金矿石化学分析方法 第 12 部分：金量测定 火试金法.docx

金矿石化学分析方法 第 12 部分：金量测定 火试金法金矿石金量测定的火试金法对应现行国标GB/T 20899.1-2019《金矿石化学分析方法 第 1 部分：金量的测定》（非 “第 12 部分”，第 12 部分为原子荧光测砷汞镉铅铋），包含火试金重量法（0.20~150.0g/t）与火试金 - 原子吸收光谱法（0.10~100.0g/t），是矿石中金量仲裁与常规检测的经典方法以下为标准要点与实操模板一、方法原理与适用范围核心原理：试料与熔剂混合高温熔融，铅捕集金形成铅扣；铅扣经灰吹使铅氧化被灰皿吸收，得金银合粒；合粒经硝酸分金后用重量法或原子吸收光谱法定量金量适用范围：金矿石、金精矿中金量测定；火试金重量法适用于0.20~150.0g/t，火试金 - 原子吸收光谱法适用于0.10~100.0g/t标准依据：GB/T 20899.1-2019（代替 GB/T 20899.1-2007），2020-11-01 实施二、试剂与材料（直接采购 / 配置清单）类别试剂名称规格用途备注主熔剂氧化铅（PbO）分析纯提供金属铅捕集金空白值≤0.0005g/t，每批次测空白碱性熔剂碳酸钠（Na₂CO₃）分析纯造渣、脱硫粒度≤0.15mm酸性熔剂二氧化硅（SiO₂）/ 玻璃粉分析纯调节硅酸度硅酸度控制 0.5~1.0助熔剂硼砂（Na₂B₄O₇・10H₂O）分析纯降低熔点、助熔粒度≤0.15mm还原剂面粉 / 淀粉分析纯还原 PbO 成金属铅控制铅扣质量 25~50g氧化剂硝酸钾（KNO₃）分析纯调节炉渣酸碱性加入量≤30g分金试剂硝酸（HNO₃）优级纯，1.42g/mL溶解银、分离金分金用 1:7、1:1 硝酸添加剂硝酸银（AgNO₃）100g/L 溶液防止金损失、提高回收率加 0.5~1.0mL / 坩埚覆盖剂食盐（NaCl）分析纯防止挥发损失覆盖厚度约 5mm灰皿材料骨灰 / 镁砂灰皿专用灰吹载体使用前 950℃预热 20min其他粘土坩埚、铸铁模标准规格熔融容器、冷却成型坩埚 1000mL，铸铁模预热三、仪器设备（直接采购清单）试金电炉：控温精度 ±10℃，最高 1300℃，用于熔融灰吹电炉：控温精度 ±5℃，最高 1000℃，用于灰吹分析天平：精度 0.0001g，用于称量金粒、样品原子吸收光谱仪（AAS）：带金空心阴极灯，用于火试金 - AAS 法其他：粘土坩埚（1000mL）、铸铁模、镊子、铅锤、灰皿架四、操作步骤（标准流程，可直接贴在实验室）1. 样品前处理样品破碎至粒度≤0.074mm（200 目），充分混匀称取试料 10~30g（精确至 0.01g），根据金含量调整取样量：金含量 0.2~1.0g/t：称样 30g金含量 1.0~10g/t：称样 20g金含量 10~150g/t：称样 10g独立平行测定 2 次，结果取平均；空白试验每批次≥3 份2. 配料计算（关键公式，直接套用）氧化铅加入量：m (PbO)=m₀×F×1.1+30（g），m₀为预计铅扣质量（30g），F 为氧化铅还原系数（约 0.9）碳酸钠：m (Na₂CO₃)=0.5×m (样品)+10（g）二氧化硅：m (SiO₂)=0.3×m (样品)+5（g）硼砂：m (硼砂)=0.2×m (样品)+5（g）面粉：m (面粉)=0.008×m (PbO)（g），控制铅扣 25~50g3. 熔融操作（时间 - 温度精确控制）配料顺序：样品→Na₂CO₃→SiO₂→硼砂→PbO→面粉→KNO₃，混匀后加 AgNO₃溶液 0.5~1.0mL，覆盖 NaCl 约 5mm 厚熔融曲线：起始温度 800℃放入坩埚，升温至 930℃，保温 15min升温至 1100~1200℃，保温 10min，期间旋动坩埚 2~3 次，敲击坩埚使铅珠下沉出炉冷却：将熔融物倒入预热铸铁模，冷却后分离铅扣与熔渣，铅扣锤成立方体，称量（25~50g），弃渣4. 灰吹操作（温度 - 气氛严格控制）灰皿预热：950℃下预热 20min，保持干燥灰吹过程：将铅扣放入预热灰皿，950℃下关闭炉门 1~2min，待铅熔融脱膜半开炉门，控制温度 900℃，灰吹至出现 “闪光”（约 15~20min）移至炉门口冷却 1min，取出灰皿，得金银合粒（约 1~3mm）5. 分金操作（两种方法选择）方法 A：火试金重量法（仲裁 / 高含量）合粒洗净，105℃烘干，称合粒总质量（m 总）分金：第一次：加 1:7 硝酸 5~10mL，加热微沸 15min，倾出溶液第二次：加 1:1 硝酸 5~10mL，加热微沸 10min，倾出溶液水洗金粒至中性，105℃烘干，冷却后称金粒质量（m 金），m 银 = m 总−m 金方法 B：火试金 - 原子吸收光谱法（低含量 / 快速）合粒加 10mL 王水（1:1），加热溶解完全定容至 100mL 容量瓶，摇匀用 AAS 在 242.8nm 波长下测定吸光度，外标法定量四、结果计算与精密度（直接套用公式）1. 火试金重量法结果计算ω(Au,g/t)=m样品​(m金​−m空白​)×1000​式中：m金​：分金后纯金质量（mg）m空白​：氧化铅空白值（mg），每批次测 3 份取平均m样品​：称样质量（g）结果表示：≥1.0g/t 保留 3 位有效数字；<1.0g/t 保留 2 位有效数字2. 火试金 - AAS 法结果计算ω(Au,g/t)=m样品​(c−c0​)×V×1000​式中：c：试液中金浓度（μg/mL）c0​：空白试液中金浓度（μg/mL）V：定容体积（100mL）m样品​：称样质量（g）3. 精密度要求（方法验证指标）金含量范围（g/t）重复性限（r）再现性限（R）0.20~1.0r≤0.05+0.05×ωR≤0.10+0.10×ω1.0~10r≤0.03×ωR≤0.06×ω10~150r≤0.02×ωR≤0.04×ω五、质量控制与注意事项（直接执行清单）空白试验：每批次测 3 份氧化铅空白，结果取平均，空白值≤0.0005g/t平行测定：样品平行测定 2 次，结果相对偏差≤5%，取平均值回收率控制：加标回收率 98%~102%，每 10 个样品插入 1 个标准物质防污染措施：所有器皿用 10% 硝酸浸泡 24h，水洗烘干氧化铅单独存放，避免金污染灰吹过程防止合粒飞溅，炉温稳定常见问题解决：铅扣质量 < 25g：增加面粉量（+0.5~1.0g）铅扣质量 > 50g：增加 KNO₃量（+5~10g）合粒过小 / 无：检查硝酸银加入量，增加至 1.0mL / 坩埚分金不完全：延长硝酸加热时间，增加 1:1 硝酸用量六、与其他方法对比（快速选择指南）方法测定范围（g/t）优点缺点适用场景火试金重量法0.20~150.0经典仲裁方法，准确度高，富集效果好流程长（约 4h），劳动强度大地质勘探、矿石贸易仲裁火试金 - AAS 法0.10~100.0灵敏度高，自动化程度高，适合低含量需 AAS 仪器，成本较高日常检测、选矿流程控制原子吸收光谱法0.05~50.0快速（约 1h），操作简单基体干扰大，需预处理快速筛查、低含量样品ICP-MS 法0.001~10.0检出限低，多元素同时测定仪器昂贵，基体效应明显超痕量金、科研分析七、执行速记（贴在实验室）样品称取：10~30g，精确至 0.01g，平行 2 份配料公式：PbO=30×0.9×1.1+30≈60g；Na₂CO₃=0.5×m 样 + 10；SiO₂=0.3×m 样 + 5；硼砂 = 0.2×m 样 + 5；面粉 = 0.008×PbO熔融曲线：800℃→930℃（15min）→1100~1200℃（10min）灰吹关键：950℃预热灰皿，900℃灰吹至闪光分金选择：高含量（>1.0g/t）用重量法；低含量（<1.0g/t）用 AAS 法结果计算：ω(Au, g/t)=(m 金−m 空白)×1000/m 样八、应用示例（直接套用）示例 1：火试金重量法测定金矿石（m 样 = 20g）配料：PbO 60g，Na₂CO₃ 20g，SiO₂ 11g，硼砂 9g，面粉 0.5g，KNO₃ 5g，AgNO₃ 0.8mL，NaCl 覆盖熔融：按标准曲线，得铅扣 38g灰吹：得合粒 0.1234g，分金后得金粒 0.0567g空白：m 空白 = 0.0003g结果：ω(Au)=(0.0567−0.0003)×1000/20=2.82g/t示例 2：火试金 - AAS 法测定低含量金矿石（m 样 = 30g）合粒用王水溶解，定容 100mLAAS 测定浓度 c=0.089μg/mL，空白 c0=0.001μg/mL结果：ω(Au)=(0.089−0.001)×100×1000/30=2.93g/t。