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【摘 要】研究了高频燃烧红外吸收法测定黄金矿样中碳和硫含量的主要影响因素，包括坩埚选择，助熔剂选择及加入量，确定了最佳的检测条件。应用其代替传统的化学分析方法，根据碳硫含量的高低称取合适的样品量，置于已加入0.50g纯铁助溶剂的坩埚中，加入1.80g钨粒助熔剂，依据建立的分析曲线，同时测定金矿样品中的碳和硫含量。方法的检出限碳和硫分别为0.00069%，0.00051%，并与国标分析法相比较，无显著性差异，精密度和准确度较好。
【关键词】碳硫分析仪；助熔剂；碳；硫
技术发展使得高硫高碳复杂成分矿石的开采日渐增多，其中有价元素的利用率也日渐提高，同时伴生的硫、碳、砷、锑等在被充分应用的同时对黄金的选冶产生了不同程度的影响，如选冶困难，回收率低，成本增加等，因此对于准确分析其中碳和硫的含量要求越来越严格。黄金矿石和选矿产品中碳和硫的测定，常用非水滴定法、硫酸钡重量法、燃烧中和法等。高频燃烧红外吸收法测定矿石中的碳和硫的优点是，一次分析同一个样品可以给出碳和硫两个元素的含量，分析速度快，检测范围广，既可以进行微量分析，也可以进行常量分析。适合于矿石中不同碳硫含量的样品的分析。
一、实验部分
（一）主要仪器及试剂
CS-800高频红外碳硫仪（德国ELTRA），其主要仪器参数如下：氮气压力为0.4 MPa，氧气压力为0.3 MPa，积分时间为50 s；碳硫仪专用坩埚。
无水高氯酸镁；碱石棉；纯铁助熔剂：纯度大于99.9%，w（S）<0.000 5%，w（C）<0.000 5%，粒度为0.4～0.8mm，钨粒钨助熔剂：纯度大于99.9%，w（S）<0.000 5%，w（C）<0.000 5%，粒度为0.4～0.8mm。
铜精矿成份分析标准物质GBW07166（中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究院）：w（S）=33.8%±0.3；STEEL STANDARD ELTRA92000-051（Retsch-Allee 1-5 42871 Haan Germany）：w（C）=3.31%±0.03，w（S）=0.112%±0.003）。
（二）实验方法
1.仪器校正。准确称取铜精矿成份分析标准物质GBW 07166和随碳硫分析仪附带的标准物质（STEEL STANDARD ELTRA92000-051）置于坩埚中，加入0.50 g纯铁，覆盖1.80 g钨粒，进行分析测定，平行测定≥3次，直到测定结果符合标准物质允许误差，然后分别进行碳和硫曲线校准。
2.样品分析。准确称取0.1000 g试样，置于已加入0.50 g 纯铁助溶剂的坩埚中，加入1.80 g 钨粒助熔剂均匀覆盖，上机测量。
二、结果与讨论
（一）坩埚
所用瓷坩埚的空白值对分析结果的影响因样品中碳和硫的含量不同而不同，当碳和硫含量分别小于0.001%时，就必须考虑空白值对测量结果的影响。未经处理的坩埚空白值从0.001%～0.01%不等，因为涉及到的金矿样品中碳和硫的含量都属于常量分析，w（S）>10%，w（C）>0.5%，一次坩埚的空白值可以不予考虑。如需考虑空白值，可在坩埚使用前经1 100 ℃烘烤4 h，坩埚空白值可降低至0.0001%以下，从而降低空白值对分析结果的影响。
（二）助熔剂的选择
1.助熔剂类型选择。选择标准GBW07166 和STEEL STANDARD ELTRA92000-051以及日常分析的内控样品进行试验。
纯铁和钨粒是高频感应炉常用的助熔剂，铁具有很好的电磁感应性质，钨粒具有高熔点和良好的透气性及较高的热值，保证试样在高温下迅速分解，燃烧时不飞溅，有稳定碳和硫分析结果的作用。燃烧后生成三氧化钨，对消除硫的吸附有较好的效果。
单独使用钨粒或纯铁做助熔剂，碳和硫释放不完全，测量结果与标准物质给出的定值偏低，而且用纯铁作助熔剂燃烧时飞溅多，对日常分析的内控样品而言，数据不稳定，对仪器的使用有一定的影响；单独使用钨粒，分析时间稍长，由于锡粒易产生大量粉尘，对仪器的损害严重，仅做了少量试验；用纯铁+钨粒作助熔剂测定，气体释放速度快仅50 s，而且碳和硫的释放完全。
2.助熔剂的加入量选择。选择标准STEEL STANDARD ELTRA92000-051进行试验，选定Fe+W助熔剂，分别固定0.5g Fe的用量，调整w的加入量；固定1.8g w的用量，调整Fe的加入量。
经过试验发现，钨粒的加入量影响了样品的熔化，纯铁加入多少造成了样品的飞溅，且随Fe加入量的增加，飞溅严重，可能是铁燃烧瞬间释放大量热量造成的。通过试验，从表2、3的数据及现象分析，钨粒加入量对结果影响不大，当加入量为1.8克时，RSD值相对低；纯铁当加入2.0克时，硫的分析结果比其他加入量影响大，当加入0.5克时，RSD值相对低，再结合分析现象，综合考虑成本及对仪器的影响，选择0.5 gFe+1.8 g W作助熔剂，样品熔融效果好，C，S释放完全。
（三）方法检测限
在选定的试验条件下，进行20次空白测定，碳的平均值0.00031%，标准偏差0.00023%，硫的平均值0.00033%，标准偏差0.00019%。根据D.L=KSb（K=3，Sb为连续20次空白的标准偏差）计算碳和硫的检测限分别为0.00069%，0.00051%。
参考文献
[1] GB/T 20899.9-2007，金矿石化学分析方法：第9部分，碳量的测定[s].北京：中国标准出版社，2007.
[2] GB/T 20899.8-2007，金矿石化学分析方法：第8部分 硫量的测定[s].北京：中国标准出版社，2007.
[3] GB/T 20123-2006，钢铁总碳硫含量的测定，高频感应炉燃烧后红外吸收法[s].北京：中国标准出版社，2006：04-405.
作者简介：宫在阳（1981- ），男，硕士研究生，工程师，研究方向：黄金矿产品领域的样品分析；秦学强（1974- ），男，本科，高级工程师，研究方向：黄金矿产品领域的样品分析。
【关键词】碳硫分析仪；助熔剂；碳；硫
技术发展使得高硫高碳复杂成分矿石的开采日渐增多，其中有价元素的利用率也日渐提高，同时伴生的硫、碳、砷、锑等在被充分应用的同时对黄金的选冶产生了不同程度的影响，如选冶困难，回收率低，成本增加等，因此对于准确分析其中碳和硫的含量要求越来越严格。黄金矿石和选矿产品中碳和硫的测定，常用非水滴定法、硫酸钡重量法、燃烧中和法等。高频燃烧红外吸收法测定矿石中的碳和硫的优点是，一次分析同一个样品可以给出碳和硫两个元素的含量，分析速度快，检测范围广，既可以进行微量分析，也可以进行常量分析。适合于矿石中不同碳硫含量的样品的分析。
一、实验部分
（一）主要仪器及试剂
CS-800高频红外碳硫仪（德国ELTRA），其主要仪器参数如下：氮气压力为0.4 MPa，氧气压力为0.3 MPa，积分时间为50 s；碳硫仪专用坩埚。
无水高氯酸镁；碱石棉；纯铁助熔剂：纯度大于99.9%，w（S）<0.000 5%，w（C）<0.000 5%，粒度为0.4～0.8mm，钨粒钨助熔剂：纯度大于99.9%，w（S）<0.000 5%，w（C）<0.000 5%，粒度为0.4～0.8mm。
铜精矿成份分析标准物质GBW07166（中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究院）：w（S）=33.8%±0.3；STEEL STANDARD ELTRA92000-051（Retsch-Allee 1-5 42871 Haan Germany）：w（C）=3.31%±0.03，w（S）=0.112%±0.003）。
（二）实验方法
1.仪器校正。准确称取铜精矿成份分析标准物质GBW 07166和随碳硫分析仪附带的标准物质（STEEL STANDARD ELTRA92000-051）置于坩埚中，加入0.50 g纯铁，覆盖1.80 g钨粒，进行分析测定，平行测定≥3次，直到测定结果符合标准物质允许误差，然后分别进行碳和硫曲线校准。
2.样品分析。准确称取0.1000 g试样，置于已加入0.50 g 纯铁助溶剂的坩埚中，加入1.80 g 钨粒助熔剂均匀覆盖，上机测量。
二、结果与讨论
（一）坩埚
所用瓷坩埚的空白值对分析结果的影响因样品中碳和硫的含量不同而不同，当碳和硫含量分别小于0.001%时，就必须考虑空白值对测量结果的影响。未经处理的坩埚空白值从0.001%～0.01%不等，因为涉及到的金矿样品中碳和硫的含量都属于常量分析，w（S）>10%，w（C）>0.5%，一次坩埚的空白值可以不予考虑。如需考虑空白值，可在坩埚使用前经1 100 ℃烘烤4 h，坩埚空白值可降低至0.0001%以下，从而降低空白值对分析结果的影响。
（二）助熔剂的选择
1.助熔剂类型选择。选择标准GBW07166 和STEEL STANDARD ELTRA92000-051以及日常分析的内控样品进行试验。
纯铁和钨粒是高频感应炉常用的助熔剂，铁具有很好的电磁感应性质，钨粒具有高熔点和良好的透气性及较高的热值，保证试样在高温下迅速分解，燃烧时不飞溅，有稳定碳和硫分析结果的作用。燃烧后生成三氧化钨，对消除硫的吸附有较好的效果。
单独使用钨粒或纯铁做助熔剂，碳和硫释放不完全，测量结果与标准物质给出的定值偏低，而且用纯铁作助熔剂燃烧时飞溅多，对日常分析的内控样品而言，数据不稳定，对仪器的使用有一定的影响；单独使用钨粒，分析时间稍长，由于锡粒易产生大量粉尘，对仪器的损害严重，仅做了少量试验；用纯铁+钨粒作助熔剂测定，气体释放速度快仅50 s，而且碳和硫的释放完全。
2.助熔剂的加入量选择。选择标准STEEL STANDARD ELTRA92000-051进行试验，选定Fe+W助熔剂，分别固定0.5g Fe的用量，调整w的加入量；固定1.8g w的用量，调整Fe的加入量。
经过试验发现，钨粒的加入量影响了样品的熔化，纯铁加入多少造成了样品的飞溅，且随Fe加入量的增加，飞溅严重，可能是铁燃烧瞬间释放大量热量造成的。通过试验，从表2、3的数据及现象分析，钨粒加入量对结果影响不大，当加入量为1.8克时，RSD值相对低；纯铁当加入2.0克时，硫的分析结果比其他加入量影响大，当加入0.5克时，RSD值相对低，再结合分析现象，综合考虑成本及对仪器的影响，选择0.5 gFe+1.8 g W作助熔剂，样品熔融效果好，C，S释放完全。
（三）方法检测限
在选定的试验条件下，进行20次空白测定，碳的平均值0.00031%，标准偏差0.00023%，硫的平均值0.00033%，标准偏差0.00019%。根据D.L=KSb（K=3，Sb为连续20次空白的标准偏差）计算碳和硫的检测限分别为0.00069%，0.00051%。
参考文献
[1] GB/T 20899.9-2007，金矿石化学分析方法：第9部分，碳量的测定[s].北京：中国标准出版社，2007.
[2] GB/T 20899.8-2007，金矿石化学分析方法：第8部分 硫量的测定[s].北京：中国标准出版社，2007.
[3] GB/T 20123-2006，钢铁总碳硫含量的测定，高频感应炉燃烧后红外吸收法[s].北京：中国标准出版社，2006：04-405.
作者简介：宫在阳（1981- ），男，硕士研究生，工程师，研究方向：黄金矿产品领域的样品分析；秦学强（1974- ），男，本科，高级工程师，研究方向：黄金矿产品领域的样品分析。