快速分相与测定铜矿石化学物相中铜量的效果

田 俊，周文伟

（江铜集团武山铜矿技术部，江西 瑞昌 332204）

铜是人类最早使用的金属，早在史前时代，人们就开始采掘露天铜矿，并用获取的铜制造武器和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远[1]。在当前社会经济快速发展的背景下，经济社会的发展离不开相应的矿产资源使用，在这一背景下，作为分布广泛的铜矿不断深入开发利用。在这一过程中，由于铜的矿物以及含铜物质种类数量较大，因此选择科学快速的铜物质测量方法，能够有效促进铜量的测定。

1 铜的性质

1.1 铜分相测定概述

铜在自然界中分布很广，它是一种典型的亲硫元素，主要形成硫化物，只有在强氧化条件下才会形成氧化物，在强还原条件下可形成自然铜[2]。由于铜的分布广泛以及相应的铜矿物质、含铜物质分布的种类丰富，因此可以依据铜矿资源化学物相可以进行大致分类。其中主要包括主要包括硫酸铜、自然铜、原生硫化铜以及结合态氧化铜等。硫酸铜以常见的胆矾为主，而原生硫化铜主要以黄铜矿较为常见。其中结合形态氧化铜主要包括硅孔雀石、石英以及高岭土为主。

1.2 铜的化学物相分析

由于铜的化学属性相对稳定，在这一基础上针对不同类型铜矿资源以及含铜物质开展相应的化学物相分析，能够较为准确的反应矿石中铜元素的含量水平。采用化学物相分析，能够较为快速反应不同类型、不同化学物相含铜物质中铜元素的存在，对于铜矿石的高效综合利用具有较高价值。

同时基于矿石中存在多种矿物元素，因此在不同的溶剂中存在溶解程度、速度不同的情况，因此采用不同的溶剂以及不同浓度的溶剂，可以有效处理不同条件下的矿石样本，使用化学试剂分离样本矿石中的各种矿物，从而能够得到该样本矿石中各元素含量的高低，其中最常用，同时也是最有效的方法，属于原子吸光谱法。

1.3 原子吸光谱法

原子吸光谱法是针对无机元素测定分析中应用最普遍的一种方法，其对于矿石元素的化学物相分析具有重要的效果，重点在于能够较为准确快速的方法，实现样本矿石元素成分含量的测定。其主要原理是，气态原子能够吸收一定波长的光辐射，利用这一特性，让原子中外层的电子从基态跃迁到激发态，各元素定性的依据是原子之中电子有选择性的共振吸收的辐射光[3]。

基于这一测定方法，铜矿石在接受原子吸光谱法测定时，能够有效呈现样本矿石中较为准确的元素成分含量。在不同浓度的溶剂下，铜元素原子能够得到准确反映，相对于其他类型测定方法，采用原子吸光谱法具有快速、准确的特点，对于实现快速分相测定铜矿化学物质中铜量含量具有重要意义。

2 实验部分

2.1 测定用试剂与仪器

针对铜矿物质化学成分的测定，采用Z-2010型原子吸收分光光度计为主，选择铜元素空心阴极灯。在这一基础上，选择20ml硝酸置于250ml容量烧杯中，同时选择0.1000g高纯度铜，在盖表皿的情况下加热，直到铜完全溶解。后将该溶液冷却后，置入1000ml容量瓶中后，选择水这一液体，定容后摇匀。因此可以达到溶液中1ml含铜元素100ug的分相测定标准。

2.2 实验方法

依据不同化学物相的铜矿石，需要选择不同浸取溶剂。其中常见的硫酸铜采用纯水为浸取溶剂，自由氧化铜采用2g亚硝酸钠溶于浓度为4%的硫酸溶剂，在这一浸取溶剂中，采用亚硝酸钠的作用在于保持溶液的还原型，避免铜矿物质的溶解。而结合态氧化铜则采取1g亚硝酸钠和2g氟化氢铵溶于4%硫酸为浸取溶剂，在这一溶剂中采用氟化氢铵的作用，在于破坏样本矿石中脉石矿物，提高溶剂效果。自然铜选择1g碳酸铵为浸取溶剂。

3 分析

3.1 各物相中铜量测定

选择称取0.5000g选择测试样本矿石，置于配置好的样本相应浸取溶剂中，并开展相应的40℃水浴振荡溶剂浸取，水浴震荡时间为30min。依据不同物相的样本可以添加50ml纯水，例如结合氧化铜等。得到浸取溶液后，置于容积为300ml的锥形瓶中，盖上存在小孔的筛子，振荡一段时间通过滤纸定量过滤，冲洗次数需要在3次以上。后将浸取剩余残渣置入瓷坩埚中，选择700℃的马弗炉中接受碳化以及灰化处理，目的在于除去滤纸成分。完成上述工作后，采用20ml王水冲洗瓷坩埚内壁，并还原至锥形瓶中，使用加热方式溶解到3ml后取下冷却，加入10ml盐酸后加入纯水稀释到刻度位置均匀摇晃后采用原子吸光谱法测试。

3.2 全铜量测定

选择称取0.2000g样本，放置于300ml烧杯之中，加入3ml氢溴酸湿润，后加入10ml盐酸，采用加热方法到5ml，取下待温度稍低后，再次加入5ml硝酸、10ml盐酸，均匀摇晃30s时间，后继续加热到1ml。待试液冷却后，加入10ml盐酸采用加热液体到煮沸。后取下冷却至常温情况下，置入100ml量杯中，用纯水稀释到刻度位置，并均匀摇晃，采用原子吸光谱法测试。

4 原子吸光谱法测定效果

原子吸光谱法能够有效对于低品位铜矿石进行化学物相分析，因此在采用各种浸取溶液以及相应的铜量测定方法，能够有效对样本矿石中化学物质进行分离，从而达到对于矿石快速分析。我国现在大部分的铜矿石呈现出品位较低而且硫化铜资源稀缺的紧急现状，因此采用原子吸光谱法开展矿石化学物相分析具有优势[4]。

在这一情况下，选择原子吸光谱法对于铜矿石开展化学物相分析，重点在于使用了原子吸光谱具有较强选择性这一特点，其重点在于原子吸收带相对较窄，在一定情况下能够较为快速的进行测验，从而实现快速检测这一目的。同时原子吸光谱具有较高的灵敏度，因此能够在检测过程中，实现对于铜含量相对准确的测定，避免了其他因素对于测定结果的影响。

5 总结

基于我国铜矿资源多属于低品位铜矿石，因此在实际的矿石分相测定过程中，选择正确有效、具有一定科学性的测定方法能够较大程度上实现对于铜矿石化学物相中铜量的测定。在这一情况下，选择原子吸光谱法进行铜矿石分相测定具有重要意义。一方面由于这一方法存在较强的选择性，及原子吸收光谱相对较窄，能够在较大程度上实现对于铜矿石样本的快速检验，在一定条件下能够实现自动测定。同时采用原子吸光谱法，具有较强的灵活性，其主要在于在开展原子吸光谱法测定时，由于光谱主线位置周边的其他类型光谱线较窄，因此不会存在光谱重复、重叠现象，提升了检测准确率。

综上所述，在开展铜矿石化学物相中铜量测定时，使用原子吸光谱法这一快速分相测定方法，能够有效提升测定准确率，对于提升铜矿石降低速度，提升样本矿石铜量测定质量具有重要意义。