金红石矿含贵金属

❶ 金红石分析

68.3.1.1 半微量化学分析法

100mg试样，用K₂S₂O₇熔融，测定TiO₂、SiO₂、CaO、MgO、Al₂O₃、TFe₂O₃和MnO7个组分。另取100mg试样，用碱熔后测定ZrO₂、V₂O₅、P₂O₅和Cr₂O₃4个组分。其分析流程见图68.7，铌、钽、亚铁和化合水单独取样测定。

图68.7 金红石单矿物半微量分析流程图

试剂

钼酸钠溶液(25g/L)称取5gNa₂MoO₄·2H₂O溶于100mL5mol/LH₂SO₄中，用水稀释至200mL(测磷用)。

分析步骤

(1)硅、钛、铁、铝、钙、镁和锰分析溶液的制备

称取100mg(精确至0.01mg)试样于铂坩埚中，加入1.5g焦硫酸钾及5滴H₂SO₄，混匀，在650～700℃熔融25min，冷却。加20mL(1+1)HCl，加热浸取，待溶液清晰透明后，用中速滤纸过滤，滤液用100mL容量瓶承接，用盐酸酸化的水洗涤5次，用水稀释至刻度，摇匀，此为溶液(A)，供测定TiO₂、TFe₂O₃、MnO、Cr₂O₃、Al₂O₃、CaO和MgO等组分使用。残渣供测定硅用。

a.硅的测定。将残渣连同滤纸置于原铂坩埚中灰化，加入0.5gNa₂CO₃熔融后，用水加热浸取。冷却后将溶液倾入已盛有5mL(1+1)HCl的50mL容量瓶中并不断摇动，使气泡缓慢逸出。用水洗净坩埚，稀释至刻度，摇匀。移取部分溶液用硅钼蓝光度法测定。

校准曲线0～200μgSiO₂。

b.钛的测定。移取10.0mL溶液(A)于100mL容量瓶中，过氧化氢差示光度法测定钛。以7mg二氧化钛溶液作参比溶液。

校准曲线7～10mgTiO₂。

c.全铁的测定。移取10.0mL溶液(A)于50mL容量瓶中，用1，10-邻二氮菲光度法测定。

校准曲线0～200μgFe₂O₃。

d.锰的测定。移取10.0mL溶液(A)用过硫酸铵光度法测定。

锰和铁的测定也可取溶液(A)用原子吸收光谱法完成。分别于371.9nm及248.3nm处测定铁和锰。

校准曲线0～4mgFe₂O₃/100mL，0～100μgMnO/100mL。

e.钙和镁的测定。移取50.0mL溶液(A)，置于200mL烧杯中，先用300g/LNaOH溶液中和大部分酸，加热至近沸，用(1+1)NH₄OH中和至pH2～3，在搅拌下，加入10mLpH4.5缓冲溶液(1mol/LHAc和2mol/LNaAc等体积混合)。小心煮沸2～3min。冷却后移入100mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。干过滤。分别移取此溶液各20.0mL，置于50mL烧杯中，用EDTA容量法分别测定钙和钙镁含量，差减法求得镁含量。

钙、镁也可以用原子吸收光谱法测定，移取5.0mL溶液(A)于25mL容量瓶中，加入1mL50g/L镧盐溶液和1mL(1+1)HCl，用水稀释至刻度后测定。

校准曲线0～200μgCaO，0～200μgMgO。

f.铝的测定。移取5.0mL溶液(A)，置于50mL容量瓶中，加2.5mL10g/L酒石酸溶液(新配)、1mL20g/L抗坏血酸溶液，加水至30mL。加1滴甲基红指示剂，用(15+85)NH₄OH中和至黄色，再用(3+97)HCl中和至微红色并过量0.5mL。加5mL1.2g/L铬天青S溶液，立即加入5mL乙酸钠缓冲溶液(pH5.8)，用水稀释至刻度，摇匀。30min后用1cm比色皿，于波长560nm处测量吸光度。

校准曲线0～50μgAl₂O₃。每份标准溶液加入4.5mg二氧化钛标准溶液。

(2)锆、磷、铬、钒试液的制备和锆的测定

称取100mg(精确至0.01mg)试样于银坩埚中，加入2gNaOH及少许Na₂O₂熔融。用50mL热水浸取，煮沸赶除H₂O₂，过滤，洗涤。滤液用100mL容量瓶承接，用稀硫酸中和至微酸性，稀释至刻度，摇匀，制得试液(B)。

用热的4.5mol/LHCl溶解烧杯及漏斗上的沉淀于100mL容量瓶中，用4.5mol/LHCl洗涤并稀释至刻度，摇匀。移取此溶液10.0mL置于50mL容量瓶中，在摇动下加水20mL(含Fe₂O₃大于500μg时，补加2mL20g/L抗坏血酸溶液，校准系列中亦应加入同量抗坏血酸溶液)，加3mL1g/L半二甲酚橙溶液，用水稀释至刻度，摇匀。30min后用1cm比色皿，于波长530nm处测量吸光度。

校准曲线0～60μgZrO₂。

a.磷的测定。移取10mL试液(B)于25mL比色管中，加少许水，依次加入2.5mL50g/L酒石酸溶液、1.25mL5mol/LH₂SO₄，摇匀。加2.5mL25g/L钼酸钠溶液，摇匀。加1mL1.5g/L硫酸肼溶液，加水稀释至刻度，摇匀。在沸水浴中放置10min，冷却。用5cm比色皿，于波长664nm处测量吸光度。

校准曲线0～10μgP₂O₅。

b.铬的测定。移取10.0mL试液(B)置于50mL比色管中，加1mL10g/LKMnO₄溶液，摇匀。放置数分钟，加入中和空白相同量的(1+3)H₂SO₄并过量1.1mL［中和空白用的酸量:吸取3份10.0mL空白溶液，以酚酞为指示剂，用(1+3)H₂SO₄滴定，记下用量］，加1mL(1+2)H₃PO₄，放置3min。加5mL100g/L尿素溶液，在摇动下滴加新配的10g/LNaNO₂溶液至恰变为无色。用水吹洗管壁，放置15min，加水至40mL。加2mL2.5g/L二苯碳酰二肼溶液，稀释至刻度，摇匀。于2h内，用5cm比色皿，于波长530nm处测量吸光度。

校准曲线0～100μgCr₂O₃。

c.钒的测定。移取10.0mL试液(B)置于50mL烧杯中，用(1+1)HCl中和至刚果红试纸变蓝色并过量1mL。加5mL40g/LNaNO₂溶液，不时摇动，放置10min。加1g尿素，不时摇动，放置30min，直到气泡停止逸出为止。加入100μg三价铁溶液、1m15g/Lα，α'-联吡啶溶液。用(1+1)NH₄OH中和至新加刚果红试纸变红色并过量2滴，移入25mL比色管中，用水稀释至刻度，摇匀。放置30min，用2cm比色皿，于波长490nm处测量吸光度。

校准曲线0～50μgV₂O₅。

(3)铌的铡定

称取10～20mg(精确至0.01mg)试样于瓷坩埚中，加1g焦硫酸钠和3滴硫酸，由低温升起至熔融。用5mL75g/L酒石酸溶液加热浸取，移入分液漏斗中。用10mL(1+3)HCl洗坩埚，再用5mL水洗，体积控制在20mL。加1mL400g/LSnCl₂溶液、1mL150g/LEDTA溶液，摇匀。放置数分钟，加5mL250g/LKSCN溶液，摇匀。放置10～20min，加l0mL乙酸乙酯，萃取1min，弃去水相。用10mL(1+3)HCl洗2次，分层后弃去水相。有机相放入l0mL干燥比色管中，用乙酸乙酯稀释至刻度，用1cm比色皿，于波长380nm处测量吸光度。

校准曲线0～50μgNb₂O₅。每份以37.5g/L酒石酸溶液稀释至5mL，并加入10.0mL空白溶液(10g焦硫酸钠和几滴硫酸熔融10min，用50mL37.5g/L酒石酸溶液浸取，加水至100mL)。再加5mLHCl，以下步骤与试样分析相同。

(4)钽的测定

称取50mg(精确至0.01mg)试祥于铂坩埚中，加3gK₂S₂O₇和几滴H₂SO₄熔融。加10mL0.4mol/LHF-1mol/LH₂SO₄混合液加热浸取。冷却后，移入预先加有10mL环己酮的分液漏斗中，用20mL混合酸洗坩埚，振摇1min，分层后，再用10mL混合酸洗有机相一次。将有机相放入铂坩埚中，用5mL环己酮洗分液漏斗，低温蒸干。从低温升至800℃灼烧几分钟，冷却。沿坩埚壁加入(1+1)甲醇-盐酸混合溶液，于水浴上蒸干，反复处理3次去硼。加5mLHF，加盖，加热提取，冷却。移入25mL无硼比色管中，用水稀释至10mL，用结晶紫光度法测定。

校准曲线0～15μgTa₂O₅。

(5)亚铁的测定

称取0.1g(精确至0.01mg)试样，用氢氟酸-硫酸分解试样，重铬酸钾容量法测定。

(6)化合水的测定

双球管重量法。

68.3.1.2 微量化学分析法

在试样量很少的情况下，可用微量分析法测定金红石的各组分，其分析流程见图68.8。

图68.8 金红石单矿物微量分析法分析流程图

试剂

阳离子交换柱将国产732型阳离子交换树脂(粒度为0.2～0.4mm)置于烧杯中，依次用100g/LNaOH溶液和5mol/LHCl处理，再用水洗至中性，置于硬质玻璃交换柱(0.8cm×30cm)中，用水洗净，用50～60mL0.15mol/LHCl-20g/L酒石酸溶液平衡后备用。

分析步骤

(1)试样的分解

称取5mg(精确至0.001mg)试样于外套瓷坩埚的铂坩埚中，加150～200mgK₂S₂O₇及几滴H₂SO₄，盖好盖子，于电炉上分解，待三氧化硫白烟冒尽，继续加几滴H₂SO₄，反复处理至呈透明状。最后赶尽三氧化硫。加少量0.15mol/LHCl-20g/L酒石酸溶液冷浸取。用致密滤纸过滤于小烧杯中，用0.15mol/LHCl-20g/L酒石酸溶液洗涤坩埚及残渣，滤液控制在20mL左右。残渣供测定硅使用。

(2)硅的测定

将过滤后的残渣及滤纸放回原铂坩埚内，灰化后用Na₂CO₃熔融、水浸取并酸化后，用硅钼蓝光度法测定。

(3)铌、钽的测定

将滤液以0.5～1mL/min的流速通过已预先平衡好的交换柱，流出液用50mL烧杯承接，用0.15mol/LHCl-20g/L酒石酸溶液分次洗涤烧杯及交换柱(体积控制不超过40mL)。将溶液加热浓缩至小体积(勿蒸干)，制成8mol/LHCl-20g/L酒石酸溶液，移入分液漏斗中，用5g/L苯甲酰苯胲-氯仿溶液20mL分两次萃取，合并有机相于铂坩埚中，置红外灯下照射至干。将其置于高温炉中，从低温升至600℃灼烧10min，冷却，加1mLHF，0.5mL(1+1)H₂SO₄，蒸至冒烟，再加0.5mL(1+1)H₂SO₄，再冒烟至约1滴，用少量60g/L酒石酸溶液溶解后，移入10mL容量瓶中，用60g/L酒石酸溶液稀释至刻度，摇匀。分取5.0mL，用氯代磺酚C光度法测定铌，剩余5mL用丁基罗丹明B光度法测定钽。

(4)钛、铁、锰的测定

用50～60mL水淋洗净交换柱上吸附的酒石酸根，洗液弃去。用200mL!(H₂O₂)=5%-0.5mol/LH₂SO₄溶液，以每3s1滴的流速淋洗钛，流出液收集于200mL容量瓶中，过氧化氢光度法测定二氧化钛。

用50mL0.1mol/LHCl-(15+85)丙酮溶液通过交换柱后，洗液弃去。用180mL0.2mol/LHCl-(15+85)丙酮溶液，以3s1滴的流速淋洗铁，收集流出液，蒸干，破坏有机物，用少量盐酸溶解，用1，10-邻二氮菲光度法测定全铁。

用150mL0.75mol/LHCl-(1+9)丙酮溶液以3s1滴的流速淋洗锰，将淋洗液蒸干，破坏有机物，用高碘酸钾光度法测定锰。

(5)铝、钙、镁的测定

用60mL0.1mol/LHCl淋洗交换柱(淋洗锰后，因大量丙酮存于交换柱中，需用稀盐酸将其洗净)，洗液弃去。再加50mL3mol/LHCl以3s1滴的流速淋洗铝、钙和镁，流出液浓缩后转入10mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。

移取此溶液5.0mL，用铬天青S-十六烷基三甲基溴化铵光度法测定铝;剩余的5mL中加入1mLSrCl₂溶液后以原子吸收光谱法分别测定钙和镁。

(6)铬、磷的测定

称取2mg(精确至0.01mg)试样置于铂坩埚盖上，用两粒NaOH及少许Na₂O₂在510℃熔融，用少量水提取，煮沸除去H₂O₂，过滤。滤液浓缩至10.0mL，移取5.0mL用二苯基碳酰二肼光度法测定铬;另剩余5.0mL溶液，用钼蓝光度法测定磷。磷含量低时，可用丁醇萃取后，取有机相进行光度测量或目视比色。

(7)亚铁的测定

称取5.0mg(精确至0.01mg)的试样，加氢氟酸、硫酸于聚四氟乙烯闷罐中，在沸水浴上加热分解，用1，10-邻二氮菲光度法测定氧化亚铁。

❷ 什么是金红石

金红石 矿物名称： 金红石（产在闪石内） Rutile in Amphibole ::矿物概述
化学组成：TiO2,Ti60%，有时含Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等；
鉴定特征：以其四方柱形、双晶、颜色为鉴定特征；可以和锡石(cassitoritc)区别；不溶于酸类,加入碳酸钠予以烧熔，则可溶解于硅酸，若再加入过氧化氢，可使溶液变为黄色；
成因产状：形成于高温条件下，主要产于变质岩[1]系的含金红石石英脉中和伟晶岩脉中。此外，在火成岩中作为副矿物出现，也常呈粒状见于片麻岩中；金红石由于其化学稳定性大，在岩石风化后常转入砂矿；
著名产地：中国河南省方城县世界级特大型金红石矿床、湖北省枣阳市、世界著名产地有瑞典Binnental和Campolungo、俄罗斯乌拉尔、挪威的Kfagero、法国Limoges附近的Yrieix、瑞士、奥地利的Tyr01、美国的Georgia、NorthCarolifonia和Arkansas各州、澳洲NewSouthWales的北部和Queensland的南部，以及美国Florida州的东北部等地。
名称来源：Rutlle一字；来自拉丁语Rutilus，指红色(Red)，象征着金红石的颜色;
::晶体形态
复四方双锥晶类，常具完好的四方柱状或针状晶形。常见单形为四方柱m、a和四方双锥s等，有时出现复四方柱和复四方双锥。
::晶体结构
晶系和空间群：四方晶系，P42/mmm；红棕色、红色、黄色或黑色
晶胞参数：a0=4.59埃，c0=2.96埃；
粉晶数据：3.245(1)1.687(0.5)2.489(0.41)
::物理性质
硬度：6
比重：4.2-4.3g/cm3
解理：平行中等
断口：断口不平坦
颜色：红棕色、红色、黄色或黑色
条痕：浅棕色至浅黄色
透明度：透明到不透明
光泽：半金光泽至金属光泽
发光性：无
其他：有钛的反应
::光学性质
一轴晶(+),No=2.621,Ne=2.908,双反射率=0.2870.
资源概况
南召县金红石矿主要产在二叠纪宽坪群片岩、变粒岩、钭长角闪片岩和大理岩中，这套地层东起云阳镇的朱坪村，与方城县的柳河镇金红石矿区接壤；往西北方向经云阳的火石岈、鹿鸣山、官山、八里桥、小店的杨树林、留山的油坊、土门、玲珑山、张庄、城郊的小东庄到县城东的青峰山；经县城西的罗坪南山、周湾、贯沟等地直到马市坪乡的西北部，均有大面积出露，全长约50公里，最宽处6公里，最窄处1公里(指含矿地层)。金红石品位一般为2％，最高达4.1％。按省地勘二院提供的平均宽800米，采深50米估算，全县金红石矿石量达50 亿吨以上。这套含矿地层中，按照金红石粒度大小可分为粗、细两种类型，其中粗粒占90％。
（一）粗粒金红石矿
矿体长数万米，一般3层，最多6层。矿石类型简单，为含金红石角闪片岩及斜长角闪片岩。主要有益组分金红石TiO2含量最高4.1％，平均2.2％。金红石为自形、半自形柱状，棕红色，油脂光泽，粒径0.02×0.12mm----0.12×0.8mm，嵌布在角闪岩、斜长石、绿帘石等脉石矿物之间。
（二）细粒金红石矿
矿体长数千米，一般10----20层。矿层以含金红石角闪片岩为主，所占比例为60％。其它含金红石云母片岩、斜长片岩、绿帘片岩次之。其金红石TiO2含量一般1.76--3.60％，平均2.00％。金红石的基本特征与粗粒近似，但粒度较细，大多在0.05--0.1mm 之间。
人造金红石
人造金红石又称合成金红石（syntheticrutile），系指利用化学加工方法，将钛铁矿中的大部分铁成分分离出去所生产的一种在成分上和结构性能上与天然金红石相同的富钛原料，其TiO2含量视加工工艺之不同波动在91%～96%，是天然金红石的优质代用品，大量用于生产氯化法二氧化钛，也可用于生产四氯化钛、金属钛以及搪瓷制品和电焊条药皮，还可用于生产人造金红石黄颜料。主要生产国家有澳大利亚、美国、日本、印度、马来西亚等。目前产量已超过天然金红石，主要原因是天然金红石贮量日渐枯竭，产量逐年下降。

❸ 金红石矿多少钱一吨

你要问的是哪个地区呢？
目前金红石（TiO2>95%,S<0.03%,p<0.04% ）的含税价格是18000-18500元/吨

❹ 含矿岩体的稀有金属及微量元素

各个矿床(区)积累的资料中，除铌、钽、锂、铷、铯、铍等稀有金属的资料外，其他微量元素的资料甚少，且多为半定量光谱分析结果。为此，补做了栗木、邓阜仙、松树岗、524、521、东宫下等6个矿床(区)的微量元素工作，共取样47件，每件做30个元素的化学定量分析，由广东地矿局中心实验室完成。现选择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种元素作为稀有金属和微量元素研究的对象。

一、分布和富集

全分异自交代型花岗岩各相、带微量元素含量平均值及富集系数见表2-19和表2-20，各元素的相、带分布如图2-16所示。与酸性岩浆岩相应元素的丰度值(维氏值)相比，24种元素明显分为4组:第一组为Cr、Ni、Co、V、Sr、Ba、Cl，其含量小于维氏值，维氏富集系数＜1.00;第二组为B、Zr、Pb、Zn、Th、S，其含量接近维氏值，维氏富集系数为1.00±;第三组为Nb、Ta、Li、Rb、Be、Cu、U、F，其含量明显大于维氏值，维氏富集系数＞1.00;第四组为Cs、W、Sn，其含量远大于维氏值，维氏富集系数＞10.00，甚至高达n×10。这表明，全分异自交代型花岗岩以贫前两组元素(Cr，Ni，Co，V，Sr，Ba，B，Pb，Zn，Zr，Th，S，Cl)而富后两组元素(Nb，Ta，Li，Rb，Cs，Be，W，Sn，Cu，U，F)为特征。

在上述总体特征基础上，各相、带相对富集的元素又有显著差别:

1)母体相，相对富含Cr，Co，V，Sr，Ba，Zr，Cl;似斑状相，各种稀有金属和微量元素含量处于过渡地位;自交代相突出富含Nb，Ta，Li，Rb，Cs，Be，W，Sn，Cu，U，F，相对富含Pb，Zn，B，Th;似伟晶相，富集W和Sn。

2)自交代相下部带相对富含Nb，U，Th，B;中下部带相对富含Be，Cu，W;中上部带相对富含Ta，Cs，Li，Rb，Sn，Pb，Zn，F，S等。

3)从下部的母体相到上部的似伟晶相，元素的富集序列为:

图2-16 分异自交代型花全岗岩稀有金属及微量元素分布曲线

图2-16 分异自交代型花全岗岩稀有金属及微量元素分布曲线(续)

表2-19 型分异自交代全花岗岩各相、微量元素含量带(w_B/10－6)

表2-20 型分异自交代全花岗岩各相、的微量元素带富集系数

注:维氏值为А.П.维诺格拉多夫酸性岩平均值(丰度值)。

南岭及邻区花岗岩型稀有金属矿床地质成矿特征

上述特征，为岩浆的生成、相分离、带分异等全分异自交代型花岗岩形成的3个重要阶段在稀有金属和微量元素分布富集上的反映。岩浆生成阶段，已使Nb、Ta、Li、Rb、Cs、Be、W、Sn、U、F等元素产生了富集，而Cr、Ni、Co、V、Sr、Ba、S、Cl等元素产生原始贫化。相分离阶段，原始贫化的Zr、Cr、Co、V、Sr、Ba、Cl等残留在母体相中，Nb、Ta、Li、Rb、Cs、Be、W、Sn、F等进一步富集进入自交代相，部分进入似伟晶相。带分异阶段使Nb、U、Th、Be、W与Ta、Li、Rb、Cs、Hf、Sn、F等元素发生分离，前者主要进入中下部带而后者主要进入中上部带。

二、分布模型

全面对比研究24种元素在全分异自交代型花岗岩形成过程中的分布、富集及彼此之间的关系，可以建立起全分异自交代型花岗岩的稀有金属和微量元素分布模型(图2-17，图2-18)。

图2-17为相的稀有金属和微量元素分布模型，横坐标为(F+S+B)/Cl，纵坐标为(Nb+Ta+Li+Rb+Cs+Be)/(Cr+Ni+Co+V)，(U+Th)/Zr值在图中用等值线表示，另外，各样点的相型用花纹符号表示。全部样点投入坐标系统后，显示出明显的规律性:全部样点均落入直角坐标系的角分线附近，且(U+Th)/Zr值均在0.2～1.18之间，说明全分异自交代型岩浆有一个稳定的稀有金属和微量元素组合特点;母体相、似斑状相和自交代相的样点范围狭窄并依次从直角坐标系的左下方(近原点)向右上方移动，(U+Th)/Zr值也依次增大，说明相分离阶段稀有金属和微量元素组合关系是相当稳定的，其造成的元素分离和富集是明显的，从母体相经似斑状相到自交代相元素演化方向稳定有规律;似伟晶相的样点范围比较宽泛，表明元素的可变范围较大，但仍可看出其与母体相、似斑状相和自交代相的组分有继承关系。

图2-18为带的稀有金属和微量元素分布模型，横坐标为F/B值，纵坐标为(Ta+Li+Rb+Cs+Pb+Zn+F+S)/(Nb+U+Th+B)值。各带的样点也落入角分线附近，其组分的稳定性是显而易见的;中下部带的点落在图的左下部分而上部带的点落入右上部分，说明带分异过程中组分的演化方向是固定的。

上述两张模型图，是现有资料综合的结果，相信对找矿预测及新区评价有参考意义。同时需要强调，由于微量元素研究工作不足，这两个模型图仅是初步的，有待未来修正和提高。

三、铌和钽的成矿率及其分配和赋存

全分异自交代型花岗岩中，铌和钽元素主要呈铌和铁矿族矿物出现，其他铌和钽矿物比较次要，而分散的铌和钽的矿物主要是云母，这已是大家的共识。

图2-17 全分异自交代型花岗岩各相稀有金属和微量元素分布模型

母体相的铌和钽矿物主要是铌铁矿，次为铌铁金红石;自交代相的铌和钽矿物主要是钽铌铁矿-钽铌锰矿，部分为细晶石，尚有少量铌和钽进入锡石和黑钨矿中。松树岗矿床(区)锡石中的铌和钽有50%～76%呈微矿物包裹体存在，而黑钨矿中的铌和钽有81%～85%呈类质同像存在。似伟晶相中铌和钽矿物种属与母体相相似，即主要是铌铁矿和金红石。似斑状相的铌和钽矿物介于母体相和自交代相之间。上述规律性已在副矿物部分有所论述。

自交代相是铌和钽及其他稀有金属(锆除外)的主要富集相，也是工业利用的对象。故以下讨论的分配赋存状况，也仅限于自交代相。

1.成矿率

铌铁矿族矿物、细晶石、铌铁金红石等矿物中的铌和钽以及锡石、黑钨矿中的铌和钽均可回收利用。将上述矿物中的铌和钽总量与岩(矿)石中铌和钽量之比称为成矿率，也即可回收利用那部分铌和钽占岩(矿)石总铌和钽量的比例。各个矿床(区)铌和钽的成矿率见表2-21。

综合对比各矿床(区)铌和钽的成矿率可知:

1)自交代相的成矿率大体为50%～85%。

2)各个矿床(区)的铌和钽成矿率有差别，即使是在同一个自交代相带其差别也是显而易见的。

图2-18 自交代相各带稀有金属和微量元素分布模型

表2-21 各矿床(区)铌钽成矿率单位%

3)一般来说，从C-1带到C-3带铌和钽的成矿率有所增高，而从C-3带到C-5带反而有降低。成矿率的增高大体与钠长石化强度相应，而其降低显然与变种云母分散了铌和钽有关。

4)虽然钽元素含量有以C-1带到C-5带增长的趋势，但C-4带与C-5带在自交代相中所占比例有限，再加上其成矿率不高，因而铌和钽的工业矿化主要出现在C-2带和C-3带。

2.云母对铌和钽的分散作用

各矿床(区)云母的铌和钽含量见表2-22。

表2-22 不同相带中云母矿物的铌钽含量(w_B/%)

注:“↑”表示上带值为本带与上带的综合值。

由表2-22可知，自交代相的云母中Nb₂O₅含量范围一般为0.010%～0.029%，Ta₂O₅的含量范围同样是0.010%～0.029%，但多数是含钽量大于含铌量。铌和钽合量(Nb₂O₅+Ta₂O₅)变化范围是0.024%～0.050%。总体而言，各带不存在稳定的含量区间，各带之间也无明显的变化规律。对具体矿床(区)而言，多数表现为从C-1带到C-4带，云母的铌和钽含量增高而Nb₂O₅/Ta₂O₅略有降低。

云母中铌和钽的分配系数和分配率见表2-23。

表2-23表明，云母中铌的分配率最高为38.26%，最低为2.46%，平均为15.59%;钽的分配率最高为32.94%，最低为1.94%，平均为12.38%。可见云母作用导致铌和钽分散的量一般为10%～20%。

比较各带的分配率可知，从C-1带到C-5带云母作用导致铌和钽分散的总量有升高的趋势，铌反映得更为明显。

松树岗矿床(区)的研究证明，变种云母中铌和钽的74%～84%呈微矿物包裹体形式存在。

四、锂、铷、铯、铍、锆和铪的分配和赋存

1.锂

锂呈锂-铁系列和锂-铝系列的变种云母以及锂云母形式存在。这已为前述云母化学研究所证实。

表2-23 分和钽在云母中的铌配系数和分配率

注:*数据为C-4带与C-5带的综合数据;**数据为C-2带与C-3带的综合数据;()中的数据为矿区原数据。分配系数=矿物中氧化物量/岩石中氧化物量;分配率=分配系数×物在岩石中含量矿。

自交代相中的云母含锂量一般较高，Li₂O的含量范围是0.66%～5.92%，且多数矿床(区)表现出从下部带到上部带，云母中含锂量增加的趋势较为特殊的邓阜仙矿床(区)，其云母为白云母，含Li₂O量仅达0.30%。各矿床(区)自交代相中云母的含锂量如表2-24所示。

表2-24 变种云母和锂云母的含锂量(w(Li₂O)/%)

锂在云母中的分配率为77.86%～100%，多数大于90%，相对比较稳定。另外，也有少量锂进入长石中，如414矿床(区)，其C－2带中的长石Li₂O的分配率达21.07%，C-3带中长石Li₂O的分配率为7.66%。锂在云母中的分配系数和分配率如表2-25所示。

表2-25 锂在云母中的分配系数和分配率

注:同表2-22。

2.铷

铷主要赋存在云母中，次为钾长石中。铷在上述矿物中一般以类质同像存在。

自交代相中的云母含铷较高，含量范围为0.85%～1.08%，最高可达1.66%。多数矿床(区)显示出上部带的云母含铷量高于下部带。各矿床(区)的云母含铷量如表2-26所示。

铷在云母中的分配率(表2-27)为37.32%～79.9%，且C-1带和C-2带的分配率远低于C-3带、C-4带、C-5带。上述情况表明，云母是铷元素的载体矿物，特别是中上部带更是如此。至于下部带中的铷，除赋存在云母中之外，尚赋存在钾长石中，如414矿床(区)C-2带的铷有60.74%赋存在长石中，桐油岗矿床(区)C-2带的铷有33.00%赋存在长石之中。另外，铷也有可能形成锂铷云母单矿物，需在深入研究时加以注意。

表2-26 各矿床(区)云母中铷的含量(w(Rb₂O)/%)

表2-27 铷在云母中的分配系数和分配率

注:同表2-23。

铷在云母中分配率突变的位置，也即铷从主要赋存在钾长石中转变到主要赋存在云母中的位置，正是自交代相下部带与中上部带递变的位置。这一点可作为自交代分带标志和矿化指示标志。

3.铯

铯也绝大部分赋存在云母中。经414矿床(区)的溶解试验证明铯在云母中呈类质同像状态。

自交代相的云母中含铯量较高，Cs₂O含量范围为0.0015%～0.076%，并明显表现出从下部带向上部带增高的趋势。这些特点与锂和铷相似。各矿床(区)自交代相中的云母含铯量如表2-28所示。

表2-28 各矿床(区)云母中含铯量(w(Cs₂O)/%)

铯在云母中的分配率(表2-29)为54.84%～90.56%，多数大于80%且比较稳定，说明云母是铯的载体矿物。另外，部分铯也进入长石之中，如414矿床(区)C-2带、C-3带中的长石，其铯的分配率为3.44%～42.86%;430矿床(区)C-3带中的长石，其铯的分配率为17.78%。

表2-29 铯在云母中的分配系数和分配率

注:同表2-23。

4.铍

大吉山矿床(区)的工作证明，铍(BeO)的91%呈绿柱石和硅铍石存在。414矿床(区)经江西有色冶金研究所的工作，认为铍(BeO)的61%呈磷钠铍石、31%呈绿柱石形式存在。全分异自交代型花岗岩体中的铍矿物，至今能肯定的就是上述3种。

5.锆和铪

锆不是全分异自交代型花岗岩的特征成矿元素，但铪是特征的成矿元素。锆和铪呈普

通锆石-富铪锆石形式存在。最后需要指出，全分异自交代型花岗岩中的云母，其回收技术已经解决(414矿床)，已成为锂、铷、铯的工业矿物原料。相应富集云母的中上部带，可成为锂、铷、铯的工业

原料矿体。

❺ （三）金红石

1.矿物学特征

1）矿物名称：金红石（R utile）。

2）化学成分：TiO₂。

3）晶系及结晶习性：四方晶系，晶体呈完好的四方柱状或针状，集合体呈致密块状（见图3-3-11），与锐钛矿、板钛矿为同质多象。单晶体呈短柱状，长柱状或针状（见图3-3-12），双晶常以（011）成膝状双晶或三连晶。

图3-3-11 板状金红石晶体

图3-3-12 放射状金红石晶体

4）颜色：暗红、褐红、黄、橘黄，Fe含量高者为黑色。

5）光泽与透明度：金刚光泽—金属光泽；半透明—不透明。

6）光性：一轴晶，正光性。

7）折射率与双折射率：n_e=2.899～2.901,n_o=2.605～2.613；双折射率为0.288～0.294。

8）多色性：黄色至褐色，暗红色至暗褐色。钽铁金红石为灰、黄、棕黄，绿，红棕；铝铁金红石为黄绿、红褐，暗褐绿、褐黑。

9）荧光：紫外光下荧光惰性。

10）吸收光谱：未见特征吸收谱。

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，富铁或铬、或者密度增大，可达5.5g/cm³以上。

2.宝石学资料

加拿大卡尔加里狄沃团体收藏的金红石宝石重3.7ct。

3.产状与产地

1）产状：产于火成岩、变质岩、花岗伟晶岩和石英脉中。

2）产地：巴西、挪威、瑞士、原苏联、法国、美国、墨西哥等地。

❻ 任务贵金属分析方法的选择

任务描述

贵金属元素由于其性质的特殊性，在样品溶解、分离富集等方面与一般元素有很大的不同之处。通过本次任务的学习，加深对贵金属元素性质的了解，能根据矿石的特性、分析项目的要求及干扰元素的分离等情况正确选择分离和富集方法，学会基于被测试样中贵金属元素含量的高低不同以及对分析结果准确度的要求不同而选用适当的分析方法，能正确填写样品流转单。

任务分析

一、贵金属在地壳中的分布、赋存状态及其矿石的分类

贵金属元素是指金、银和铂族（铑、钌、钯、锇、铱、铂）共8 种元素，在元素周期表中位于第五、六周期的第Ⅷ族和第IB副族中。由于镧系收缩使得第二过渡元素（钌、铑、钯、银）与第三过渡元素（锇、铱、铂、金）的化学性质相差很小，因此贵金属元素的化学性质十分相近。

铂族元按其密度不同，分为轻重两族。钌、铑、钯为轻族；锇、铱、铂为重族。

金在自然界大都以自然金形式存在，也能和银、铜和铂族元素形成天然合金。根据最新研究成果，金的地壳丰度值仅为1 ng/g。金矿床中伴生的有用矿产很多。在脉金矿或其他原生金矿床中，常伴生有银、铜、铅、锌、锑、铋和钇等；在砂金矿床中，常伴生有金红石、钛铁矿、白钨矿、独居石和刚玉等矿物。此外，在有色金属矿床中，也常常伴生金。金的边界品位一般为1 g/t。一般自然金里的金含量大于80%，还有少量的铜、铋、银、铂、锑等元素。

银在地壳中的平均含量为1×10^-7，在自然界多以硫化物形式存在，单独存在的辉银矿（Ag₂S）很少遇见，而且主要伴生在铜矿、铅锌矿、铜铅锌矿等多金属硫化物矿床和金矿床中。在开采和提炼铜、铅、锌、镍和金主要组分时，可顺便回收银。一般含银品位达到5～10 g/t即有工业价值。

铂族元素在自然界分布量很低，铂在地壳中的平均丰度仅为5×10^-9，钯为5×10^-8。它们和铁、钴、镍在周期表上同属第Ⅷ族，因此也与铁、钴、镍一样，具有亲硫性。铂族元素常与铁元素共生，它们主要富集在与超基性岩和基性岩有关的铜镍矿床、铬铁矿床和砂矿床内。铜镍矿床中所含铂族元素以铂、钯为主，其次是铑、钌、锇、铱。铬铁矿中所含铂族元素以锇、钌、铱为主。铂族元素之间，以及它们与铁、钴、镍、铜、金、银、汞、锡、铅等元素之间能构成金属互化物。在自然界存在自然铂和自然钯。自然铂含铂量为84%～98%，其余为铁，及少量钯、铱、镍、铜等。自然钯含钯量为86.2%～100%，同时含有少量铂、铱、铑等。自然钌很少见，我国广东省发现的自然钌中含有91.1%～100% 的钌。铂族元素还可以与非金属性较强的第Ⅵ主族元素氧、硫、硒、碲及第V主族元素砷、锑、铋等组成不同类型的化合物。目前已知的铂族元素矿物有120多种。在一些普通金属矿物（如黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铁矿、铬铁矿等）以及普通非金属矿物（如橄榄石、蛇纹石、透辉石等）中也可能含有微量铂族元素。

铂族元素的共同特性是具有优良的抗腐蚀性、稳定的热电性、高的抗电火花蚀耗性、高温抗氧化性能以及良好催化作用，故在工业上应用很广泛，特别是在国防、化工、石油精炼、电子工业上不可缺少的重要原料。

二、贵金属的分析化学性质

（一）化学性质

1.金

金具有很高的化学稳定性，即使在高温条件下也不与氧发生化学作用，这大概就是在自然界中能够以自然金甚至是以微小金颗粒存在的重要原因。金与单一的盐酸、硫酸、硝酸和强碱均不发生化学反应。金能够溶解在盐酸和硝酸的混合酸中，其中在王水中的溶解速率是最快的。用于分析化学中的金标准溶液通常就是以王水溶解纯金来制备，但需要用盐酸反复蒸发除去多余的硝酸或氮氧化合物。在有氧化剂存在的盐酸中，如 H₂O₂、KMnO₄、KClO₃、KBrO₃、KNO₃和溴水等，金也能够很好被溶解，这主要是由于盐酸与氧化剂相互作用产生新生态的氯气同金发生反应所致。

2.银

银有较高的化学稳定性，常温下不与氧发生化学作用，在自然界同样能够以元素形态存在。当与其他元素发生化学反应时，通常形成正一价的银化合物。在某些条件下也可生成正二价化合物，例如AgO和AgF₂，但这些化合物不稳定。

金属银易溶于硝酸生成硝酸银，也易溶于热的浓硫酸生成硫酸银，而不溶于冷的稀硫酸中。银在盐酸和王水中并不会很快溶解，原因在于初始反应生成的Ag^-以AgCl沉淀沉积在金属表面而形成一层灰黑色的保护膜，阻止了银的进一步溶解。但是如果在浓盐酸中加入少量的硝酸，银的溶解是比较快的。这是因为形成的 AgCl 又生成可溶性的［AgCl₂］^-配离子。这一反应对含银的贵金属合金材料试样的溶解是很有用的。银与硫接触时，会生成黑色硫化银；与游离卤作用生成相应的卤化物。银饰品在空气中长久放置或佩戴后失去光泽常常与其表面上硫化物及其氯化物的形成有关。在有氧存在时，银溶解于碱金属氰化物而生成［Ag（CN）₂］^-配离子。银在氧化剂参与下，如有Fe^3＋时也能溶于酸性硫脲溶液而形成复盐。

3.铂族金属

铂族金属在常温条件下是十分稳定的，不被空气腐蚀，也不易与单一酸、碱和很多活泼的非金属元素反应。但是在确定的条件下，它们可溶于酸，并同碱、氧和氯气相互作用。铂族金属的反应活性在很大程度上依赖于它们的分散性以及同其他元素，即合金化的元素形成中间金属化合物的能力。

就溶解能力而言，铂族金属粉末较海绵状的易于溶解，而块状金属的溶解是非常缓慢的。与无机酸的反应，除钯外，铂族金属既不溶于盐酸也不溶于硝酸。钯与硝酸反应生成Pd（NO₃）₂。海绵锇粉与浓硝酸在加热条件下反应生成易挥发的OsO₄。钯、海绵铑与浓硫酸反应，生成相应的PdSO₄、Rh₂（SO₄）₃。锇与热的浓硫酸反应生成OsO₄或OsO₂。铂、铱、钌不与硫酸反应。王水是溶解铂、钯的最好溶剂。但王水不能溶解铑、铱、锇和钌，只有当它们为高分散的粉末和加热条件下可部分溶解。在有氧化剂存在的盐酸溶液中（如H₂O₂、Cl₂等）于封管的压力条件下，所有的铂族金属都能被很好地溶解。

通常，碱溶液对铂族金属没有腐蚀作用，但当加入氧化剂时则有较强的相互作用。如OsO₄就能够在碱溶液中用氯酸盐氧化金属锇来获得。在氧化剂存在条件下，粉末状铂族金属与碱高温熔融，反应产物可溶于水（对于Os和Ru）、盐酸、溴酸和盐酸与硝酸的混合物中，由此可将难溶的铂族金属转化为可溶性盐类。高温熔融时，常用的混合熔剂有：NaOH＋NaNO₃（或NaClO₃）、K₂CO₃＋KNO₃、BaO₂＋BaNO₃、NaOH＋Na₂O₂和Na₂O₂等。利用在硝酸盐存在条件下的NaOH或KOH的熔融、利用Na₂O₂的熔融以及利用BaO₂的高温烧结方法通常被认为是将铂族金属如铑、铱、锇、钌转化成可溶性化合物的方便途径。

在碱金属氯化物存在条件下，铂族金属的氯化作用同样是将其转化成可溶性化合物的最有效途径之一。

（二）贵金属分析中常用的化合物和配合物

1.贵金属的卤化物和卤配合物

贵金属的卤化物或卤配合物是贵金属分析中最重要的一类化合物，尤其是它们的氯化物或氯配合物。因为贵金属分析中大多数标准溶液的制备主要来自这些物种；铂族金属与游离氯反应，即氯化作用，被广泛用于分解这些金属；更重要的是在铂族金属的整个分析化学中几乎都是基于在卤配合物水溶液中所发生的反应，包括分离和测定它们的方法。

铂族金属配合物种类繁多，能与其配位的除卤素外，还有含O、S、N、P、C、As等配位基团，常见的有

NH₃、NO、NO₂、PH₃、PF₃、PCl₃、PBr₃、AsCl₃、CO、CN^-和多种含S、N、P的有机基团。贵金属的简单化合物在分析上的重要性远不如其配合物。对于金或银虽然形成某些稳定配合物，但无论其种类或数量都无法与铂族金属相比拟。

2.贵金属氧化物

金、银的氧化物在分析上并不重要。金的氧化物有Au₂O₃、Au₂O，Au₂O很不稳定，与水接触分解为Au₂O₃和Au。用硝酸汞、乙酸盐、酒石酸盐等还原剂还原Au^（Ⅲ）可得到Au₂O。Au^（Ⅲ）与NaOH作用时，生成Au（OH）₃沉淀。通常，Au（OH）₃以胶体形态存在，所形成的胶粒直径一般为80～200 nm。

向银溶液中小心加入氨溶液时可形成白色的氢氧化银。当以碱作用时则有棕色的氧化银析出。氧化银呈碱性，能微溶于碱并生成［Ag（OH ）₂］^-；在300℃条件下分解为 Ag和O₂。

铂族金属及其化合物在空气中灼烧可形成各种组分的氧化物。由于许多氧化物不稳定，或者稳定的温度范围比较窄，或者某些氧化物具有挥发性，因此在用某些分析方法测定时要十分注意。例如，一些采用重量法的测定需在保护气氛中灼烧成金属后称重。Os^（Ⅷ）、Ru^（Ⅷ）的氧化物易挥发，这也是与其他贵金属分离的最好方法。铂族金属对氧的亲和力顺序依次为：Pt＜Pd＜Ir＜Ru＜Os。铂的亲和力最差，但粉末状的铂能很好与氧结合。贵金属的氧化物在溶液中多呈水合氧化物形式存在。

3.贵金属的硫化物

形成硫化物是贵金属元素的共性，但难易程度不同。其中IrS生成较难，而PdS、AgS较容易形成。贵金属硫化物均不溶于水，其溶解度按下列顺序依次减小：Ir₂S₃、Rh₂S₃、PtS₂、RuS₂、OsS₂、PdS、Au₂S₃、Ag₂S。在贵金属的氯化物或氯配合物（银为硝酸盐）溶液中，通入H₂S气体或加入Na₂S溶液可得到相应的硫化物沉淀。

4.贵金属的硝酸盐和亚硝酸盐化合物或配合物

在贵金属的硝酸盐中，AgNO₃是最重要的化合物。分析中所用的银标准溶液都是以AgNO₃为初始基准材料配制的。其他贵金属的硝酸盐及硝基配合物不稳定，易水解，在分析中较少应用。铂族金属的亚硝基配合物是一类十分重要的配合物。铂族金属的氯配合物与NaNO₂在加热条件下反应，生成相应的亚硝基配合物。这些配合物很稳定，在pH 8～10的条件下煮沸也不会发生水解。利用这种性质可进行贵金属与贱金属的分离。

三、贵金属矿石矿物的取样和制样

含有贵金属元素的样品在分析之前必须具备两个条件：①样品应是均匀的；②样品应具有代表性。否则，无论分析方法的准确度如何高或分析人员的操作如何认真，获得的分析结果往往是毫无意义的。此外，随着科学技术的发展，贵金属资源被广泛应用于各工业部门和技术领域，由于贵金属资源逐渐减少，供需矛盾日渐突出，其价格日趋昂贵，因此对分析结果准确性的要求比其他金属要高。

贵金属矿石矿物的取样、加工是为了得到具有较好代表性和均匀性的样品，使所测试样品中贵金属的含量能够较真实地反映原矿的情况，避免取样带来的误差。贵金属在自然界中的赋存状态很复杂，又由于贵金属元素的含量较低，故分析试样的取样量必须满足两个因素：①分析要求的精度；②试样的均匀程度，即取出的少量试样中待测元素的平均含量要与整个分析试样中的平均含量一致。实际上贵金属元素在矿石中的分布并不均匀，往往集中在少数矿物颗粒中，要达到取出的试样与总试样完全一致的要求是很难做到的。因此，只能在满足所要求的分析误差范围内进行取样，增加取样量，分析误差可能会减小。试样中贵金属矿物的破碎粒度与取样量有很大关系，粒度愈大，试样愈不均匀，取样量也应愈大，因此加工矿物试样时应尽可能磨细。为了达到一定的测量精度，除满足上述取样量的条件外，还应满足测定方法的灵敏度。

一般的矿样，可按常规方法取样、制样。金多以自然金的形式存在于矿石矿物中，它的粒度变化较大，大的可达千克以上，而微小颗粒甚至在显微镜下都难以分辨。金的延展性很好，它的破碎速度比脉石的破碎速度慢，因此对未过筛的和残留在筛缝中的样品部分绝对不能弃之，此部分大多含有自然金。金矿石的取样与加工一般按切乔特经验公式进行。对于比较均匀的样品，K取值为0.05，一般金矿石样品，K取值为0.6～1.5。

对于较难加工的金矿石，在棒磨之前加一次盘磨碎样并磨至0.154mm，因为棒磨机的作用是用钢棒冲击和挤压岩石再磨细金粒，能满足一般金粒较细的试样所需的破碎粒度。含有较粗金粒的试样，用棒磨机只能使金粒压成片状或带状，达不到破碎的目的。而盘磨机是利用搓压的作用力使石英等硬度较大的物料搓压金粒来达到破碎的目的。

在金矿样的加工过程中，应注意以下几个方面：

（1）如果矿样量在1kg以下，碎样时应磨至200目。一半送分析用，一半作为副样。如果矿样量在1 kg以上，按加工流程进行破碎，作基本分析的样品重量不应少于500～600 g。

（2）若样品中含有明金时，应增设80目过筛和筛上收金的过程。

（3）对于1∶20万区域化探水系沉淀物样品，应将原分析样混匀后分取40g，用盘磨粉碎至200目，混匀后作为金的测定样。

（4）在过筛和缩分过程中，任何时间都不能弃去筛上物和损失样品。

（5）所使用的各种设备每加工完一个样品后必须彻底清扫干净，并认真检查在缝隙等处有无金粒残留。

（6）矿样经棒磨机粉碎至200 目后，送分析之前必须再进行混匀，以防止因金的密度大在放置时间过久或运送过程中金下沉而导致样品不均匀。

由于金在矿石中的不均匀性，要制取有代表性、供分析用的矿样，应尽可能地增大矿石取样量。在磨样过程中，对分离出粗粒的金应分别处理。其他贵金属矿样的取样与加工要比金矿石的容易。

为了获得准确的分析结果，贵金属试样在分析之前，取样与样品的加工，试样的分解将是整个分析工作中的重要环节。另一方面，由于在大多数的分析方法中，获得的分析结果常常是通过与已知的标准物质的含量，包括标准溶液和标准样品进行比较获得的，因此，准确的分析结果同样也依赖于贵金属标准溶液的准确制备。

四、贵金属矿样的样品处理技术

贵金属矿石矿物的分解有其特殊性，是分析化学中的难题之一。因为多数贵金属具有很强的抗酸、碱腐蚀的特点，常用的无机溶剂和分解技术难以分解。

含铑、铱和钌等试样，在常温、常压，甚至较高温度、压力下用王水也难以分解。

砂铂矿多由超基性岩体中的铬-铂矿风化次生而成，其密度及硬度极高、化学惰性极强，在高温、高压条件下溶解也较慢。

锇铱矿是以锇和铱为主的天然合金，晶格类型的差别较大（铱为等轴晶系，锇为六方晶系）。含锇高时称为铱锇矿，呈钢灰色至亮青铜色；含铱高时称为锇铱矿，呈明亮锡白色。它们的密度都很大，性脆且硬，含铱、钌高时磁性均较强，锇高时相反。化学性质也都很稳定，于王水中长时间煮沸难以被分解。

为了分解这些难溶物料，需要引入一些特殊的技术，如焙烧预处理技术、碱熔融技术、加压酸消解技术等。

（一）焙烧预处理方法

贵金属在矿石中除以自然金、自然铂等形式存在外，还以各种金属互化物形式存在，并常伴生在硫化铜镍矿和其他硫化矿中。用王水分解此类矿样时，由于硫的氧化不完全，易产生元素硫，并吸附金、铂、钯等，使测定结果偏低，尤其对金的吸附严重，故需要先进行焙烧处理，使硫氧化为SO₂而挥发。焙烧温度的控制是很重要的，温度过低，分解不完全；温度过高，会烧结成块，影响分析测定。常用的焙烧温度为600～700℃，焙烧时间与试样量和矿石种类有关，一般为1～2h。不同硫化矿的焙烧分解情况不同，其中黄铁矿最易分解，其次是黄铜矿，最难分解的是方铅矿。以下是几种贵金属矿石的焙烧处理方法。

（1）含砷金矿的焙烧。先将矿石置于高温炉中，升温至400℃恒温2h，使大部分砷分解、挥发，继续升温至650℃，使硫和剩余的少量砷完全挥发。于矿石中加入NH₄NO₃、Mg（NO₃）₂等助燃剂，可提高焙烧效率，缩短焙烧时间。如果金矿中砷的含量在0.2% 以上，且砷含量比金含量高800倍的条件下焙烧时，会生成砷和金的一种易挥发的低沸点化合物而使金损失，此时的焙烧温度应控制在650℃以下。当金矿石中硅含量较高时，加入一定量NH₄HF₂可分解SiO₂。

（2）含银硫化矿的焙烧。先将矿石置于高温炉中，升温至650℃，恒温2h，使硫完全挥发。当矿石中硅含量较高时，即使加入NH₄HF₂，由于焙烧过程中生成难溶的硅酸银，使测定结果严重偏低。为此，用酸分解焙烧试样时，加入HF以分解硅酸银，可获得满意的结果。

（3）含铂族元素硫化矿的焙烧。与含金硫化矿的焙烧方法相同。

（4）含锇硫化矿的焙烧。试样进行焙烧时，易氧化为OsO₄形式挥发损失，于焙烧炉中通入氢气，硫以H₂S形式挥发；或按10∶1∶1∶1比例将矿石、NH₄Cl、（NH₄）₂CO₃、炭粉混合后焙烧，可加速硫的氧化，对锇起保护作用。

（二）酸分解法

贵金属物料的酸分解法是最常用的方法，操作简便，不需特殊设备。常用的溶剂是王水，它所产生的新生态氯具有极强的氧化能力，是溶解金矿和某些铂族矿石的有效试剂。溶解金时可在室温下浸泡，加热使溶解加速。溶解铂、钯时，需用浓王水并加热。此外，分解金矿的试剂很多，如HCl-H₂O₂、HCl-KClO₃、HCl-Br₂等。被硅酸盐包裹的矿物，应在王水中加少量HF或其他氟化物分解硅酸盐。酸分解方法不能用于含铑、铱矿石的分解，此类矿石只有在高温、高压的特定条件下强化溶解才能完全溶解。

（三）碱熔法

固体试剂与试样在高温条件下熔融反应可达到分解的目的。最常用的是过氧化钠熔融法，几乎可以分解所有含贵金属的矿石，但对粗颗粒的锇铱矿很难分解完全，常需要用合金碎化后再碱熔才能分解完全。本法的缺点是引入了大量无机盐，对坩埚腐蚀严重，又带入了大量铁、镍。使用镍坩埚还能带入微量贵金属元素。此法多用于无机酸难以分解的矿石。

五、贵金属元素的分离和富集方法

贵金属元素在岩石矿物中的含量较低，因此，在测定前对其进行分离富集往往是必要且关键的一步。贵金属元素的分离和富集有两种方法；一种是干法分离和富集——火法试金；一种是湿法分离和富集——将样品先转为溶液，然后采用沉淀、吸附、离子交换、萃取、色层等方法进行分离富集贵金属与贱金属分离，主要有共沉淀分离法、溶剂萃取法、离子交换分离法、活性炭分离富集法、泡沫塑料富集法及液膜分离富集法等。目前应用最广泛的是火试金法、泡沫塑料法、萃取法。具体方法详见任务2、任务3、任务4的相关内容。

六、贵金属元素的测定方法

（一）化学分析法

1.重量法测定金与银

将铅试金法得到的金、银合粒，称其总量。经“分金后”得到金粒，称重。两者重量之差为银的重量。

为了减少金在灰吹中的损失和便于分金，在熔炼时通常加入毫克量的银。如果试样中含金量较高，加入的银量必须相应增加，以达金量的3倍以上为宜。低于此数时，分金不完全，且银不能完全溶解，影响测定结果。

在实际应用中，不同含金量可按表7-1所示的银与金的比例加入银，可满意地达到分金效果。

表7-1 银与金的比例

如合粒中含银量低、金量高时，可称取两份试样，一份不加银，所得合粒称重，为金银合量。另一份加银，分金后测金。二者重量之差为银量。亦可先将金、银合粒称重，再加银灰吹，然后进行分金，测得金量。差减法得银量。

分金可采用热硝酸（1∶7），此时合粒中的银、钯以及部分铂溶解，而金不溶并呈一黑色的整粒留下来。如果留的下金粒带黄色，则表示分金不完全，应当取出，补加适量银，包在铅片中再灰吹，然后分金。

用硝酸（1∶7）分金后，金粒中还残留有微量银，可再用硝酸（1∶1）加热数分钟除去。

2.滴定法

在贵金属元素的滴定法中，主要利用贵金属离子在溶液中进行的氧化还原反应、形成稳定配合物反应、生成难溶化合物沉淀或被有机试剂萃取的化合反应。被滴定的贵金属离子本身多数是有颜色的，而且存在着复杂的化学形态和化学平衡反应，故导致滴定法的应用有一定的局限性。

金的滴定法主要依据氧化还原反应，包括碘量法、氢醌法、硫酸铈滴定法、钒酸铵滴定法及少数催化滴定法和原子吸收-碘量法联合的分析方法。其中碘量法和氢醌法在我国应用最普遍，它们与活性炭或泡塑吸附分离联用，方法的选择性较好，且可测得微量至常量的金，已成为经典的测定方法或实际生产中的例行测定规程。由于样品的成分的复杂性，故用活性炭吸附分离-碘量法测定金时，还应针对试样的特殊性采取相应的预处理手段。例如，含铅、银高的试样，可加入5～7g硫酸钠，煮沸使二氯化铅转化为硫酸铅沉淀过滤除去，银用盐酸溶液（2＋98）洗涤，可避免氯化银沉淀以银的氯配离子形式进入溶液中而被活性炭吸附。含铁、铅、铜、锌的试样，在滴定时加入0.5～1 g氟化氢铵可掩蔽50mg铁、铅，3～5mL的EDTA溶液（25g/L）可掩蔽大量铅、铜、锌，但需立即加入碘化钾，以避免Au^（Ⅲ）被还原为Au^（Ⅰ）。含硫高时，于马弗炉中500℃温度下焙烧3h后再于650～700℃恒温1～2h，可避免金的分析结果偏低。含锑的试样，用氢氟酸蒸发2次，可消除其对金的影响。试样中含铂和钯时，会与碘化钾形成红色和棕色碘化物，且消耗硫代硫酸钠，可于滴定时加入5mL硫氰酸钾溶液（250g/L），使之形成稳定的配合物而消除干扰。用碘量法测定金的误差源于多种因素：金标准溶液的稳定性、活性炭吸附金的酸度、水浴蒸发除氮氧化物的条件、淀粉指示剂用量、滴定前碘化钾的加入量、分取试液和滴定液的浓度、标定量的选择等，因此应予以注意。

关于银的化学滴定法，应用最普遍的是硫氰酸钾（铵）和碘化钾沉淀滴定法，其次是硫代硫酸钠返滴定法、硫酸亚铁氧化还原滴定法和二硫腙萃取滴定法等。

硫氰酸钾滴定法测定银：将试金所得的金、银合粒用稀硝酸溶解其中的银，以硫酸铁铵为指示剂，用硫氰酸钾标准溶液滴定至淡红色，即为终点。其主要反应式如下：

Ag^＋＋KCNS→K^＋＋AgCNS↓

Fe^3＋＋3KCNS→3K^＋＋Fe（CNS）₃

在铂族金属的滴定中，以莫尔盐还原Pt^（Ⅳ），用钒酸铵返滴定法或二乙基二硫代氨基甲酸钠滴定法的条件苛刻，选择性差，不能用于组成复杂的试样分析中。于pH为3～4酸性介质中，长时间煮沸的条件下，Pt^（Ⅳ）能与EDTA定量络合，在乙酸-乙酸钠缓冲介质中，用二甲酚橙作指示剂，乙酸锌滴定过量的EDTA，可测定5～30mg Pd。利用这一特性，采用丁二肟分离钯，用酸分解滤液中的丁二肟，可测定含铂、钯的冶金物料中的铂。Pd^（Ⅱ）的滴定测定方法较多，常见的是利用形成难溶化合物沉淀和稳定配合物的反应。在较复杂的冶金物料中，采用选择性试剂掩蔽钯，二甲酚橙作指示剂，锌（铅）盐滴定析出与钯等量的EDTA测定钯的方法较多。

（二）仪器分析法

贵金属在地壳中的含量很低，因此各种仪器分析方法在贵金属的测定中获得了非常广泛的应用。主要有可见分光光度法、原子吸收光谱法、发射光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法等。具体的应用请参阅本项目的任务2、任务3、任务4的相关内容。

七、贵金属矿石的分析任务及其分析方法的选择

贵金属矿石的分析项目主要是金、银、铑、钌、钯、锇、铱、铂含量的测定，除精矿外，一般矿石中贵金属的含量都比较低，因此，在选择分析方法时，灵敏度是需要重点考虑的因素。一般，银的测定主要用原子吸收光谱法和可见分光光度法，且10 g/t以上含量的不需要预富集，可直接测定。可见分光光度法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法在金的测定上都获得了广泛的应用。金的测定一般都需要采取预富集手段。铑、钌、钯、锇、铱、铂在矿石中含量甚微，因此对方法的灵敏度要求较高。目前，电感耦合等离子体质谱法在铑、钌、钯、锇、铱、铂的测定的应用已经越来越广泛和成熟。另外光度法、电感耦合等离子体发射光谱法也在铑、钌、钯、锇、铱、铂的测定中发挥了重要作用。

技能训练

实战训练

1.学生实训时按每组5～8人分成几个小组。

2.每个小组进行角色扮演，利用所学知识并上网查询相关资料，完成贵金属矿石委托样品从样品验收到派发样品检验单工作。

3.填写附录一中质量表格1、表格2。

❼ 东海县毛北金红石矿（）

毛北金红石矿位于东海县城西南15公里处，毛北—新沂市蒋马一带，矿区北距陇海铁路7公里，交通甚为便利。

金红石原生矿，赋存于太古宇东海群黑云斜长片麻岩带内的榴辉岩中。矿区共有10个矿体，多呈似层状、透镜状产出，其中主矿体8个，长600—2640米，矿石矿物有金红石、钛铁矿，脉石矿物有石榴子石、绿辉石。工业矿石平均含金红石TiO₂2.13%，含石榴子石40%，含绿辉石20%。矿石可选性能良好。矿床成因类型属岩浆变质矿床。

1958—1960年，徐州专署地质局第一地质队，对东海县白云母等矿产进行普查评价工作，在提交的《东海白云母矿普查评价报告》中，首次提到了有残坡积型金红石砂矿的存在。从此揭开了苏北地区金红石矿普查找矿的序幕。

1960年，南京大学地质系实习队，发现了东海县陆湖残坡积型金红石砂矿。

1960—1962年，江苏省地质局第一地质大队二分队，在东海—新沂一带进行金红石砂矿的普查勘探，发现了某些地段的榴辉岩中原生金红石含量比较高，可达到2%—5%。先后提交了6份有关金红石矿的总结或报告。在1961年提交的《徐州专区东部金红石工作总结》中，首次提出：“榴辉岩与金红石有不可分割的母子关系”。

1963—1966年，江苏省地质局第五地质大队（原徐州专署地质局各地质队合并组成）倪如训、朱金荣、赖开泉等人，开展陆湖矿区金红石砂矿地质普查、详查及初勘试验工作，并做了残坡积砂矿、榴辉岩风化壳矿选矿试验，提交了《江苏省东海县金红石砂矿陆湖矿区详查年终地质报告》和《陆湖矿区金红石砂矿初勘试验报告》，报告中详细论述了分布在蒋马原生金红石矿床顶部的残坡积砂矿及榴辉岩风化壳矿的分布、产状、品位，计算了风化壳型金红石矿物远景储量6476吨，为金红石原生矿的发现提供了重要线索。

1987年，江苏省地质矿产局地质研究所矿产开发应用研究室程振香、浦金富、潘南大，对新沂市阿湖乡蒋马榴辉岩中矿产资源的综合开发利用进行了可行性研究。于1988年3月提交了研究报告。评价了蒋马榴辉岩的含矿性，初步圈定了4个金红石矿体，求出浅部矿石远景储量735万吨，其中金红石矿物量15万吨，石榴子石矿物量404万吨，绿辉石矿物量183万吨。并委托江苏省地质矿产局中心实验室完成选矿为探索性试验，初步确定了矿体中金红石、石榴子石、绿辉石矿物的可选性，通过此项工作，确认榴辉岩中各种矿产品经过选矿可综合利用，为金红石原生矿普查提供了依据。

1988年11月，江苏省地质矿产局第六地质大队（简称地质六队）高德有等提出“东海陆湖金红石原生矿详查”建议书，指出了原生矿最有远景地段在毛北—蒋庄北部的垅岗上。该项建议被省地矿局列入1989年地勘计划项目，下达给地质六队承担。1989年3月，地质六队夏明飞（项目负责人）、刘健等，开展了毛北—蒋马金红石矿的普查评价工作，历时二年零四个月。共完成1∶2000地质填图5.36平方公里，探槽12730立方米，浅井219米、钻探工作量6895米。于1991年10月提交了《江苏省东海县毛北—新沂市蒋马金红石矿普查地质报告》。初步查明了毛北金红石矿床是一个特大型的原生金红石矿床，获得矿石储量16839万吨，其中可供利用储量11892万吨，金红石二氧化钛储量312万吨，其中可供利用储量253万吨，估算石榴子石远景储量为4757万吨，绿辉石远景储量为2378万吨，这两种矿物在金红石选矿过程中均能综合回收。

该矿床经慨略技术经济评价，矿床外部建设条件好，露天开采及选矿技术可行，具有较好的经济利用价值，可以进一步详查、勘探、开发。

❽ 金红石的主要成分是什么

金红石是就是较纯的二氧化钛，一般含二氧化钛在95％以上，是提炼钛的重要矿物原料，但在地壳中储量较少。它具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、高强度、小比重等优异性能，被广泛用于军工航空、航天、航海、机械、化工、海水淡化等方面。金红石本身是高档电焊条必须的原料之一，也是生产金红石型钛白粉的最佳原料。
::矿物概述
化学组成：TiO2,Ti60%，有时含Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等；
鉴定特征：以其四方柱形、双晶、颜色为鉴定特征；可以和锡石(cassitoritc)区别；不溶于酸类,加入碳酸钠予以烧熔，则可溶解于硅酸，若再加入过氧化氢，可使溶液变为黄色；
成因产状：形成于高温条件下，主要产于变质岩系的含金红石石英脉中和伟晶岩脉中。此外，在火成岩中作为副矿物出现，也常呈粒状见于片麻岩中；金红石由于其化学稳定性大，在岩石风化后常转入砂矿；
著名产地：中国河南省方城县世界级特大型金红石矿床、湖北省枣阳市、世界著名产地有瑞典Binnental和Campolungo、俄罗斯乌拉尔、挪威的Kfagero、法国Limoges附近的Yrieix、瑞士、奥地利的Tyr01、美国的Georgia、NorthCarolifonia和Arkansas各州、澳洲NewSouthWales的北部和Queensland的南部，以及美国Florida州的东北部等地。
名称来源：Rutlle一字；来自拉丁语Rutilus，指红色(Red)，象征着金红石的颜色;
::晶体形态
复四方双锥晶类，常具完好的四方柱状或针状晶形。常见单形为四方柱m、a和四方双锥s等，有时出现复四方柱和复四方双锥。
::晶体结构
晶系和空间群：四方晶系，P42/mmm；红棕色、红色、黄色或黑色
晶胞参数：a0=4.59埃，c0=2.96埃；
粉晶数据：3.245(1)1.687(0.5)2.489(0.41)
::物理性质
硬度：6
比重：4.2-4.3g/cm3
解理：平行中等
断口：断口不平坦
颜色：红棕色、红色、黄色或黑色
条痕：浅棕色至浅黄色
透明度：透明到不透明
光泽：半金光泽至金属光泽
发光性：无
其他：有钛的反应
::光学性质
一轴晶(+),No=2.621,Ne=2.908,双反射率=0.2870.

❾ 金红石矿是大宗商品铁矿石其中一种吗

不是。

根据大连商品交易所铁矿石交割质量标准（F/DCEI001-2013）

金红石就是较纯的二氧化钛，一般含二氧化钛在95%以上。完全不是一种东西。

❿ 江苏省东海县毛北矿区毛北矿段金红石矿勘探

（1）概况

毛北矿段位于江苏省东海县西南18千米，面积0.71平方千米。属华北暖温带半湿润气候，交通便利。

2011年4月至11月，江苏省地质调查研究院开展勘查工作，勘查矿种为金红石，工作程度为勘探，勘查资金327万元。

（2）成果描述

共圈出9条金红石矿体（Rul-9），走向长750米，宽2～39米，矿体产状为250°∠55°～88°。矿体由金红石、石榴子石、绿辉石等组成。

提交金红石矿（331+332+333）资源储量1045.36万吨，金红石TiO₂资源储量32.60万吨，矿床TiO₂平均品位为3.12%，其中工业矿体TiO₂平均品位为3.53%；并伴生大型石榴子石矿（333）资源储量538.36万吨，属两个同体分布的大型矿床。资源储量已通过评审。

（3）成果取得的简要过程

毛北矿段榴辉岩型金红石矿属苏北超高压变质带中岩浆变质矿床，在初步详查的基础上，勘探选用工程间距50米×50米，主要通过钻探、槽探、样品测试等手段，详细查明矿段的地质特征；详细查明了主要矿体特征、空间分布及其矿石质量；详细查明了矿区开采技术条件；并对伴生石榴子石等有益组分进行综合评价。本次勘探投入钻探工作量1783米，各类样品测试1667件，选矿试验大样1件，抽水试验孔1个。