浅谈野外快速测金方法——比色法

AdvancesinGeosciences地球科学前沿,2012,2,125-130doi:10.4236/ag.2012.23018PublishedOnlineSeptember2012()ABriefDiscussiononRapidAnalysisMethodofGoldinField—ColorimetryQiPei1,FeiXia1,ShanJiang2,WenboZhou21EastChinaInstituteofTechnology,Fuzhou2GeologicPartyNo.243,TheChinaNationalNuclearCorporation,ChifengEmail:[e-mail]:Jul.26th,2012;revised:Aug.16th,2012;accepted:Aug.27th,2012Abstract:Inrecentyears,thecontinuousexplorationofgoldhasalwaysbeenreceivinggreatattention.Inordertoac-celeratingthetestofgoldgeochemicalanomaly,guidingthefieldconstruction,reducingtheprospectingtargets,short-eningprospectingperiodandevaluatingdepositpromptly,fieldon-siteanalysismeasurementmethodshavebeenap-peared,andcolorimetryhasbeenwidelyappliedbecauseofitsrapidness,sensitivenessandconvenience.Thus,theau-thorsmakeareviewofthearticlesonvisualcolorimetryduring1988-2010intheperspectivesofsensitiveness,con-venienceandtime,soastohelpingthegeologistswhofirstlycontactrapidanalysismethodofgoldinunderstandingandfortheirreference.Keywords:VisualColorimetry;RapidAnalysisMethodofGoldinField浅谈野外快速测金方法——比色法裴琦1，夏菲1，姜山2，周文博21东华理工大学，抚州2核工业二四三大队，赤峰Email:[e-mail]收稿日期：2012年7月26日；修回日期：2012年8月16日；录用日期：2012年8月27日摘要：近年来，随着黄金矿的不断开采，为了加速金矿化探异常的验证，指导野外施工，缩小找矿的靶区，缩短找矿周期和及时对矿床作出评价，出现了野外现场分析测定方法，其中目视比色法以其快速、灵敏、简便的特点应用较为广泛。为此，笔者从灵敏度、简易程度、耗时等方面综述了1988~2010年所发表的关于目视比色法快速测金的文献，以便于初次接触野外快速测金实验的地质工作者进行了解、参考。关键词：目视比色法；野外快速测金1.前言金原子序数79，在元素周期表上位于第六周期第一副族(1B)，和铜、银一起称铜族元素。原子量为196.9665，比重为19.319/cm3，因而金是贵“重”金属。金的延展性很强。由于金在地壳中的含量极低，地质样品中存在的金、银矿物很难用肉眼鉴别，其含量的高低只能等到化验结果，在很大程度上影响了地质找矿的速度。近年来，随着黄金矿的不断开采，必须尽快寻找新的矿产资源，以满足不断增长的黄金需求量。为了加速金矿化探异常的验证，指导野外施工，缩小找矿的靶区，缩短找矿周期和及时对矿床作出评价，因此需要野外现场分析测定方法。金的野外分析不但受野外仪器设备条件的影响，而且还受到当地的地理、地质条件的限制。地质探金与生产相结合，就要求分析操作简便、省时、省料，仪器简单，检出效果较好。随着金的普查找矿和成矿规律的研究以及地Copyright©2012Hanspub125浅谈野外快速测金方法——比色法球化学找矿的需要，国内对此已做过大量的金的野外快速分析方法研究，并且成果显著。2.目视比色法主要的野外快速测金方法有氢醌容量法和目视比色法。目视比色法应用于地质找矿中具有操作简便、设备简单及灵敏度高等优点，因而应用较为广泛。国内的很多分析化学教科书中，都介绍了这种方法。有些教科书对于目视比色法原理直接引用larnbert-Ber定律[26,27]，丁荫祥1991年8月曾在龙岩师专学报上对目视比色法的原理进行推导[28]，即：设：一束强度为I0的平行复合光通过浓度为c，液层厚度为b的样品溶液时，其透过光强度为It，则：0001020301001nnniiIIIfIfIfIfIfIf123101ntttttntniiIIfIfIfIfIfIt其中，fi为某波长单色光强度占入射光总强度的百分率，Iti为该波长单色光透过溶液后的强度。对于单色光来说，其通过溶液后光强度的变化是符合Iambert-Beer定律的。现假设溶液对某色光吸收的吸光系数为Ki，根据Iambert-Beer定律，则有：–0KiCsbstiieIIf0011ibibnnKCKiitiiIIfeIfeC如果透过标准溶液和试液后的光强度分别为Its和Itx，则：01isssnKCbitsiIIfe01ixnKCxbxitxiIIfe当它们的颜色和深度相同时：tstxII即：0011isssixnnKCbKCxbxiiiiIfeIfe(1)由于入射光弧度I0相同，各波长单色光占入射光强度的百分率fi也相同，所以(1)式可简化为：11isssixnnKCbKCxbxiiiifefe(2)又由于标准系列与试液的显色条件和有色物质均相同，液层厚度也相同，所以有bx=bs。因此，（2）式又可简化为：CsCxee既：SxCC因此，当标准溶液与式样溶液颜色深度相同时，他们的浓度也相同。此数学推导的过程，说明了目视比色法进行定最分析的原理。并对该方法的可靠性给予了证明。有助于初次接触目视比色法的地质工作者进一步了解该定律。3.应用概况笔者综述了近20年来目视比色法的应用进展情况，有关目视比色法野外快速测定金的应用概况见表1。方法的顺序排列为文献发表时间的先后顺序，检出限为相关文献的实验测定数据，实验耗时是按照实验步骤所需时间针对初次接触实验的地质人员所估算。从溶矿到富集分离皆有许多可供选择的物质及设备，如溶矿可用王水、硝酸及盐酸等，富集可用泡塑、巯基棉、活性炭、黄原酯棉等，具体选择哪种方法哪些物质和设备，这需要结合野外的实际情况由地质人员具体情况具体分析，以上相关方法的综述可以为初次接触野外快速测金实验的地质人员提供参考。4.结语本人结合前人文献中所提及的操作方法与实际工作经验，在野外各种条件不便利的情况下总结出几点注意事项：1)严把样品的加工工序，要满足样品的代表性、分析粒度和防止样品污染，在实际工作中对地质样品的碎样、过筛严格按规范要求操作，对化探样品采取翻滚法混匀后，用牛角勺随机取样。否则会影响分析结果的可靠性；2)实验操作人员要掌握一定的专业知识，熟悉各类常用的化学试剂，熟练各项化学分析实验操作，严格按实验规范要求工作，根据野外实际条件选用相适应的实Copyright©2012Hanspub126浅谈野外快速测金方法——比色法Copyright©2012Hanspub127Table1.Applicationsituationofcolorimetryinrapidanalysismethodofgoldonfield表1.目视比色法野外快速测定金的应用概况方法类型适用样品富集分离方法原理检测限耗时优缺点综述文献痕量金的微珠析出比色法化探样品该法建立在Au-TMK配合显色水相分光光度法基础上，将有机提取剂溶于醋酸–乙醇介质中，加入水改变介质成份使Au-TMK配合物富集于提取剂中成微珠析出，直接在坩埚中目视比色。0.3ppb4小时左右该法操作灵敏简便，色阶梯度大，清晰可辨，稳定，成本低。但是样品的前期处理需要用电及大型设备，有些地区达不到该法的操作条件，该法适用于靠近城镇或交通相对便利的地区。文献[1]目视比色法测定岩石中的痕量金地质样品王水、饱和溴水溶矿，泡沫塑料吸附分离、硫脲洗脱，溶液经破坏处理后，以TMK目视比色法测定。1ppb2小时左右该法操作无需复杂仪器设备，可在野外工作使用。但是实验过程中人工操作比较多，可能会增大实验结果误差。因此该法适用于大量地质样品的快速分析初选。文献[2]目视比色法测定化探样品中ppb级的金化探样品本文采用金一金试剂(4,4’-双(二乙氨基)–二苯基甲硫酮)–吐温-80显色体系研究和拟定了水相目视比色测定化探样品中金的方法。王水溶矿，活性炭吸附，盐酸、混合洗涤液解脱，加混合掩蔽剂、吐温-80、缓冲溶液、金试剂进行目视比色。0~0.01ppb5小时左右使用该法进行分析，比色色阶清晰，与金共存的离子一般不再干扰测定。但是实验过程要应用布氏漏斗且实验操作较为繁琐，因此该法并不适用于大量地质样品。文献[3]磷酸–王水溶样萃取比色法测定岩矿中的金岩矿样品试样经灼烧，磷酸–王水分解，用醋酸丁酯–甲基异丁基酮直接萃取比色或泡塑吸附富集金，经灰化，过氧化氢和盐酸溶解，在(pH=3~4)缓冲液和掩蔽剂的混合液中萃取，TMK显色测定金。大于1ppm4小时左右此法简便、快速、准确、易掌握，成本低、效率高，既适用于野外也适用于室内。但应用此法须10g以上样品，建议样品较充足的条件下考虑使用。文献[4]硫代米蚩酮液珠萃取比色法测定化探样品中的痕量金化探样品封闭溶样技术、泡沫塑料富集分离，硫脲解脱，以硝酸和硫酸破坏硫脲，拟定了液珠萃取比色测定痕量金的方法。0.5ppb4小时左右该方法测试灵敏度高，选择性好，稳定性好，形成的液珠色泽清晰，0mg~5mg之间的色阶可用肉眼辩认且设备简单，但实验过程中需要用电，建议满足供电条件的地区使用。文献[5]黄原酯棉富集–液珠萃取比色法测定地质样品中的金。地质样品黄原酯棉吸附，灰化法解脱。浸取液用三正辛胺-TBP(1:3)混合萃取–金试剂液珠比色法测定金。0.5ppb3小时左右该方法操作简单快速、成本低，黄原酯棉灰化时无臭味、残渣少，三正辛胺-TBP(1:3)混合萃取–金试剂液珠比色法测定Au，其液珠凝聚好，灵敏度高，选择性和稳定性都比单用TBP有所提高。但实验过程繁琐且操作要求标准高，建议能满足实验条件的地区使用。文献[6]泡塑吸附TMK-TBP液珠萃取比色测定痕量金化探样品在磷酸–磷酸氢二钠介质中(PH-5)，在F作为增敏剂的条件下，以TBP萃取金与TMK生成的有色络合物的方法。0.2~20,000ppb5小时左右此法液珠不论冬夏均能长时间不散，颜色稳定，具较好的实用性，但实验要求精度高，有些野外实际操作达不到该标准，因此使用该法时需视具体情况而定。文献[7]金试剂液珠萃取比色法测定痕量金化探样品王水溶矿，硫脲解脱，采用金试剂(4,4’-双(二乙氨基)–二苯基甲硫酮)为显色剂，磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂，研制了液珠萃取比色新方法。0.5~10,000ppb5小时左右文献[8]中提及利用拟定的方法制备了“金的野外快速分析箱”。分析箱体积小，携带方便，可用于化探找矿、地质普查找矿现场采样分析。但是该方法实验操作中需要的试剂较多，建议使用前将所需试剂准备齐全。文献[8]化探样品中金、银、铜的野外现场快速联合测定——黄原酯棉富集分离金试剂液珠萃取比色法化探样品王水、氢氟酸溶矿，采用黄原酯棉为吸附剂，以(4