摘要：火试金法是把冶金学的原理和技术运用到分析化学中来,在一定条件下适当提高氧化铅用量，并根据铜、硫、砷的含量进行配比，实行相对动态的方式进行分析，不仅节约试剂，防止坩埚腐蚀，而且测定方法简便、快速，分析结果重现性好，已经作为贵金属分析中分解样品和富集贵金属的重要手段。它与常用的容量法相比, 在分析高含量贵金属时, 具有独特的优点。
关键词：铜精矿中金；火试金法；配料；贵金属检测
1引言
火试金法是把冶金学的原理和技术运用到化学分析中, 作为贵金属分析中分解样品和富集贵金属的重要手段。它借助固体试剂与岩石、矿石或冶金产品混合, 在坩埚中加热熔融, 生成的熔融状态金属、合金或锍在高温时萃取样品中的贵金属, 形成含有贵金属的合金(即试金扣), 且下沉到坩埚底部。与此同时,样品中贱金属的氧化物和脉石与二氧化硅、硼砂、碳酸钠等熔剂发生反应, 生成硅酸盐或硼酸盐等熔渣,而浮在上面, 使贵金属从样品中分离出来。因此, 在火试金法过程中同时起到分解样品和富集贵金属的两个作用, 再用干法或湿法把试金扣中的贵金属进一步富集和分离, 从而测定样品中的贵金属含量[2]。
2 火试金法的应用
2.1 仪器和试剂
架盘药物天平2 台, 即分度值分别为0 .1g 和0 .2g 的天平各1 台;精度值为0 .1mg 的电子天平或电光天平1 台;精度值为0 .01mg 的电子天平1 台。高温箱式电阻炉1 台，功率为14kW, 可调电压为0～380V，温度为0～1 300 ℃。可调电炉1 台或电热板1台。300ml 烧杯；50ml 坩埚；试金扣盘和分金盘;镁砂灰皿。
坩埚叉(长约2m) ；管钳子(长约0 .5m) ；铁锤；大、小铁板;碾片机1 台(可碾至厚度0 .01mm)。优级纯硝酸;碳酸钠分析纯或化学纯;硼砂分析纯;氧化铅或四氧化三铅分析纯;二氧化硅分析纯;硝酸银分析纯或纯度为99 .99 %的银粉;铅片;面粉、淀粉或铁钉。
2.2 配料
称取10 .00g 样品(铜精矿)2 份, 准确到0.01g(如果是金精矿或矿物, 称取20 .0g ～ 50 .0g , 准确到0 .1g), 各加入2.5 倍的银。熔剂的组成为30g 碳酸钠、130g 氧化铅、8g二氧化硅、10g 硼砂、5g 面粉;如果是金精矿, 熔剂的组成大致是30g 碳酸钠、10g 硼砂、35g 氧化铅、5～10g 玻璃粉、3～5g 面粉或铁钉4 根, 银的加入量为金的2.5倍。
2.3 熔融
将试样同熔剂在300～400ml 的试金坩埚中混合均匀, 并在试样表面盖上覆盖剂。覆盖剂为食盐或硼砂、碳酸钠混合物, 以防止有毒气体氯化铅的产生。
把坩埚放入850 ℃试金炉中, 并把炉温设定为1 150 ℃, 然后升温至1 150 ℃, 保持温度20～30min , 熔融体倒入铸铁模中冷却, 取出铅扣, 砸去熔渣。
2.4 灰吹
先把灰皿放入850 ℃试金炉中灼烧30min ;放入铅扣, 关闭炉门, 并升温至熔铅发亮;微启通风孔, 在850 ～ 900 ℃灰吹至尽。取出灰皿, 冷却后取出合粒。如果还要分析试样中银的含量, 灰吹的温度应控制在850 ～ 900 ℃内, 否则会造成银的损失, 使银的分析结果偏低。灰吹温度对银的影响如表1所示。
表1 灰吹温度对银损失的影响
2.5 分金
取下合粒, 在铁砧上锤成薄片或用碾片机碾成薄片, 称量, 此为金和银的合量。加入煮沸的硝酸(1 +7)约25mL , 在电热板水浴上加热, 温度不能过高, 合粒颜色变黑, 并放出二氧化氮的气体。将硝酸溶液倾出, 重复2～3 次, 然后用热水洗涤3 次。再加入20mL煮沸的硝酸(1 +1), 继续加热20～30min 后, 将硝酸倾出, 用热水洗涤3 次, 然后在电热板上烘干, 再把坩埚移入850～900 ℃高温炉中将金粒退火, 这时金粒由黑色变成赤黄色。分金时, 硝酸浓度不能过高, 否则金有损失。
特高含量金样品, 采用火试金法检测出的结果是比较准确的, 即准确度比较高;而采用容量法检测出的结果, 其准确度是比较低。在分析金精矿时, 火试金法与容量法相比, 容量法检测出的结果是普遍偏高。其原因为:容量法在分析金精矿时, 整个工艺流程比较长, 影响因素较多, 即在分析过程中有称样、焙烧、溶样、抽滤、灰化、蒸干和滴定等, 整个过程中人为影响因素较多;同时, 由于存在其它干扰元素, 所以其中某一环节出现小小的失误, 都会影响分析结果;而火试金分析过程中人为影响因素相对较少。
3 结语
经过近半年多时间的实验研究和生产实践, 河台金矿建立了较成熟的火试金法, 并运用于高含量金样品的分析。同时, 运用于电子废料中铂族元素的分析研究, 并获得成功。目前, 火试金法主要用于我矿生产的金泥、合质金和电子废料中铂族元素的分析和应用。火试金分析方法具有如下独特的优点:
(1)取样代表性好。使用火试金法, 可取大量样品, 一般取20 ～ 40g , 甚至可取多至100g 或100g 以上;特高品位的金泥取样量1g 以上。取样量大, 贵金属在所取的样品中有较好的代表性, 可把取样误差减小到最低限度。金泥的取样量不能太多, 不然会造成灰吹和分金困难。我矿的金泥一般金的质量分数在10 %～ 40 %之间, 需要加入大量银, 造成分金时间太长或分金不完全。容量法在分析高含量金泥时, 不能取1g 以上的样品, 否则会造成滴定困难, 影响结果的准确性;如果金精矿焙烧不好, 也会影响结果的准确性。
(2)适应性广。除极个别的样品外, 此方法几乎能适应所有的矿种。含硫量高的样品, 容量法分析时, 需要样品预处理(如焙烧)。
(3)富集效果好。在一般情况下能将少量贵金属从含有大量基体元素的样品中定量地富集到试金扣中, 即使富集微克量的贵金属, 损失也很小, 一般仅百分之几。富集倍数很大, 可达1 000 倍以上, 能将几十克样品中的贵金属最后定量富集在几毫克的试金合粒中。由于合粒成分简单, 有利于各种测试手段进行测定。因此, 火试金法目前仍然是贵金属分析中的一种重要手段。
(4)准确度高。因为火试金法不受人为因素和杂质元素的影响, 检测分析结果准确度高。
(5)能回收贵金属。火试金法分析金样品时, 能直接回收高纯度的金, 减少金的损失。容量法分析高含量金时, 很难或不易回收金, 因滴定时加入标准溶液和其它试剂。
但火试金法也有不足之处, 主要有:一是成本较高。特别是电力费用高, 配料试剂多, 且量大。二是工作环境差。火试金法实际上就是一个微型金法, 工作环境温度高, 属高温作业。三是通风条件要好。不然, 会发生有毒气体中毒事件, 因为在熔融和灰吹过程中会产生有毒气体。四是不能大批量分析样品。
参考文献
[1]蔡树型, 黄超.贵金属分析.北京:冶金工业出版社, 1984.120～122.
[2]北京矿冶研究总院分析室编.矿石及有色金属分析手册.北京:冶金工业出版社,1990.97～105.
论文作者:冯燕波
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/19
标签：贵金属论文; 样品论文; 坩埚论文; 碳酸钠论文; 硝酸论文; 硼砂论文; 精矿论文; 《基层建设》2019年第6期论文;