金矿石化学分析方法 第 12 部分：金量测定 火试金法

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/T20899.1-2019《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/T20899.1-2019（代替GB/T20899.1-2007），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：PbO60g，Na₂CO₃20g，SiO₂11g，硼砂9g，面粉0.5g，KNO₃5g，AgNO₃0.8mL，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