中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

砷矿石化学物相分析——雌黄和雄黄选择性分离条件研究

董亚妮, 熊英, 裴若会, 张笑, 谢光晋, 崔长征. 砷矿石化学物相分析——雌黄和雄黄选择性分离条件研究[J]. 岩矿测试, 2024, 43(2): 270-280. doi: 10.15898/j.ykcs.202208050145
引用本文: 董亚妮, 熊英, 裴若会, 张笑, 谢光晋, 崔长征. 砷矿石化学物相分析——雌黄和雄黄选择性分离条件研究[J]. 岩矿测试, 2024, 43(2): 270-280. doi: 10.15898/j.ykcs.202208050145
DONG Yani, XIONG Ying, PEI Ruohui, ZHANG Xiao, XIE Guangjin, CUI Changzheng. Chemical Phase Analysis of Arsenic Ores—A Study on Selective Separation Conditions of Orpiment and Realgar[J]. Rock and Mineral Analysis, 2024, 43(2): 270-280. doi: 10.15898/j.ykcs.202208050145
Citation: DONG Yani, XIONG Ying, PEI Ruohui, ZHANG Xiao, XIE Guangjin, CUI Changzheng. Chemical Phase Analysis of Arsenic Ores—A Study on Selective Separation Conditions of Orpiment and Realgar[J]. Rock and Mineral Analysis, 2024, 43(2): 270-280. doi: 10.15898/j.ykcs.202208050145

砷矿石化学物相分析——雌黄和雄黄选择性分离条件研究

  • 基金项目: 国土资源部公益性行业科研专项项目(201211016-2);陕西省地矿集团有限公司地质科研专项基金项目(KY201903)
详细信息
    作者简介: 董亚妮,正高级工程师,从事矿石分析方法研究。E-mail:309118553@qq.com
  • 中图分类号: P574.2

Chemical Phase Analysis of Arsenic Ores—A Study on Selective Separation Conditions of Orpiment and Realgar

  • 雌黄和雄黄是两种含砷硫化物的共生矿物,具有相似的理化性质,砷矿石化学物相分析方法一直将雌黄和雄黄作为同一相态分析,无法获得各自的含量,影响该类矿石选冶研究。本文以湖南石门雌黄和雄黄砷矿石为研究对象,采用单矿物选择分离技术,对雌黄和雄黄样品的分离条件进行了研究。结果表明:雌黄和雄黄单矿物采用4mol/L氨水溶液,35℃水浴浸取6h,雌黄浸取率为92.2%,雄黄浸取率为2.4%。分离雌黄后,雄黄采用2mol/L氢氧化钠溶液浸取,雄黄浸取率最高为75.8%,基于雄黄空间结构易被氧化,加入碘可将雄黄氧化为易溶于碱的砷氧化物,使雄黄浸取率提高至92.2%,实现雌黄和雄黄的选择性分离。通过X射线衍射仪、全自动矿物仪分析验证在此条件下雌黄和雄黄化学物相分析结果的正确度,两种分析方法的测定值均与化学物相测定值的相对偏差小于14.0%,满足地质矿产实验室测试质量管理规范的要求。该选择性分离条件的确定,有效地提高了雌黄和雄黄的浸取率,对于以雌黄和雄黄为主的砷矿石化学物相分析方法制定奠定了基础。

  • 加载中
  • 图 1  以雌黄和雄黄为主的砷矿石化学物相分析方法流程

    Figure 1. 

    图 2  湖南石门矿石电子探针照片(a)及光薄片显微照片(b, c, d)

    Figure 2. 

    图 3  不同温度(a)、氨水浓度(b)和浸取时间(c)下雌黄和雄黄的提取率

    Figure 3. 

    表 1  砷矿石中雌黄和雄黄化学物相分析数据与X射线衍射分析仪分析数据比对

    Table 1.  Comparison of the measured data obtained by chemical phase analysis and those of X-ray diffraction analyzer for orpiment and realgar in arsenic ores

    样品编号 雌黄 雄黄
    化学物相As测定值
    (%)
    X射线衍射As测定值
    (%)
    相对偏差
    (%)
    化学物相As测定值
    (%)
    X射线衍射As测定值
    (%)
    相对偏差
    (%)
    SY-1 6.36 6.5 −1.1 4.38 4.5 −1.4
    SY-2 2.33 2.0 7.6 2.39 3.0 −11.3
    SY-3 2.45 2.0 10.1 4.98 5.0 −0.2
    SY-4 2.12 2.7 −12.0 8.83 9.0 −0.95
    SY-5 4.69 5.0 −3.2 12.12 12.0 0.50
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    表 2  砷矿石中雌黄和雄黄化学物相分析数据与全自动矿物分析仪分析数据比对

    Table 2.  Comparison of measured data obtained by chemical phase analysis and those of automatic mineral analyzer for realgar and orpiment in arsenic ores

    样品编号 雌黄 雄黄
    化学物相分析As
    测定值(%)
    MLA分析As
    测定值(%)
    相对偏差
    (%)
    化学物相分析As
    测定值(%)
    MLA分析As
    测定值(%)
    相对偏差
    (%)
    SH-7 2.62 3.46×0.606=2.10 11.0 2.32 2.51×0.700=1.76 13.7
    SH-6 3.01 5.23×0.606=3.17 −2.6 4.70 6.48×0.700=4.53 1.7
    SH-3 3.23 5.85×0.606=3.54 −4.6 8.04 11.24×0.700=7.86 1.1
    SH-2 4.94 8.37×0.606=5.07 −1.3 12.52 17.32×0.700=12.12 1.6
    SH-9 17.01 25.99×0.606=15.75 3.8 9.30 12.71×0.700=8.89 2.3
    注:雌黄电子探针分析结果w(As)=60.6%;雄黄电子探针分析结果w(As)=70.0%。
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    表 3  砷矿石各矿物相数据加和与全量数据的相对偏差

    Table 3.  The relative standard deviation of the sum of the data of each mineral phase and the total data of arsenic ores

    样品编号 全量As测定值
    (%)
    相态加和As
    测定值(%)
    相态加和与全量
    的相对偏差(%)
    SH-7 5.70 5.84 −1.2
    SH-6 8.71 8.65 0.35
    SH-3 12.72 12.72 0.00
    SH-2 18.95 18.87 0.21
    SH-9 27.90 28.06 −0.29
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    表 4  砷矿石各矿物相化学物相分析方法的重复性限和再现性限

    Table 4.  Repeatability and reproducibility limits of chemical phase analysis of arsenic ores

    总砷及相关化学
    物相中砷
    范围或水平
    m(%)
    重复性限
    r(%)
    再现性限
    R(%)
    总砷 5.59~27.78 r=0.26+0.0016m R=−0.55+0.60ln(m)
    砷华中砷 0.29~0.72 r=0.019+0.087m R=−0.0049+0.55m
    雌黄中砷 2.74~17.13 r=0.029+0.076m R=0.74+0.061m
    雄黄中砷 2.38~12.35 r=0.19+0.023m R=0.82−0.0007m
    毒砂中砷 0.24~0.88 r=0.038+0.080m R=0.035+0.23m
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出版历程
收稿日期:  2022-08-05
修回日期:  2024-03-07
录用日期:  2024-03-16
刊出日期:  2024-04-30

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