителя (крахмала) в шихте (10: 1), а также количество глета (50 г) не изменялись. Для полного перевода тонкого золота в свинец применялась промывка шлака по ранее разработанной схеме. Реагентная шихта, которая идет на плавку пробы, делится на три части, две из которых перемешиваются с навеской, а оставшаяся -ссыпается в бумажный пакет, восстановительная плавка длится 30-40 мин. В момент образования на поверхности расплава спокойной зоны подается третья часть шихты для промывки шлакового оксидного расплава и улавливания тонкого и дисперсного золота, не успевшего перейти в свинец.
Такая схема анализа повышает чувствительность определения золота. При этом незначительно увеличиваются продолжительность анализа по сравнению с классическим вариантом (70 мин вместо 60) и его стоимость, поскольку расход наиболее дорогостоящего реагента -глета -не изменяется Как показывает практика проведения пробирного анализа бедных руд, во всех случаях результаты анализа проб с содержанием золота менее 0, 1 г/г являются оценочными. Это подтверждают результаты определения содержания золота (г/г) указанными методами в бедных хвостах переработки песков Вяземского ГОКа.
Для повышения чувствительности определения золота в песках использовался пробирно-атомно-абсорбционный метод. Методика пробирно-атомно-абсорбционного определения золота складывается из двух независимых частей: пробирного кон-центрирования золота в свинцовый сплав и его атомно-абсорбционного определения в этом сплаве. Пробирное концентрирование включает тигельную плавку предварительно зашихтованной пробы и неполное купелирование. В отличие от классического пробирного анализа с гравиметрическим окончанием процесс купелирования проводят не до конца, а принудительно останавливают по достижении определенной массы свинцового сплава (0, 1-0, 12 г).
В результате пробирного концентрирования и отделения благородных металлов от сопутствующих элементов получают сокращенный свинцовый сплав (свинцовый "королек") массой от 0, 10 до 0, 5 г. Ранее для последующего атомно-абсорбционного анализа в ЦНИГРИ использовалась следующая схема пробоподготовки: королек растворяли в азотной кислоте (1: 3), остаток обрабатывали смесью хлористоводородной и азотной кислот (3: 1), переводили в хлориды и окончательно растворяли в 1 М НС1. В результате этого образовывался осадок хлорида свинца, сорбирующий около 10% благородных металлов. Чтобы компенсировать эти потери, в стандартные растворы приходилось вводить соответствующее количество свинца и использовать эти растворы в ходе анализа. Длительность анализа при этом увеличивалась) а воспроизводимость ухудшалась.
Нами предлагается несколько отличная схема пробоподготовки, а именно использование 6М раствора хлористоводородной кислоты для полного растворения пробы. Это позволяет полностью перевести в раствор хлорид свинца и таким образом не только упростить анализ, но и улучшить воспроизводимость результатов.
Последующее определение золота возможно двумя вариантами: при высоких содержаниях золота непосредственно из раствора (или, при необходимости, после его разбавления) с атомизацией в пламени; при малых (например, бедные россыпи) целесообразно применение экстракционного концентрирования с последующей атомной абсорбцией. Экстракционное концентрирование золота проводили малотоксичными экстракционными системами: бутилацетатом и дифенилтиомочевиной.
Правильность определения золота в сокращенных свинцовых сплавах, полученных при пробирной плавке, проверена методом добавок. Проверка проводилась на корольках из проб песков Вяземского ГОКа. Для этого раствор после разложения корольков делился на две части. В одну часть вводилось 2 мкг Аu в виде стандартного раствора. Содержание золота в обоих растворах измерялось атомно-абсорбционным методом с электротермической атомизацией. Как видно, найденная величина добавки (графа "Разность") согласуется с введенным количеством и не превышает погрешность измерения, которая составляет около 10%. Это свидетельствует о правильности определения золота в растворах разложения сокращенных свинцовых сплавов.
Для подтверждения правильности всей методики пробирно-атомно-абсорбционного определения золота ряд образцов различного состава был проанализирован также химико-атомно-абсорбционным и пробирным методами. Полученные результаты хорошо согласуются между собой. Расхождения не превышают допустимых значений, установленных для методик третьей категории точности.
Последние два года рассмотренный вариант пробирно-атомно-абсорбционной методики успешно применяется в ЦНИГРИ при определении золота в технологических продуктах переработки бедных руд и песков месторождений благородных металлов.