金紅石礦含貴金屬

❶ 金紅石分析

68.3.1.1 半微量化學分析法

100mg試樣，用K₂S₂O₇熔融，測定TiO₂、SiO₂、CaO、MgO、Al₂O₃、TFe₂O₃和MnO7個組分。另取100mg試樣，用鹼熔後測定ZrO₂、V₂O₅、P₂O₅和Cr₂O₃4個組分。其分析流程見圖68.7，鈮、鉭、亞鐵和化合水單獨取樣測定。

圖68.7 金紅石單礦物半微量分析流程圖

試劑

鉬酸鈉溶液(25g/L)稱取5gNa₂MoO₄·2H₂O溶於100mL5mol/LH₂SO₄中，用水稀釋至200mL(測磷用)。

分析步驟

(1)硅、鈦、鐵、鋁、鈣、鎂和錳分析溶液的制備

稱取100mg(精確至0.01mg)試樣於鉑坩堝中，加入1.5g焦硫酸鉀及5滴H₂SO₄，混勻，在650～700℃熔融25min，冷卻。加20mL(1+1)HCl，加熱浸取，待溶液清晰透明後，用中速濾紙過濾，濾液用100mL容量瓶承接，用鹽酸酸化的水洗滌5次，用水稀釋至刻度，搖勻，此為溶液(A)，供測定TiO₂、TFe₂O₃、MnO、Cr₂O₃、Al₂O₃、CaO和MgO等組分使用。殘渣供測定硅用。

a.硅的測定。將殘渣連同濾紙置於原鉑坩堝中灰化，加入0.5gNa₂CO₃熔融後，用水加熱浸取。冷卻後將溶液傾入已盛有5mL(1+1)HCl的50mL容量瓶中並不斷搖動，使氣泡緩慢逸出。用水洗凈坩堝，稀釋至刻度，搖勻。移取部分溶液用硅鉬藍光度法測定。

校準曲線0～200μgSiO₂。

b.鈦的測定。移取10.0mL溶液(A)於100mL容量瓶中，過氧化氫差示光度法測定鈦。以7mg二氧化鈦溶液作參比溶液。

校準曲線7～10mgTiO₂。

c.全鐵的測定。移取10.0mL溶液(A)於50mL容量瓶中，用1，10-鄰二氮菲光度法測定。

校準曲線0～200μgFe₂O₃。

d.錳的測定。移取10.0mL溶液(A)用過硫酸銨光度法測定。

錳和鐵的測定也可取溶液(A)用原子吸收光譜法完成。分別於371.9nm及248.3nm處測定鐵和錳。

校準曲線0～4mgFe₂O₃/100mL，0～100μgMnO/100mL。

e.鈣和鎂的測定。移取50.0mL溶液(A)，置於200mL燒杯中，先用300g/LNaOH溶液中和大部分酸，加熱至近沸，用(1+1)NH₄OH中和至pH2～3，在攪拌下，加入10mLpH4.5緩沖溶液(1mol/LHAc和2mol/LNaAc等體積混合)。小心煮沸2～3min。冷卻後移入100mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。干過濾。分別移取此溶液各20.0mL，置於50mL燒杯中，用EDTA容量法分別測定鈣和鈣鎂含量，差減法求得鎂含量。

鈣、鎂也可以用原子吸收光譜法測定，移取5.0mL溶液(A)於25mL容量瓶中，加入1mL50g/L鑭鹽溶液和1mL(1+1)HCl，用水稀釋至刻度後測定。

校準曲線0～200μgCaO，0～200μgMgO。

f.鋁的測定。移取5.0mL溶液(A)，置於50mL容量瓶中，加2.5mL10g/L酒石酸溶液(新配)、1mL20g/L抗壞血酸溶液，加水至30mL。加1滴甲基紅指示劑，用(15+85)NH₄OH中和至黃色，再用(3+97)HCl中和至微紅色並過量0.5mL。加5mL1.2g/L鉻天青S溶液，立即加入5mL乙酸鈉緩沖溶液(pH5.8)，用水稀釋至刻度，搖勻。30min後用1cm比色皿，於波長560nm處測量吸光度。

校準曲線0～50μgAl₂O₃。每份標准溶液加入4.5mg二氧化鈦標准溶液。

(2)鋯、磷、鉻、釩試液的制備和鋯的測定

稱取100mg(精確至0.01mg)試樣於銀坩堝中，加入2gNaOH及少許Na₂O₂熔融。用50mL熱水浸取，煮沸趕除H₂O₂，過濾，洗滌。濾液用100mL容量瓶承接，用稀硫酸中和至微酸性，稀釋至刻度，搖勻，製得試液(B)。

用熱的4.5mol/LHCl溶解燒杯及漏鬥上的沉澱於100mL容量瓶中，用4.5mol/LHCl洗滌並稀釋至刻度，搖勻。移取此溶液10.0mL置於50mL容量瓶中，在搖動下加水20mL(含Fe₂O₃大於500μg時，補加2mL20g/L抗壞血酸溶液，校準系列中亦應加入同量抗壞血酸溶液)，加3mL1g/L半二甲酚橙溶液，用水稀釋至刻度，搖勻。30min後用1cm比色皿，於波長530nm處測量吸光度。

校準曲線0～60μgZrO₂。

a.磷的測定。移取10mL試液(B)於25mL比色管中，加少許水，依次加入2.5mL50g/L酒石酸溶液、1.25mL5mol/LH₂SO₄，搖勻。加2.5mL25g/L鉬酸鈉溶液，搖勻。加1mL1.5g/L硫酸肼溶液，加水稀釋至刻度，搖勻。在沸水浴中放置10min，冷卻。用5cm比色皿，於波長664nm處測量吸光度。

校準曲線0～10μgP₂O₅。

b.鉻的測定。移取10.0mL試液(B)置於50mL比色管中，加1mL10g/LKMnO₄溶液，搖勻。放置數分鍾，加入中和空白相同量的(1+3)H₂SO₄並過量1.1mL［中和空白用的酸量:吸取3份10.0mL空白溶液，以酚酞為指示劑，用(1+3)H₂SO₄滴定，記下用量］，加1mL(1+2)H₃PO₄，放置3min。加5mL100g/L尿素溶液，在搖動下滴加新配的10g/LNaNO₂溶液至恰變為無色。用水吹洗管壁，放置15min，加水至40mL。加2mL2.5g/L二苯碳醯二肼溶液，稀釋至刻度，搖勻。於2h內，用5cm比色皿，於波長530nm處測量吸光度。

校準曲線0～100μgCr₂O₃。

c.釩的測定。移取10.0mL試液(B)置於50mL燒杯中，用(1+1)HCl中和至剛果紅試紙變藍色並過量1mL。加5mL40g/LNaNO₂溶液，不時搖動，放置10min。加1g尿素，不時搖動，放置30min，直到氣泡停止逸出為止。加入100μg三價鐵溶液、1m15g/Lα，α'-聯吡啶溶液。用(1+1)NH₄OH中和至新加剛果紅試紙變紅色並過量2滴，移入25mL比色管中，用水稀釋至刻度，搖勻。放置30min，用2cm比色皿，於波長490nm處測量吸光度。

校準曲線0～50μgV₂O₅。

(3)鈮的鍘定

稱取10～20mg(精確至0.01mg)試樣於瓷坩堝中，加1g焦硫酸鈉和3滴硫酸，由低溫升起至熔融。用5mL75g/L酒石酸溶液加熱浸取，移入分液漏斗中。用10mL(1+3)HCl洗坩堝，再用5mL水洗，體積控制在20mL。加1mL400g/LSnCl₂溶液、1mL150g/LEDTA溶液，搖勻。放置數分鍾，加5mL250g/LKSCN溶液，搖勻。放置10～20min，加l0mL乙酸乙酯，萃取1min，棄去水相。用10mL(1+3)HCl洗2次，分層後棄去水相。有機相放入l0mL乾燥比色管中，用乙酸乙酯稀釋至刻度，用1cm比色皿，於波長380nm處測量吸光度。

校準曲線0～50μgNb₂O₅。每份以37.5g/L酒石酸溶液稀釋至5mL，並加入10.0mL空白溶液(10g焦硫酸鈉和幾滴硫酸熔融10min，用50mL37.5g/L酒石酸溶液浸取，加水至100mL)。再加5mLHCl，以下步驟與試樣分析相同。

(4)鉭的測定

稱取50mg(精確至0.01mg)試祥於鉑坩堝中，加3gK₂S₂O₇和幾滴H₂SO₄熔融。加10mL0.4mol/LHF-1mol/LH₂SO₄混合液加熱浸取。冷卻後，移入預先加有10mL環己酮的分液漏斗中，用20mL混合酸洗坩堝，振搖1min，分層後，再用10mL混合酸洗有機相一次。將有機相放入鉑坩堝中，用5mL環己酮洗分液漏斗，低溫蒸干。從低溫升至800℃灼燒幾分鍾，冷卻。沿坩堝壁加入(1+1)甲醇-鹽酸混合溶液，於水浴上蒸干，反復處理3次去硼。加5mLHF，加蓋，加熱提取，冷卻。移入25mL無硼比色管中，用水稀釋至10mL，用結晶紫光度法測定。

校準曲線0～15μgTa₂O₅。

(5)亞鐵的測定

稱取0.1g(精確至0.01mg)試樣，用氫氟酸-硫酸分解試樣，重鉻酸鉀容量法測定。

(6)化合水的測定

雙球管重量法。

68.3.1.2 微量化學分析法

在試樣量很少的情況下，可用微量分析法測定金紅石的各組分，其分析流程見圖68.8。

圖68.8 金紅石單礦物微量分析法分析流程圖

試劑

陽離子交換柱將國產732型陽離子交換樹脂(粒度為0.2～0.4mm)置於燒杯中，依次用100g/LNaOH溶液和5mol/LHCl處理，再用水洗至中性，置於硬質玻璃交換柱(0.8cm×30cm)中，用水洗凈，用50～60mL0.15mol/LHCl-20g/L酒石酸溶液平衡後備用。

分析步驟

(1)試樣的分解

稱取5mg(精確至0.001mg)試樣於外套瓷坩堝的鉑坩堝中，加150～200mgK₂S₂O₇及幾滴H₂SO₄，蓋好蓋子，於電爐上分解，待三氧化硫白煙冒盡，繼續加幾滴H₂SO₄，反復處理至呈透明狀。最後趕盡三氧化硫。加少量0.15mol/LHCl-20g/L酒石酸溶液冷浸取。用緻密濾紙過濾於小燒杯中，用0.15mol/LHCl-20g/L酒石酸溶液洗滌坩堝及殘渣，濾液控制在20mL左右。殘渣供測定硅使用。

(2)硅的測定

將過濾後的殘渣及濾紙放回原鉑坩堝內，灰化後用Na₂CO₃熔融、水浸取並酸化後，用硅鉬藍光度法測定。

(3)鈮、鉭的測定

將濾液以0.5～1mL/min的流速通過已預先平衡好的交換柱，流出液用50mL燒杯承接，用0.15mol/LHCl-20g/L酒石酸溶液分次洗滌燒杯及交換柱(體積控制不超過40mL)。將溶液加熱濃縮至小體積(勿蒸干)，製成8mol/LHCl-20g/L酒石酸溶液，移入分液漏斗中，用5g/L苯甲醯苯胲-氯仿溶液20mL分兩次萃取，合並有機相於鉑坩堝中，置紅外燈下照射至干。將其置於高溫爐中，從低溫升至600℃灼燒10min，冷卻，加1mLHF，0.5mL(1+1)H₂SO₄，蒸至冒煙，再加0.5mL(1+1)H₂SO₄，再冒煙至約1滴，用少量60g/L酒石酸溶液溶解後，移入10mL容量瓶中，用60g/L酒石酸溶液稀釋至刻度，搖勻。分取5.0mL，用氯代磺酚C光度法測定鈮，剩餘5mL用丁基羅丹明B光度法測定鉭。

(4)鈦、鐵、錳的測定

用50～60mL水淋洗凈交換柱上吸附的酒石酸根，洗液棄去。用200mL!(H₂O₂)=5%-0.5mol/LH₂SO₄溶液，以每3s1滴的流速淋洗鈦，流出液收集於200mL容量瓶中，過氧化氫光度法測定二氧化鈦。

用50mL0.1mol/LHCl-(15+85)丙酮溶液通過交換柱後，洗液棄去。用180mL0.2mol/LHCl-(15+85)丙酮溶液，以3s1滴的流速淋洗鐵，收集流出液，蒸干，破壞有機物，用少量鹽酸溶解，用1，10-鄰二氮菲光度法測定全鐵。

用150mL0.75mol/LHCl-(1+9)丙酮溶液以3s1滴的流速淋洗錳，將淋洗液蒸干，破壞有機物，用高碘酸鉀光度法測定錳。

(5)鋁、鈣、鎂的測定

用60mL0.1mol/LHCl淋洗交換柱(淋洗錳後，因大量丙酮存於交換柱中，需用稀鹽酸將其洗凈)，洗液棄去。再加50mL3mol/LHCl以3s1滴的流速淋洗鋁、鈣和鎂，流出液濃縮後轉入10mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。

移取此溶液5.0mL，用鉻天青S-十六烷基三甲基溴化銨光度法測定鋁;剩餘的5mL中加入1mLSrCl₂溶液後以原子吸收光譜法分別測定鈣和鎂。

(6)鉻、磷的測定

稱取2mg(精確至0.01mg)試樣置於鉑坩堝蓋上，用兩粒NaOH及少許Na₂O₂在510℃熔融，用少量水提取，煮沸除去H₂O₂，過濾。濾液濃縮至10.0mL，移取5.0mL用二苯基碳醯二肼光度法測定鉻;另剩餘5.0mL溶液，用鉬藍光度法測定磷。磷含量低時，可用丁醇萃取後，取有機相進行光度測量或目視比色。

(7)亞鐵的測定

稱取5.0mg(精確至0.01mg)的試樣，加氫氟酸、硫酸於聚四氟乙烯悶罐中，在沸水浴上加熱分解，用1，10-鄰二氮菲光度法測定氧化亞鐵。

❷ 什麼是金紅石

金紅石 礦物名稱： 金紅石（產在閃石內） Rutile in Amphibole ::礦物概述
化學組成：TiO2,Ti60%，有時含Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等；
鑒定特徵：以其四方柱形、雙晶、顏色為鑒定特徵；可以和錫石(cassitoritc)區別；不溶於酸類,加入碳酸鈉予以燒熔，則可溶解於硅酸，若再加入過氧化氫，可使溶液變為黃色；
成因產狀：形成於高溫條件下，主要產於變質岩[1]系的含金紅石石英脈中和偉晶岩脈中。此外，在火成岩中作為副礦物出現，也常呈粒狀見於片麻岩中；金紅石由於其化學穩定性大，在岩石風化後常轉入砂礦；
著名產地：中國河南省方城縣世界級特大型金紅石礦床、湖北省棗陽市、世界著名產地有瑞典Binnental和Campolungo、俄羅斯烏拉爾、挪威的Kfagero、法國Limoges附近的Yrieix、瑞士、奧地利的Tyr01、美國的Georgia、NorthCarolifonia和Arkansas各州、澳洲NewSouthWales的北部和Queensland的南部，以及美國Florida州的東北部等地。
名稱來源：Rutlle一字；來自拉丁語Rutilus，指紅色(Red)，象徵著金紅石的顏色;
::晶體形態
復四方雙錐晶類，常具完好的四方柱狀或針狀晶形。常見單形為四方柱m、a和四方雙錐s等，有時出現復四方柱和復四方雙錐。
::晶體結構
晶系和空間群：四方晶系，P42/mmm；紅棕色、紅色、黃色或黑色
晶胞參數：a0=4.59埃，c0=2.96埃；
粉晶數據：3.245(1)1.687(0.5)2.489(0.41)
::物理性質
硬度：6
比重：4.2-4.3g/cm3
解理：平行中等
斷口：斷口不平坦
顏色：紅棕色、紅色、黃色或黑色
條痕：淺棕色至淺黃色
透明度：透明到不透明
光澤：半金光澤至金屬光澤
發光性：無
其他：有鈦的反應
::光學性質
一軸晶(+),No=2.621,Ne=2.908,雙反射率=0.2870.
資源概況
南召縣金紅石礦主要產在二疊紀寬坪群片岩、變粒岩、鈄長角閃片岩和大理岩中，這套地層東起雲陽鎮的朱坪村，與方城縣的柳河鎮金紅石礦區接壤；往西北方向經雲陽的火石岈、鹿鳴山、官山、八里橋、小店的楊樹林、留山的油坊、土門、玲瓏山、張庄、城郊的小東庄到縣城東的青峰山；經縣城西的羅坪南山、周灣、貫溝等地直到馬市坪鄉的西北部，均有大面積出露，全長約50公里，最寬處6公里，最窄處1公里(指含礦地層)。金紅石品位一般為2％，最高達4.1％。按省地勘二院提供的平均寬800米，采深50米估算，全縣金紅石礦石量達50 億噸以上。這套含礦地層中，按照金紅石粒度大小可分為粗、細兩種類型，其中粗粒佔90％。
（一）粗粒金紅石礦
礦體長數萬米，一般3層，最多6層。礦石類型簡單，為含金紅石角閃片岩及斜長角閃片岩。主要有益組分金紅石TiO2含量最高4.1％，平均2.2％。金紅石為自形、半自形柱狀，棕紅色，油脂光澤，粒徑0.02×0.12mm----0.12×0.8mm，嵌布在角閃岩、斜長石、綠簾石等脈石礦物之間。
（二）細粒金紅石礦
礦體長數千米，一般10----20層。礦層以含金紅石角閃片岩為主，所佔比例為60％。其它含金紅石雲母片岩、斜長片岩、綠簾片岩次之。其金紅石TiO2含量一般1.76--3.60％，平均2.00％。金紅石的基本特徵與粗粒近似，但粒度較細，大多在0.05--0.1mm 之間。
人造金紅石
人造金紅石又稱合成金紅石（syntheticrutile），系指利用化學加工方法，將鈦鐵礦中的大部分鐵成分分離出去所生產的一種在成分上和結構性能上與天然金紅石相同的富鈦原料，其TiO2含量視加工工藝之不同波動在91%～96%，是天然金紅石的優質代用品，大量用於生產氯化法二氧化鈦，也可用於生產四氯化鈦、金屬鈦以及搪瓷製品和電焊條葯皮，還可用於生產人造金紅石黃顏料。主要生產國家有澳大利亞、美國、日本、印度、馬來西亞等。目前產量已超過天然金紅石，主要原因是天然金紅石貯量日漸枯竭，產量逐年下降。

❸ 金紅石礦多少錢一噸

你要問的是哪個地區呢？
目前金紅石（TiO2>95%,S<0.03%,p<0.04% ）的含稅價格是18000-18500元/噸

❹ 含礦岩體的稀有金屬及微量元素

各個礦床(區)積累的資料中，除鈮、鉭、鋰、銣、銫、鈹等稀有金屬的資料外，其他微量元素的資料甚少，且多為半定量光譜分析結果。為此，補做了栗木、鄧阜仙、松樹崗、524、521、東宮下等6個礦床(區)的微量元素工作，共取樣47件，每件做30個元素的化學定量分析，由廣東地礦局中心實驗室完成。現選擇Nb、Ta、Li、Be、Rb、Cs、Zr、W、Sn、Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Co、V、Sr、Ba、U、Th、F、Cl、B、S等24種元素作為稀有金屬和微量元素研究的對象。

一、分布和富集

全分異自交代型花崗岩各相、帶微量元素含量平均值及富集系數見表2-19和表2-20，各元素的相、帶分布如圖2-16所示。與酸性岩漿岩相應元素的豐度值(維氏值)相比，24種元素明顯分為4組:第一組為Cr、Ni、Co、V、Sr、Ba、Cl，其含量小於維氏值，維氏富集系數＜1.00;第二組為B、Zr、Pb、Zn、Th、S，其含量接近維氏值，維氏富集系數為1.00±;第三組為Nb、Ta、Li、Rb、Be、Cu、U、F，其含量明顯大於維氏值，維氏富集系數＞1.00;第四組為Cs、W、Sn，其含量遠大於維氏值，維氏富集系數＞10.00，甚至高達n×10。這表明，全分異自交代型花崗岩以貧前兩組元素(Cr，Ni，Co，V，Sr，Ba，B，Pb，Zn，Zr，Th，S，Cl)而富後兩組元素(Nb，Ta，Li，Rb，Cs，Be，W，Sn，Cu，U，F)為特徵。

在上述總體特徵基礎上，各相、帶相對富集的元素又有顯著差別:

1)母體相，相對富含Cr，Co，V，Sr，Ba，Zr，Cl;似斑狀相，各種稀有金屬和微量元素含量處於過渡地位;自交代相突出富含Nb，Ta，Li，Rb，Cs，Be，W，Sn，Cu，U，F，相對富含Pb，Zn，B，Th;似偉晶相，富集W和Sn。

2)自交代相下部帶相對富含Nb，U，Th，B;中下部帶相對富含Be，Cu，W;中上部帶相對富含Ta，Cs，Li，Rb，Sn，Pb，Zn，F，S等。

3)從下部的母體相到上部的似偉晶相，元素的富集序列為:

圖2-16 分異自交代型花全崗岩稀有金屬及微量元素分布曲線

圖2-16 分異自交代型花全崗岩稀有金屬及微量元素分布曲線(續)

表2-19 型分異自交代全花崗岩各相、微量元素含量帶(w_B/10－6)

表2-20 型分異自交代全花崗岩各相、的微量元素帶富集系數

注:維氏值為А.П.維諾格拉多夫酸性岩平均值(豐度值)。

南嶺及鄰區花崗岩型稀有金屬礦床地質成礦特徵

上述特徵，為岩漿的生成、相分離、帶分異等全分異自交代型花崗岩形成的3個重要階段在稀有金屬和微量元素分布富集上的反映。岩漿生成階段，已使Nb、Ta、Li、Rb、Cs、Be、W、Sn、U、F等元素產生了富集，而Cr、Ni、Co、V、Sr、Ba、S、Cl等元素產生原始貧化。相分離階段，原始貧化的Zr、Cr、Co、V、Sr、Ba、Cl等殘留在母體相中，Nb、Ta、Li、Rb、Cs、Be、W、Sn、F等進一步富集進入自交代相，部分進入似偉晶相。帶分異階段使Nb、U、Th、Be、W與Ta、Li、Rb、Cs、Hf、Sn、F等元素發生分離，前者主要進入中下部帶而後者主要進入中上部帶。

二、分布模型

全面對比研究24種元素在全分異自交代型花崗岩形成過程中的分布、富集及彼此之間的關系，可以建立起全分異自交代型花崗岩的稀有金屬和微量元素分布模型(圖2-17，圖2-18)。

圖2-17為相的稀有金屬和微量元素分布模型，橫坐標為(F+S+B)/Cl，縱坐標為(Nb+Ta+Li+Rb+Cs+Be)/(Cr+Ni+Co+V)，(U+Th)/Zr值在圖中用等值線表示，另外，各樣點的相型用花紋符號表示。全部樣點投入坐標系統後，顯示出明顯的規律性:全部樣點均落入直角坐標系的角分線附近，且(U+Th)/Zr值均在0.2～1.18之間，說明全分異自交代型岩漿有一個穩定的稀有金屬和微量元素組合特點;母體相、似斑狀相和自交代相的樣點范圍狹窄並依次從直角坐標系的左下方(近原點)向右上方移動，(U+Th)/Zr值也依次增大，說明相分離階段稀有金屬和微量元素組合關系是相當穩定的，其造成的元素分離和富集是明顯的，從母體相經似斑狀相到自交代相元素演化方向穩定有規律;似偉晶相的樣點范圍比較寬泛，表明元素的可變范圍較大，但仍可看出其與母體相、似斑狀相和自交代相的組分有繼承關系。

圖2-18為帶的稀有金屬和微量元素分布模型，橫坐標為F/B值，縱坐標為(Ta+Li+Rb+Cs+Pb+Zn+F+S)/(Nb+U+Th+B)值。各帶的樣點也落入角分線附近，其組分的穩定性是顯而易見的;中下部帶的點落在圖的左下部分而上部帶的點落入右上部分，說明帶分異過程中組分的演化方向是固定的。

上述兩張模型圖，是現有資料綜合的結果，相信對找礦預測及新區評價有參考意義。同時需要強調，由於微量元素研究工作不足，這兩個模型圖僅是初步的，有待未來修正和提高。

三、鈮和鉭的成礦率及其分配和賦存

全分異自交代型花崗岩中，鈮和鉭元素主要呈鈮和鐵礦族礦物出現，其他鈮和鉭礦物比較次要，而分散的鈮和鉭的礦物主要是雲母，這已是大家的共識。

圖2-17 全分異自交代型花崗岩各相稀有金屬和微量元素分布模型

母體相的鈮和鉭礦物主要是鈮鐵礦，次為鈮鐵金紅石;自交代相的鈮和鉭礦物主要是鉭鈮鐵礦-鉭鈮錳礦，部分為細晶石，尚有少量鈮和鉭進入錫石和黑鎢礦中。松樹崗礦床(區)錫石中的鈮和鉭有50%～76%呈微礦物包裹體存在，而黑鎢礦中的鈮和鉭有81%～85%呈類質同像存在。似偉晶相中鈮和鉭礦物種屬與母體相相似，即主要是鈮鐵礦和金紅石。似斑狀相的鈮和鉭礦物介於母體相和自交代相之間。上述規律性已在副礦物部分有所論述。

自交代相是鈮和鉭及其他稀有金屬(鋯除外)的主要富集相，也是工業利用的對象。故以下討論的分配賦存狀況，也僅限於自交代相。

1.成礦率

鈮鐵礦族礦物、細晶石、鈮鐵金紅石等礦物中的鈮和鉭以及錫石、黑鎢礦中的鈮和鉭均可回收利用。將上述礦物中的鈮和鉭總量與岩(礦)石中鈮和鉭量之比稱為成礦率，也即可回收利用那部分鈮和鉭占岩(礦)石總鈮和鉭量的比例。各個礦床(區)鈮和鉭的成礦率見表2-21。

綜合對比各礦床(區)鈮和鉭的成礦率可知:

1)自交代相的成礦率大體為50%～85%。

2)各個礦床(區)的鈮和鉭成礦率有差別，即使是在同一個自交代相帶其差別也是顯而易見的。

圖2-18 自交代相各帶稀有金屬和微量元素分布模型

表2-21 各礦床(區)鈮鉭成礦率單位%

3)一般來說，從C-1帶到C-3帶鈮和鉭的成礦率有所增高，而從C-3帶到C-5帶反而有降低。成礦率的增高大體與鈉長石化強度相應，而其降低顯然與變種雲母分散了鈮和鉭有關。

4)雖然鉭元素含量有以C-1帶到C-5帶增長的趨勢，但C-4帶與C-5帶在自交代相中所佔比例有限，再加上其成礦率不高，因而鈮和鉭的工業礦化主要出現在C-2帶和C-3帶。

2.雲母對鈮和鉭的分散作用

各礦床(區)雲母的鈮和鉭含量見表2-22。

表2-22 不同相帶中雲母礦物的鈮鉭含量(w_B/%)

注:「↑」表示上帶值為本帶與上帶的綜合值。

由表2-22可知，自交代相的雲母中Nb₂O₅含量范圍一般為0.010%～0.029%，Ta₂O₅的含量范圍同樣是0.010%～0.029%，但多數是含鉭量大於含鈮量。鈮和鉭合量(Nb₂O₅+Ta₂O₅)變化范圍是0.024%～0.050%。總體而言，各帶不存在穩定的含量區間，各帶之間也無明顯的變化規律。對具體礦床(區)而言，多數表現為從C-1帶到C-4帶，雲母的鈮和鉭含量增高而Nb₂O₅/Ta₂O₅略有降低。

雲母中鈮和鉭的分配系數和分配率見表2-23。

表2-23表明，雲母中鈮的分配率最高為38.26%，最低為2.46%，平均為15.59%;鉭的分配率最高為32.94%，最低為1.94%，平均為12.38%。可見雲母作用導致鈮和鉭分散的量一般為10%～20%。

比較各帶的分配率可知，從C-1帶到C-5帶雲母作用導致鈮和鉭分散的總量有升高的趨勢，鈮反映得更為明顯。

松樹崗礦床(區)的研究證明，變種雲母中鈮和鉭的74%～84%呈微礦物包裹體形式存在。

四、鋰、銣、銫、鈹、鋯和鉿的分配和賦存

1.鋰

鋰呈鋰-鐵系列和鋰-鋁系列的變種雲母以及鋰雲母形式存在。這已為前述雲母化學研究所證實。

表2-23 分和鉭在雲母中的鈮配系數和分配率

注:*數據為C-4帶與C-5帶的綜合數據;**數據為C-2帶與C-3帶的綜合數據;()中的數據為礦區原數據。分配系數=礦物中氧化物量/岩石中氧化物量;分配率=分配系數×物在岩石中含量礦。

自交代相中的雲母含鋰量一般較高，Li₂O的含量范圍是0.66%～5.92%，且多數礦床(區)表現出從下部帶到上部帶，雲母中含鋰量增加的趨勢較為特殊的鄧阜仙礦床(區)，其雲母為白雲母，含Li₂O量僅達0.30%。各礦床(區)自交代相中雲母的含鋰量如表2-24所示。

表2-24 變種雲母和鋰雲母的含鋰量(w(Li₂O)/%)

鋰在雲母中的分配率為77.86%～100%，多數大於90%，相對比較穩定。另外，也有少量鋰進入長石中，如414礦床(區)，其C－2帶中的長石Li₂O的分配率達21.07%，C-3帶中長石Li₂O的分配率為7.66%。鋰在雲母中的分配系數和分配率如表2-25所示。

表2-25 鋰在雲母中的分配系數和分配率

注:同表2-22。

2.銣

銣主要賦存在雲母中，次為鉀長石中。銣在上述礦物中一般以類質同像存在。

自交代相中的雲母含銣較高，含量范圍為0.85%～1.08%，最高可達1.66%。多數礦床(區)顯示出上部帶的雲母含銣量高於下部帶。各礦床(區)的雲母含銣量如表2-26所示。

銣在雲母中的分配率(表2-27)為37.32%～79.9%，且C-1帶和C-2帶的分配率遠低於C-3帶、C-4帶、C-5帶。上述情況表明，雲母是銣元素的載體礦物，特別是中上部帶更是如此。至於下部帶中的銣，除賦存在雲母中之外，尚賦存在鉀長石中，如414礦床(區)C-2帶的銣有60.74%賦存在長石中，桐油崗礦床(區)C-2帶的銣有33.00%賦存在長石之中。另外，銣也有可能形成鋰銣雲母單礦物，需在深入研究時加以注意。

表2-26 各礦床(區)雲母中銣的含量(w(Rb₂O)/%)

表2-27 銣在雲母中的分配系數和分配率

注:同表2-23。

銣在雲母中分配率突變的位置，也即銣從主要賦存在鉀長石中轉變到主要賦存在雲母中的位置，正是自交代相下部帶與中上部帶遞變的位置。這一點可作為自交代分帶標志和礦化指示標志。

3.銫

銫也絕大部分賦存在雲母中。經414礦床(區)的溶解試驗證明銫在雲母中呈類質同像狀態。

自交代相的雲母中含銫量較高，Cs₂O含量范圍為0.0015%～0.076%，並明顯表現出從下部帶向上部帶增高的趨勢。這些特點與鋰和銣相似。各礦床(區)自交代相中的雲母含銫量如表2-28所示。

表2-28 各礦床(區)雲母中含銫量(w(Cs₂O)/%)

銫在雲母中的分配率(表2-29)為54.84%～90.56%，多數大於80%且比較穩定，說明雲母是銫的載體礦物。另外，部分銫也進入長石之中，如414礦床(區)C-2帶、C-3帶中的長石，其銫的分配率為3.44%～42.86%;430礦床(區)C-3帶中的長石，其銫的分配率為17.78%。

表2-29 銫在雲母中的分配系數和分配率

注:同表2-23。

4.鈹

大吉山礦床(區)的工作證明，鈹(BeO)的91%呈綠柱石和硅鈹石存在。414礦床(區)經江西有色冶金研究所的工作，認為鈹(BeO)的61%呈磷鈉鈹石、31%呈綠柱石形式存在。全分異自交代型花崗岩體中的鈹礦物，至今能肯定的就是上述3種。

5.鋯和鉿

鋯不是全分異自交代型花崗岩的特徵成礦元素，但鉿是特徵的成礦元素。鋯和鉿呈普

通鋯石-富鉿鋯石形式存在。最後需要指出，全分異自交代型花崗岩中的雲母，其回收技術已經解決(414礦床)，已成為鋰、銣、銫的工業礦物原料。相應富集雲母的中上部帶，可成為鋰、銣、銫的工業

原料礦體。

❺ （三）金紅石

1.礦物學特徵

1）礦物名稱：金紅石（R utile）。

2）化學成分：TiO₂。

3）晶系及結晶習性：四方晶系，晶體呈完好的四方柱狀或針狀，集合體呈緻密塊狀（見圖3-3-11），與銳鈦礦、板鈦礦為同質多象。單晶體呈短柱狀，長柱狀或針狀（見圖3-3-12），雙晶常以（011）成膝狀雙晶或三連晶。

圖3-3-11 板狀金紅石晶體

圖3-3-12 放射狀金紅石晶體

4）顏色：暗紅、褐紅、黃、橘黃，Fe含量高者為黑色。

5）光澤與透明度：金剛光澤—金屬光澤；半透明—不透明。

6）光性：一軸晶，正光性。

7）折射率與雙折射率：n_e=2.899～2.901,n_o=2.605～2.613；雙折射率為0.288～0.294。

8）多色性：黃色至褐色，暗紅色至暗褐色。鉭鐵金紅石為灰、黃、棕黃，綠，紅棕；鋁鐵金紅石為黃綠、紅褐，暗褐綠、褐黑。

9）熒光：紫外光下熒光惰性。

10）吸收光譜：未見特徵吸收譜。

11）解理：{110}解理完全，{100}解理中等。

12）摩氏硬度：6～6.5。

13）密度：4.2～4.3g/cm³，富鐵或鉻、或者密度增大，可達5.5g/cm³以上。

2.寶石學資料

加拿大卡爾加里狄沃團體收藏的金紅石寶石重3.7ct。

3.產狀與產地

1）產狀：產於火成岩、變質岩、花崗偉晶岩和石英脈中。

2）產地：巴西、挪威、瑞士、原蘇聯、法國、美國、墨西哥等地。

❻ 任務貴金屬分析方法的選擇

任務描述

貴金屬元素由於其性質的特殊性，在樣品溶解、分離富集等方面與一般元素有很大的不同之處。通過本次任務的學習，加深對貴金屬元素性質的了解，能根據礦石的特性、分析項目的要求及干擾元素的分離等情況正確選擇分離和富集方法，學會基於被測試樣中貴金屬元素含量的高低不同以及對分析結果准確度的要求不同而選用適當的分析方法，能正確填寫樣品流轉單。

任務分析

一、貴金屬在地殼中的分布、賦存狀態及其礦石的分類

貴金屬元素是指金、銀和鉑族（銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑）共8 種元素，在元素周期表中位於第五、六周期的第Ⅷ族和第IB副族中。由於鑭系收縮使得第二過渡元素（釕、銠、鈀、銀）與第三過渡元素（鋨、銥、鉑、金）的化學性質相差很小，因此貴金屬元素的化學性質十分相近。

鉑族元按其密度不同，分為輕重兩族。釕、銠、鈀為輕族；鋨、銥、鉑為重族。

金在自然界大都以自然金形式存在，也能和銀、銅和鉑族元素形成天然合金。根據最新研究成果，金的地殼豐度值僅為1 ng/g。金礦床中伴生的有用礦產很多。在脈金礦或其他原生金礦床中，常伴生有銀、銅、鉛、鋅、銻、鉍和釔等；在砂金礦床中，常伴生有金紅石、鈦鐵礦、白鎢礦、獨居石和剛玉等礦物。此外，在有色金屬礦床中，也常常伴生金。金的邊界品位一般為1 g/t。一般自然金里的金含量大於80%，還有少量的銅、鉍、銀、鉑、銻等元素。

銀在地殼中的平均含量為1×10^-7，在自然界多以硫化物形式存在，單獨存在的輝銀礦（Ag₂S）很少遇見，而且主要伴生在銅礦、鉛鋅礦、銅鉛鋅礦等多金屬硫化物礦床和金礦床中。在開采和提煉銅、鉛、鋅、鎳和金主要組分時，可順便回收銀。一般含銀品位達到5～10 g/t即有工業價值。

鉑族元素在自然界分布量很低，鉑在地殼中的平均豐度僅為5×10^-9，鈀為5×10^-8。它們和鐵、鈷、鎳在周期表上同屬第Ⅷ族，因此也與鐵、鈷、鎳一樣，具有親硫性。鉑族元素常與鐵元素共生，它們主要富集在與超基性岩和基性岩有關的銅鎳礦床、鉻鐵礦床和砂礦床內。銅鎳礦床中所含鉑族元素以鉑、鈀為主，其次是銠、釕、鋨、銥。鉻鐵礦中所含鉑族元素以鋨、釕、銥為主。鉑族元素之間，以及它們與鐵、鈷、鎳、銅、金、銀、汞、錫、鉛等元素之間能構成金屬互化物。在自然界存在自然鉑和自然鈀。自然鉑含鉑量為84%～98%，其餘為鐵，及少量鈀、銥、鎳、銅等。自然鈀含鈀量為86.2%～100%，同時含有少量鉑、銥、銠等。自然釕很少見，我國廣東省發現的自然釕中含有91.1%～100% 的釕。鉑族元素還可以與非金屬性較強的第Ⅵ主族元素氧、硫、硒、碲及第V主族元素砷、銻、鉍等組成不同類型的化合物。目前已知的鉑族元素礦物有120多種。在一些普通金屬礦物（如黃銅礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃鐵礦、鉻鐵礦等）以及普通非金屬礦物（如橄欖石、蛇紋石、透輝石等）中也可能含有微量鉑族元素。

鉑族元素的共同特性是具有優良的抗腐蝕性、穩定的熱電性、高的抗電火花蝕耗性、高溫抗氧化性能以及良好催化作用，故在工業上應用很廣泛，特別是在國防、化工、石油精煉、電子工業上不可缺少的重要原料。

二、貴金屬的分析化學性質

（一）化學性質

1.金

金具有很高的化學穩定性，即使在高溫條件下也不與氧發生化學作用，這大概就是在自然界中能夠以自然金甚至是以微小金顆粒存在的重要原因。金與單一的鹽酸、硫酸、硝酸和強鹼均不發生化學反應。金能夠溶解在鹽酸和硝酸的混合酸中，其中在王水中的溶解速率是最快的。用於分析化學中的金標准溶液通常就是以王水溶解純金來制備，但需要用鹽酸反復蒸發除去多餘的硝酸或氮氧化合物。在有氧化劑存在的鹽酸中，如 H₂O₂、KMnO₄、KClO₃、KBrO₃、KNO₃和溴水等，金也能夠很好被溶解，這主要是由於鹽酸與氧化劑相互作用產生新生態的氯氣同金發生反應所致。

2.銀

銀有較高的化學穩定性，常溫下不與氧發生化學作用，在自然界同樣能夠以元素形態存在。當與其他元素發生化學反應時，通常形成正一價的銀化合物。在某些條件下也可生成正二價化合物，例如AgO和AgF₂，但這些化合物不穩定。

金屬銀易溶於硝酸生成硝酸銀，也易溶於熱的濃硫酸生成硫酸銀，而不溶於冷的稀硫酸中。銀在鹽酸和王水中並不會很快溶解，原因在於初始反應生成的Ag^-以AgCl沉澱沉積在金屬表面而形成一層灰黑色的保護膜，阻止了銀的進一步溶解。但是如果在濃鹽酸中加入少量的硝酸，銀的溶解是比較快的。這是因為形成的 AgCl 又生成可溶性的［AgCl₂］^-配離子。這一反應對含銀的貴金屬合金材料試樣的溶解是很有用的。銀與硫接觸時，會生成黑色硫化銀；與游離鹵作用生成相應的鹵化物。銀飾品在空氣中長久放置或佩戴後失去光澤常常與其表面上硫化物及其氯化物的形成有關。在有氧存在時，銀溶解於鹼金屬氰化物而生成［Ag（CN）₂］^-配離子。銀在氧化劑參與下，如有Fe^3＋時也能溶於酸性硫脲溶液而形成復鹽。

3.鉑族金屬

鉑族金屬在常溫條件下是十分穩定的，不被空氣腐蝕，也不易與單一酸、鹼和很多活潑的非金屬元素反應。但是在確定的條件下，它們可溶於酸，並同鹼、氧和氯氣相互作用。鉑族金屬的反應活性在很大程度上依賴於它們的分散性以及同其他元素，即合金化的元素形成中間金屬化合物的能力。

就溶解能力而言，鉑族金屬粉末較海綿狀的易於溶解，而塊狀金屬的溶解是非常緩慢的。與無機酸的反應，除鈀外，鉑族金屬既不溶於鹽酸也不溶於硝酸。鈀與硝酸反應生成Pd（NO₃）₂。海綿鋨粉與濃硝酸在加熱條件下反應生成易揮發的OsO₄。鈀、海綿銠與濃硫酸反應，生成相應的PdSO₄、Rh₂（SO₄）₃。鋨與熱的濃硫酸反應生成OsO₄或OsO₂。鉑、銥、釕不與硫酸反應。王水是溶解鉑、鈀的最好溶劑。但王水不能溶解銠、銥、鋨和釕，只有當它們為高分散的粉末和加熱條件下可部分溶解。在有氧化劑存在的鹽酸溶液中（如H₂O₂、Cl₂等）於封管的壓力條件下，所有的鉑族金屬都能被很好地溶解。

通常，鹼溶液對鉑族金屬沒有腐蝕作用，但當加入氧化劑時則有較強的相互作用。如OsO₄就能夠在鹼溶液中用氯酸鹽氧化金屬鋨來獲得。在氧化劑存在條件下，粉末狀鉑族金屬與鹼高溫熔融，反應產物可溶於水（對於Os和Ru）、鹽酸、溴酸和鹽酸與硝酸的混合物中，由此可將難溶的鉑族金屬轉化為可溶性鹽類。高溫熔融時，常用的混合熔劑有：NaOH＋NaNO₃（或NaClO₃）、K₂CO₃＋KNO₃、BaO₂＋BaNO₃、NaOH＋Na₂O₂和Na₂O₂等。利用在硝酸鹽存在條件下的NaOH或KOH的熔融、利用Na₂O₂的熔融以及利用BaO₂的高溫燒結方法通常被認為是將鉑族金屬如銠、銥、鋨、釕轉化成可溶性化合物的方便途徑。

在鹼金屬氯化物存在條件下，鉑族金屬的氯化作用同樣是將其轉化成可溶性化合物的最有效途徑之一。

（二）貴金屬分析中常用的化合物和配合物

1.貴金屬的鹵化物和鹵配合物

貴金屬的鹵化物或鹵配合物是貴金屬分析中最重要的一類化合物，尤其是它們的氯化物或氯配合物。因為貴金屬分析中大多數標准溶液的制備主要來自這些物種；鉑族金屬與游離氯反應，即氯化作用，被廣泛用於分解這些金屬；更重要的是在鉑族金屬的整個分析化學中幾乎都是基於在鹵配合物水溶液中所發生的反應，包括分離和測定它們的方法。

鉑族金屬配合物種類繁多，能與其配位的除鹵素外，還有含O、S、N、P、C、As等配位基團，常見的有

NH₃、NO、NO₂、PH₃、PF₃、PCl₃、PBr₃、AsCl₃、CO、CN^-和多種含S、N、P的有機基團。貴金屬的簡單化合物在分析上的重要性遠不如其配合物。對於金或銀雖然形成某些穩定配合物，但無論其種類或數量都無法與鉑族金屬相比擬。

2.貴金屬氧化物

金、銀的氧化物在分析上並不重要。金的氧化物有Au₂O₃、Au₂O，Au₂O很不穩定，與水接觸分解為Au₂O₃和Au。用硝酸汞、乙酸鹽、酒石酸鹽等還原劑還原Au^（Ⅲ）可得到Au₂O。Au^（Ⅲ）與NaOH作用時，生成Au（OH）₃沉澱。通常，Au（OH）₃以膠體形態存在，所形成的膠粒直徑一般為80～200 nm。

向銀溶液中小心加入氨溶液時可形成白色的氫氧化銀。當以鹼作用時則有棕色的氧化銀析出。氧化銀呈鹼性，能微溶於鹼並生成［Ag（OH ）₂］^-；在300℃條件下分解為 Ag和O₂。

鉑族金屬及其化合物在空氣中灼燒可形成各種組分的氧化物。由於許多氧化物不穩定，或者穩定的溫度范圍比較窄，或者某些氧化物具有揮發性，因此在用某些分析方法測定時要十分注意。例如，一些採用重量法的測定需在保護氣氛中灼燒成金屬後稱重。Os^（Ⅷ）、Ru^（Ⅷ）的氧化物易揮發，這也是與其他貴金屬分離的最好方法。鉑族金屬對氧的親和力順序依次為：Pt＜Pd＜Ir＜Ru＜Os。鉑的親和力最差，但粉末狀的鉑能很好與氧結合。貴金屬的氧化物在溶液中多呈水合氧化物形式存在。

3.貴金屬的硫化物

形成硫化物是貴金屬元素的共性，但難易程度不同。其中IrS生成較難，而PdS、AgS較容易形成。貴金屬硫化物均不溶於水，其溶解度按下列順序依次減小：Ir₂S₃、Rh₂S₃、PtS₂、RuS₂、OsS₂、PdS、Au₂S₃、Ag₂S。在貴金屬的氯化物或氯配合物（銀為硝酸鹽）溶液中，通入H₂S氣體或加入Na₂S溶液可得到相應的硫化物沉澱。

4.貴金屬的硝酸鹽和亞硝酸鹽化合物或配合物

在貴金屬的硝酸鹽中，AgNO₃是最重要的化合物。分析中所用的銀標准溶液都是以AgNO₃為初始基準材料配製的。其他貴金屬的硝酸鹽及硝基配合物不穩定，易水解，在分析中較少應用。鉑族金屬的亞硝基配合物是一類十分重要的配合物。鉑族金屬的氯配合物與NaNO₂在加熱條件下反應，生成相應的亞硝基配合物。這些配合物很穩定，在pH 8～10的條件下煮沸也不會發生水解。利用這種性質可進行貴金屬與賤金屬的分離。

三、貴金屬礦石礦物的取樣和制樣

含有貴金屬元素的樣品在分析之前必須具備兩個條件：①樣品應是均勻的；②樣品應具有代表性。否則，無論分析方法的准確度如何高或分析人員的操作如何認真，獲得的分析結果往往是毫無意義的。此外，隨著科學技術的發展，貴金屬資源被廣泛應用於各工業部門和技術領域，由於貴金屬資源逐漸減少，供需矛盾日漸突出，其價格日趨昂貴，因此對分析結果准確性的要求比其他金屬要高。

貴金屬礦石礦物的取樣、加工是為了得到具有較好代表性和均勻性的樣品，使所測試樣品中貴金屬的含量能夠較真實地反映原礦的情況，避免取樣帶來的誤差。貴金屬在自然界中的賦存狀態很復雜，又由於貴金屬元素的含量較低，故分析試樣的取樣量必須滿足兩個因素：①分析要求的精度；②試樣的均勻程度，即取出的少量試樣中待測元素的平均含量要與整個分析試樣中的平均含量一致。實際上貴金屬元素在礦石中的分布並不均勻，往往集中在少數礦物顆粒中，要達到取出的試樣與總試樣完全一致的要求是很難做到的。因此，只能在滿足所要求的分析誤差范圍內進行取樣，增加取樣量，分析誤差可能會減小。試樣中貴金屬礦物的破碎粒度與取樣量有很大關系，粒度愈大，試樣愈不均勻，取樣量也應愈大，因此加工礦物試樣時應盡可能磨細。為了達到一定的測量精度，除滿足上述取樣量的條件外，還應滿足測定方法的靈敏度。

一般的礦樣，可按常規方法取樣、制樣。金多以自然金的形式存在於礦石礦物中，它的粒度變化較大，大的可達千克以上，而微小顆粒甚至在顯微鏡下都難以分辨。金的延展性很好，它的破碎速度比脈石的破碎速度慢，因此對未過篩的和殘留在篩縫中的樣品部分絕對不能棄之，此部分大多含有自然金。金礦石的取樣與加工一般按切喬特經驗公式進行。對於比較均勻的樣品，K取值為0.05，一般金礦石樣品，K取值為0.6～1.5。

對於較難加工的金礦石，在棒磨之前加一次盤磨碎樣並磨至0.154mm，因為棒磨機的作用是用鋼棒沖擊和擠壓岩石再磨細金粒，能滿足一般金粒較細的試樣所需的破碎粒度。含有較粗金粒的試樣，用棒磨機只能使金粒壓成片狀或帶狀，達不到破碎的目的。而盤磨機是利用搓壓的作用力使石英等硬度較大的物料搓壓金粒來達到破碎的目的。

在金礦樣的加工過程中，應注意以下幾個方面：

（1）如果礦樣量在1kg以下，碎樣時應磨至200目。一半送分析用，一半作為副樣。如果礦樣量在1 kg以上，按加工流程進行破碎，作基本分析的樣品重量不應少於500～600 g。

（2）若樣品中含有明金時，應增設80目過篩和篩上收金的過程。

（3）對於1∶20萬區域化探水系沉澱物樣品，應將原分析樣混勻後分取40g，用盤磨粉碎至200目，混勻後作為金的測定樣。

（4）在過篩和縮分過程中，任何時間都不能棄去篩上物和損失樣品。

（5）所使用的各種設備每加工完一個樣品後必須徹底清掃干凈，並認真檢查在縫隙等處有無金粒殘留。

（6）礦樣經棒磨機粉碎至200 目後，送分析之前必須再進行混勻，以防止因金的密度大在放置時間過久或運送過程中金下沉而導致樣品不均勻。

由於金在礦石中的不均勻性，要製取有代表性、供分析用的礦樣，應盡可能地增大礦石取樣量。在磨樣過程中，對分離出粗粒的金應分別處理。其他貴金屬礦樣的取樣與加工要比金礦石的容易。

為了獲得准確的分析結果，貴金屬試樣在分析之前，取樣與樣品的加工，試樣的分解將是整個分析工作中的重要環節。另一方面，由於在大多數的分析方法中，獲得的分析結果常常是通過與已知的標准物質的含量，包括標准溶液和標准樣品進行比較獲得的，因此，准確的分析結果同樣也依賴於貴金屬標准溶液的准確制備。

四、貴金屬礦樣的樣品處理技術

貴金屬礦石礦物的分解有其特殊性，是分析化學中的難題之一。因為多數貴金屬具有很強的抗酸、鹼腐蝕的特點，常用的無機溶劑和分解技術難以分解。

含銠、銥和釕等試樣，在常溫、常壓，甚至較高溫度、壓力下用王水也難以分解。

砂鉑礦多由超基性岩體中的鉻-鉑礦風化次生而成，其密度及硬度極高、化學惰性極強，在高溫、高壓條件下溶解也較慢。

鋨銥礦是以鋨和銥為主的天然合金，晶格類型的差別較大（銥為等軸晶系，鋨為六方晶系）。含鋨高時稱為銥鋨礦，呈鋼灰色至亮青銅色；含銥高時稱為鋨銥礦，呈明亮錫白色。它們的密度都很大，性脆且硬，含銥、釕高時磁性均較強，鋨高時相反。化學性質也都很穩定，於王水中長時間煮沸難以被分解。

為了分解這些難溶物料，需要引入一些特殊的技術，如焙燒預處理技術、鹼熔融技術、加壓酸消解技術等。

（一）焙燒預處理方法

貴金屬在礦石中除以自然金、自然鉑等形式存在外，還以各種金屬互化物形式存在，並常伴生在硫化銅鎳礦和其他硫化礦中。用王水分解此類礦樣時，由於硫的氧化不完全，易產生元素硫，並吸附金、鉑、鈀等，使測定結果偏低，尤其對金的吸附嚴重，故需要先進行焙燒處理，使硫氧化為SO₂而揮發。焙燒溫度的控制是很重要的，溫度過低，分解不完全；溫度過高，會燒結成塊，影響分析測定。常用的焙燒溫度為600～700℃，焙燒時間與試樣量和礦石種類有關，一般為1～2h。不同硫化礦的焙燒分解情況不同，其中黃鐵礦最易分解，其次是黃銅礦，最難分解的是方鉛礦。以下是幾種貴金屬礦石的焙燒處理方法。

（1）含砷金礦的焙燒。先將礦石置於高溫爐中，升溫至400℃恆溫2h，使大部分砷分解、揮發，繼續升溫至650℃，使硫和剩餘的少量砷完全揮發。於礦石中加入NH₄NO₃、Mg（NO₃）₂等助燃劑，可提高焙燒效率，縮短焙燒時間。如果金礦中砷的含量在0.2% 以上，且砷含量比金含量高800倍的條件下焙燒時，會生成砷和金的一種易揮發的低沸點化合物而使金損失，此時的焙燒溫度應控制在650℃以下。當金礦石中硅含量較高時，加入一定量NH₄HF₂可分解SiO₂。

（2）含銀硫化礦的焙燒。先將礦石置於高溫爐中，升溫至650℃，恆溫2h，使硫完全揮發。當礦石中硅含量較高時，即使加入NH₄HF₂，由於焙燒過程中生成難溶的硅酸銀，使測定結果嚴重偏低。為此，用酸分解焙燒試樣時，加入HF以分解硅酸銀，可獲得滿意的結果。

（3）含鉑族元素硫化礦的焙燒。與含金硫化礦的焙燒方法相同。

（4）含鋨硫化礦的焙燒。試樣進行焙燒時，易氧化為OsO₄形式揮發損失，於焙燒爐中通入氫氣，硫以H₂S形式揮發；或按10∶1∶1∶1比例將礦石、NH₄Cl、（NH₄）₂CO₃、炭粉混合後焙燒，可加速硫的氧化，對鋨起保護作用。

（二）酸分解法

貴金屬物料的酸分解法是最常用的方法，操作簡便，不需特殊設備。常用的溶劑是王水，它所產生的新生態氯具有極強的氧化能力，是溶解金礦和某些鉑族礦石的有效試劑。溶解金時可在室溫下浸泡，加熱使溶解加速。溶解鉑、鈀時，需用濃王水並加熱。此外，分解金礦的試劑很多，如HCl-H₂O₂、HCl-KClO₃、HCl-Br₂等。被硅酸鹽包裹的礦物，應在王水中加少量HF或其他氟化物分解硅酸鹽。酸分解方法不能用於含銠、銥礦石的分解，此類礦石只有在高溫、高壓的特定條件下強化溶解才能完全溶解。

（三）鹼熔法

固體試劑與試樣在高溫條件下熔融反應可達到分解的目的。最常用的是過氧化鈉熔融法，幾乎可以分解所有含貴金屬的礦石，但對粗顆粒的鋨銥礦很難分解完全，常需要用合金碎化後再鹼熔才能分解完全。本法的缺點是引入了大量無機鹽，對坩堝腐蝕嚴重，又帶入了大量鐵、鎳。使用鎳坩堝還能帶入微量貴金屬元素。此法多用於無機酸難以分解的礦石。

五、貴金屬元素的分離和富集方法

貴金屬元素在岩石礦物中的含量較低，因此，在測定前對其進行分離富集往往是必要且關鍵的一步。貴金屬元素的分離和富集有兩種方法；一種是干法分離和富集——火法試金；一種是濕法分離和富集——將樣品先轉為溶液，然後採用沉澱、吸附、離子交換、萃取、色層等方法進行分離富集貴金屬與賤金屬分離，主要有共沉澱分離法、溶劑萃取法、離子交換分離法、活性炭分離富集法、泡沫塑料富集法及液膜分離富集法等。目前應用最廣泛的是火試金法、泡沫塑料法、萃取法。具體方法詳見任務2、任務3、任務4的相關內容。

六、貴金屬元素的測定方法

（一）化學分析法

1.重量法測定金與銀

將鉛試金法得到的金、銀合粒，稱其總量。經「分金後」得到金粒，稱重。兩者重量之差為銀的重量。

為了減少金在灰吹中的損失和便於分金，在熔煉時通常加入毫克量的銀。如果試樣中含金量較高，加入的銀量必須相應增加，以達金量的3倍以上為宜。低於此數時，分金不完全，且銀不能完全溶解，影響測定結果。

在實際應用中，不同含金量可按表7-1所示的銀與金的比例加入銀，可滿意地達到分金效果。

表7-1 銀與金的比例

如合粒中含銀量低、金量高時，可稱取兩份試樣，一份不加銀，所得合粒稱重，為金銀合量。另一份加銀，分金後測金。二者重量之差為銀量。亦可先將金、銀合粒稱重，再加銀灰吹，然後進行分金，測得金量。差減法得銀量。

分金可採用熱硝酸（1∶7），此時合粒中的銀、鈀以及部分鉑溶解，而金不溶並呈一黑色的整粒留下來。如果留的下金粒帶黃色，則表示分金不完全，應當取出，補加適量銀，包在鉛片中再灰吹，然後分金。

用硝酸（1∶7）分金後，金粒中還殘留有微量銀，可再用硝酸（1∶1）加熱數分鍾除去。

2.滴定法

在貴金屬元素的滴定法中，主要利用貴金屬離子在溶液中進行的氧化還原反應、形成穩定配合物反應、生成難溶化合物沉澱或被有機試劑萃取的化合反應。被滴定的貴金屬離子本身多數是有顏色的，而且存在著復雜的化學形態和化學平衡反應，故導致滴定法的應用有一定的局限性。

金的滴定法主要依據氧化還原反應，包括碘量法、氫醌法、硫酸鈰滴定法、釩酸銨滴定法及少數催化滴定法和原子吸收-碘量法聯合的分析方法。其中碘量法和氫醌法在我國應用最普遍，它們與活性炭或泡塑吸附分離聯用，方法的選擇性較好，且可測得微量至常量的金，已成為經典的測定方法或實際生產中的例行測定規程。由於樣品的成分的復雜性，故用活性炭吸附分離-碘量法測定金時，還應針對試樣的特殊性採取相應的預處理手段。例如，含鉛、銀高的試樣，可加入5～7g硫酸鈉，煮沸使二氯化鉛轉化為硫酸鉛沉澱過濾除去，銀用鹽酸溶液（2＋98）洗滌，可避免氯化銀沉澱以銀的氯配離子形式進入溶液中而被活性炭吸附。含鐵、鉛、銅、鋅的試樣，在滴定時加入0.5～1 g氟化氫銨可掩蔽50mg鐵、鉛，3～5mL的EDTA溶液（25g/L）可掩蔽大量鉛、銅、鋅，但需立即加入碘化鉀，以避免Au^（Ⅲ）被還原為Au^（Ⅰ）。含硫高時，於馬弗爐中500℃溫度下焙燒3h後再於650～700℃恆溫1～2h，可避免金的分析結果偏低。含銻的試樣，用氫氟酸蒸發2次，可消除其對金的影響。試樣中含鉑和鈀時，會與碘化鉀形成紅色和棕色碘化物，且消耗硫代硫酸鈉，可於滴定時加入5mL硫氰酸鉀溶液（250g/L），使之形成穩定的配合物而消除干擾。用碘量法測定金的誤差源於多種因素：金標准溶液的穩定性、活性炭吸附金的酸度、水浴蒸發除氮氧化物的條件、澱粉指示劑用量、滴定前碘化鉀的加入量、分取試液和滴定液的濃度、標定量的選擇等，因此應予以注意。

關於銀的化學滴定法，應用最普遍的是硫氰酸鉀（銨）和碘化鉀沉澱滴定法，其次是硫代硫酸鈉返滴定法、硫酸亞鐵氧化還原滴定法和二硫腙萃取滴定法等。

硫氰酸鉀滴定法測定銀：將試金所得的金、銀合粒用稀硝酸溶解其中的銀，以硫酸鐵銨為指示劑，用硫氰酸鉀標准溶液滴定至淡紅色，即為終點。其主要反應式如下：

Ag^＋＋KCNS→K^＋＋AgCNS↓

Fe^3＋＋3KCNS→3K^＋＋Fe（CNS）₃

在鉑族金屬的滴定中，以莫爾鹽還原Pt^（Ⅳ），用釩酸銨返滴定法或二乙基二硫代氨基甲酸鈉滴定法的條件苛刻，選擇性差，不能用於組成復雜的試樣分析中。於pH為3～4酸性介質中，長時間煮沸的條件下，Pt^（Ⅳ）能與EDTA定量絡合，在乙酸-乙酸鈉緩沖介質中，用二甲酚橙作指示劑，乙酸鋅滴定過量的EDTA，可測定5～30mg Pd。利用這一特性，採用丁二肟分離鈀，用酸分解濾液中的丁二肟，可測定含鉑、鈀的冶金物料中的鉑。Pd^（Ⅱ）的滴定測定方法較多，常見的是利用形成難溶化合物沉澱和穩定配合物的反應。在較復雜的冶金物料中，採用選擇性試劑掩蔽鈀，二甲酚橙作指示劑，鋅（鉛）鹽滴定析出與鈀等量的EDTA測定鈀的方法較多。

（二）儀器分析法

貴金屬在地殼中的含量很低，因此各種儀器分析方法在貴金屬的測定中獲得了非常廣泛的應用。主要有可見分光光度法、原子吸收光譜法、發射光譜法、電感耦合等離子體原子發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法等。具體的應用請參閱本項目的任務2、任務3、任務4的相關內容。

七、貴金屬礦石的分析任務及其分析方法的選擇

貴金屬礦石的分析項目主要是金、銀、銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑含量的測定，除精礦外，一般礦石中貴金屬的含量都比較低，因此，在選擇分析方法時，靈敏度是需要重點考慮的因素。一般，銀的測定主要用原子吸收光譜法和可見分光光度法，且10 g/t以上含量的不需要預富集，可直接測定。可見分光光度法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體原子發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法在金的測定上都獲得了廣泛的應用。金的測定一般都需要採取預富集手段。銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑在礦石中含量甚微，因此對方法的靈敏度要求較高。目前，電感耦合等離子體質譜法在銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑的測定的應用已經越來越廣泛和成熟。另外光度法、電感耦合等離子體發射光譜法也在銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑的測定中發揮了重要作用。

技能訓練

實戰訓練

1.學生實訓時按每組5～8人分成幾個小組。

2.每個小組進行角色扮演，利用所學知識並上網查詢相關資料，完成貴金屬礦石委託樣品從樣品驗收到派發樣品檢驗單工作。

3.填寫附錄一中質量表格1、表格2。

❼ 東海縣毛北金紅石礦（）

毛北金紅石礦位於東海縣城西南15公里處，毛北—新沂市蔣馬一帶，礦區北距隴海鐵路7公里，交通甚為便利。

金紅石原生礦，賦存於太古宇東海群黑雲斜長片麻岩帶內的榴輝岩中。礦區共有10個礦體，多呈似層狀、透鏡狀產出，其中主礦體8個，長600—2640米，礦石礦物有金紅石、鈦鐵礦，脈石礦物有石榴子石、綠輝石。工業礦石平均含金紅石TiO₂2.13%，含石榴子石40%，含綠輝石20%。礦石可選性能良好。礦床成因類型屬岩漿變質礦床。

1958—1960年，徐州專署地質局第一地質隊，對東海縣白雲母等礦產進行普查評價工作，在提交的《東海白雲母礦普查評價報告》中，首次提到了有殘坡積型金紅石砂礦的存在。從此揭開了蘇北地區金紅石礦普查找礦的序幕。

1960年，南京大學地質系實習隊，發現了東海縣陸湖殘坡積型金紅石砂礦。

1960—1962年，江蘇省地質局第一地質大隊二分隊，在東海—新沂一帶進行金紅石砂礦的普查勘探，發現了某些地段的榴輝岩中原生金紅石含量比較高，可達到2%—5%。先後提交了6份有關金紅石礦的總結或報告。在1961年提交的《徐州專區東部金紅石工作總結》中，首次提出：「榴輝岩與金紅石有不可分割的母子關系」。

1963—1966年，江蘇省地質局第五地質大隊（原徐州專署地質局各地質隊合並組成）倪如訓、朱金榮、賴開泉等人，開展陸湖礦區金紅石砂礦地質普查、詳查及初勘試驗工作，並做了殘坡積砂礦、榴輝岩風化殼礦選礦試驗，提交了《江蘇省東海縣金紅石砂礦陸湖礦區詳查年終地質報告》和《陸湖礦區金紅石砂礦初勘試驗報告》，報告中詳細論述了分布在蔣馬原生金紅石礦床頂部的殘坡積砂礦及榴輝岩風化殼礦的分布、產狀、品位，計算了風化殼型金紅石礦物遠景儲量6476噸，為金紅石原生礦的發現提供了重要線索。

1987年，江蘇省地質礦產局地質研究所礦產開發應用研究室程振香、浦金富、潘南大，對新沂市阿湖鄉蔣馬榴輝岩中礦產資源的綜合開發利用進行了可行性研究。於1988年3月提交了研究報告。評價了蔣馬榴輝岩的含礦性，初步圈定了4個金紅石礦體，求出淺部礦石遠景儲量735萬噸，其中金紅石礦物量15萬噸，石榴子石礦物量404萬噸，綠輝石礦物量183萬噸。並委託江蘇省地質礦產局中心實驗室完成選礦為探索性試驗，初步確定了礦體中金紅石、石榴子石、綠輝石礦物的可選性，通過此項工作，確認榴輝岩中各種礦產品經過選礦可綜合利用，為金紅石原生礦普查提供了依據。

1988年11月，江蘇省地質礦產局第六地質大隊（簡稱地質六隊）高德有等提出「東海陸湖金紅石原生礦詳查」建議書，指出了原生礦最有遠景地段在毛北—蔣庄北部的壠崗上。該項建議被省地礦局列入1989年地勘計劃項目，下達給地質六隊承擔。1989年3月，地質六隊夏明飛（項目負責人）、劉健等，開展了毛北—蔣馬金紅石礦的普查評價工作，歷時二年零四個月。共完成1∶2000地質填圖5.36平方公里，探槽12730立方米，淺井219米、鑽探工作量6895米。於1991年10月提交了《江蘇省東海縣毛北—新沂市蔣馬金紅石礦普查地質報告》。初步查明了毛北金紅石礦床是一個特大型的原生金紅石礦床，獲得礦石儲量16839萬噸，其中可供利用儲量11892萬噸，金紅石二氧化鈦儲量312萬噸，其中可供利用儲量253萬噸，估算石榴子石遠景儲量為4757萬噸，綠輝石遠景儲量為2378萬噸，這兩種礦物在金紅石選礦過程中均能綜合回收。

該礦床經慨略技術經濟評價，礦床外部建設條件好，露天開采及選礦技術可行，具有較好的經濟利用價值，可以進一步詳查、勘探、開發。

❽ 金紅石的主要成分是什麼

金紅石是就是較純的二氧化鈦，一般含二氧化鈦在95％以上，是提煉鈦的重要礦物原料，但在地殼中儲量較少。它具有耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、高強度、小比重等優異性能，被廣泛用於軍工航空、航天、航海、機械、化工、海水淡化等方面。金紅石本身是高檔電焊條必須的原料之一，也是生產金紅石型鈦白粉的最佳原料。
::礦物概述
化學組成：TiO2,Ti60%，有時含Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等；
鑒定特徵：以其四方柱形、雙晶、顏色為鑒定特徵；可以和錫石(cassitoritc)區別；不溶於酸類,加入碳酸鈉予以燒熔，則可溶解於硅酸，若再加入過氧化氫，可使溶液變為黃色；
成因產狀：形成於高溫條件下，主要產於變質岩系的含金紅石石英脈中和偉晶岩脈中。此外，在火成岩中作為副礦物出現，也常呈粒狀見於片麻岩中；金紅石由於其化學穩定性大，在岩石風化後常轉入砂礦；
著名產地：中國河南省方城縣世界級特大型金紅石礦床、湖北省棗陽市、世界著名產地有瑞典Binnental和Campolungo、俄羅斯烏拉爾、挪威的Kfagero、法國Limoges附近的Yrieix、瑞士、奧地利的Tyr01、美國的Georgia、NorthCarolifonia和Arkansas各州、澳洲NewSouthWales的北部和Queensland的南部，以及美國Florida州的東北部等地。
名稱來源：Rutlle一字；來自拉丁語Rutilus，指紅色(Red)，象徵著金紅石的顏色;
::晶體形態
復四方雙錐晶類，常具完好的四方柱狀或針狀晶形。常見單形為四方柱m、a和四方雙錐s等，有時出現復四方柱和復四方雙錐。
::晶體結構
晶系和空間群：四方晶系，P42/mmm；紅棕色、紅色、黃色或黑色
晶胞參數：a0=4.59埃，c0=2.96埃；
粉晶數據：3.245(1)1.687(0.5)2.489(0.41)
::物理性質
硬度：6
比重：4.2-4.3g/cm3
解理：平行中等
斷口：斷口不平坦
顏色：紅棕色、紅色、黃色或黑色
條痕：淺棕色至淺黃色
透明度：透明到不透明
光澤：半金光澤至金屬光澤
發光性：無
其他：有鈦的反應
::光學性質
一軸晶(+),No=2.621,Ne=2.908,雙反射率=0.2870.

❾ 金紅石礦是大宗商品鐵礦石其中一種嗎

不是。

根據大連商品交易所鐵礦石交割質量標准（F/DCEI001-2013）

金紅石就是較純的二氧化鈦，一般含二氧化鈦在95%以上。完全不是一種東西。

❿ 江蘇省東海縣毛北礦區毛北礦段金紅石礦勘探

（1）概況

毛北礦段位於江蘇省東海縣西南18千米，面積0.71平方千米。屬華北暖溫帶半濕潤氣候，交通便利。

2011年4月至11月，江蘇省地質調查研究院開展勘查工作，勘查礦種為金紅石，工作程度為勘探，勘查資金327萬元。

（2）成果描述

共圈出9條金紅石礦體（Rul-9），走向長750米，寬2～39米，礦體產狀為250°∠55°～88°。礦體由金紅石、石榴子石、綠輝石等組成。

提交金紅石礦（331+332+333）資源儲量1045.36萬噸，金紅石TiO₂資源儲量32.60萬噸，礦床TiO₂平均品位為3.12%，其中工業礦體TiO₂平均品位為3.53%；並伴生大型石榴子石礦（333）資源儲量538.36萬噸，屬兩個同體分布的大型礦床。資源儲量已通過評審。

（3）成果取得的簡要過程

毛北礦段榴輝岩型金紅石礦屬蘇北超高壓變質帶中岩漿變質礦床，在初步詳查的基礎上，勘探選用工程間距50米×50米，主要通過鑽探、槽探、樣品測試等手段，詳細查明礦段的地質特徵；詳細查明了主要礦體特徵、空間分布及其礦石質量；詳細查明了礦區開采技術條件；並對伴生石榴子石等有益組分進行綜合評價。本次勘探投入鑽探工作量1783米，各類樣品測試1667件，選礦試驗大樣1件，抽水試驗孔1個。