摘要:火试金法是通过熔融、焙烧测定矿物、金属制品中贵金属成分含量的方法,在测量中,不确定度越小,测量结果的可信度越高。
关键词:火试金法;合质金中金;不确定度评定
本文作者严格按照化学分析中测量不确定度的评定方法,研究、分析、评定火试金法测定合质金中金的测量不确定度。
一、方法
本文作者采用《GB/T15249.1-2009合质金化学分析方法火试金重量法》。
(一)设计步骤
称量一定重量的纯金,将其作为试料;并在该试料中加入一定重量的银,然后将它们包在铅箔中,置其于高温熔融状态进行灰吹,从而氧化、分离铅及其它贱金属[1]。之后,采取金银合粒,硝酸分金后对金银合粒称重,再用同步测定的纯金标准样品进行校正,计算金量。
(二)试剂
纯硝酸,浓度为1.42g/ml。
(1+1)硝酸,优级纯
(2+1)硝酸,优级纯。
(三)材料
纯铅,加工为长度5.1厘米,厚度0.1毫米的矩形铅片。
纯银;纯金
(四)仪器
高温箱式电阻炉;FA2004B电子分析天平;碾片机;灰皿;分金篮。
(五)测定流程
1、称取4份纯金,作为标准样品;然后称取同样重量的4份纯金,作分析试样。
2、将8份纯金分别放入铅箔片,再加重量为纯金量2.5~3倍的纯银,然后包好铅箔片,把它们放入高温电阻炉进行灰吹,湿度控制在920℃左右。
3、灰吹后,取出金银合粒,将它们锤成矩形,再刷去它们底部的附着物,然后把它们放入高温电阻炉,以800℃退火5分钟。
4、取出金银合粒,待其冷却,将它们碾成厚度0.15~0.2毫米的薄片。再次将这些薄片放入高温电阻炉,以750℃退火3分钟。然后取出薄片,待它们冷却后卷成空心筒状,逐个放入分金篮[2]。
5、将硝酸(1+1)加热至90~95℃,再把装有合金筒的分金篮放进硝酸(1+1),进行硝酸分金;30分钟后取出分金篮,用水将它洗涤3次。
6、将硝酸(2+1)加热至110℃,再把水洗后的分金篮放进硝酸(2+1),再次进行硝酸分金,时间大约为40分钟。
7、从硝酸(2+1)中取出分金篮,用热水将它清洗5~7次。再把合金筒转移至瓷坩锅,进行烘干。
8、将合金筒放入高温电阻炉,以800℃燃烧5分钟。
9、取出合金筒,待其冷却后称重,得出纯金标准样品质量与纯金试样质量。
10、通过公式计算试样中金的质量占比,本文作者设计的公式为:
金含量=((m1-(m3-m4)×D)/m2)×100%
其中,m1为测得试样金筒质量,m2为试样的质量,m3为测得标准样品的金筒质量,m4为标准样品的质量,D为纯金标准样品中金的质量分数。
二、分析、评定不确定度来源
(一)分析不确定度来源
通过分析公式,可以发现m1、m2、m3、m4对于测定结果产生一定的影响,由此可以认为是天平称量产生了不确定度[3]。
(二)评定不确定度
1、评定试样的不确定度
天平置信概率为95%,因此天平衡量的不确定度大约有0.05mg,包含因子k=2,按正态分布换算成标准不确定度:u(校)=0.05mg/2=0.025mg。
对于试样合金筒质量m1与试样质量m2的不确定度,应着重考虑重复性的不确定度。通过n次重复测定,得出n个测量结果,再通过以下公式(图1)计算标准不确定度。
图1
其中,u(rep)为重复性标准不确定度,x1为每次测得的试样的质量,-X为测得试样进行n次测量后结果的平均值,n为测定试数。
经过计算,得出m1的标准不确定度为:
u(rep)=√ ̄∑(m1-(-m1))2/4×(4-1)=2.53×10-5,相对标准不确定度为4.48×10-5。
m2的标准不确定度为:
u(rep)=√ ̄∑(m2-(-m2))2/4×(4-1)=4.18×10-5,相对标准不确定度为7.16×10-5。
2、评定标准样品的不确定度
2.1评定纯金的不确定度
本次试验选用的是纯金,其纯度达99.997%,正负误差在0.003%左右,按均匀性分布进行计算,得出其不确定度=0.003%/√ ̄3=0.0017%,相对标准不确定度=0.17×10-4。
2.2评定标准样品合金筒的不确定度
对于标准样品合金筒质量m3与标准样品合金筒质量m4的不确定度,同样应考虑重复性的不确定度。通过n次重复测定,得出n个测量结果,再通过以下公式(图2)计算出标准不确定度。
图2
其中,u(rep)为重复性标准不确定度,x1为每次测得的标准样品的质量,-X为测得标准样品进行n次测量后结果的平均值,n为测定试数[4]。
经过计算,得出m3的标准不确定度为:
u(rep)=√ ̄∑(m3-(-m3))2/4×(4-1)=1.31×10-5,相对标准不确定度为2.29×10-5。
m4的标准不确定度为:
u(rep)=√ ̄∑(m4-(-m4))2/4×(4-1)=1.93×10-5,相对标准不确定度为3.37×10-5。
三、结论
经过上述计算,得出u(rep)校正的标准不确定度为5×10-5,整个实验中中相对合成标准不确定度为1.36×10-4,合成标准不确定度为0.0131%,最终测定结果为金含量=(96.568±0.0262)%。
参考文献
[1]符永际,王满桂,吴江鸿.火试金法富集-原子吸收分光光度法测定湿法炼锑浸出液中金[J].现代矿业,2018,34(05):208-209+217.
[2]项建峰,袁鹏程,彭建军.火试金法测定废电路板中的金和银量[J].有色冶金设计与研究,2018,39(02):12-15.
[3]关黎晓.浅谈火试金法测定金含量[J].新疆有色金属,2016,39(06):58 +60.
[4]甘建壮,管有祥,李楷中,李玲.火试金法测定金锡合金中金含量[J].贵金属,2008(04):34-36.
论文作者:陈芹,段玉峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/1
标签:不确定论文; 标准论文; 纯金论文; 试样论文; 硝酸论文; 样品论文; 合金论文; 《基层建设》2019年第9期论文;