❶ 火法試金灰吹金銀合粒不成合粒原因解決方法
溫度偏低會造成鉛殘留在合粒裡面,合粒會沒有光澤,發黑,
❷ 火法試金金銀合粒不圓滑,不光亮是什麼元素引起
這是因為火法是金時在高溫端保溫時間不足,導致金銀和鉛未能完全溶解照成 的,一般在1200度左右停留2小時左右可以解決
❸ 火(鉛)試金富集-發射光譜法測定鉑鈀金
方法提要
試樣與火試金熔劑混合,加入約1mg銀粉,在950℃熔融得到含貴金屬的鉛扣。鉛扣與熔渣分離後在900℃灰吹得到含鉑、鈀、金的銀合粒。銀合粒裝入電極,以發射光譜法同時測定鉑、鈀、金量。方法適用於水系沉積物、土壤中鉑、鈀、金的測定。
方法檢出限(3s)w(B):Pt0.2×10-9,Pd0.1×10-9,Au0.1×10-9。
測定范圍w(B):Pt(0.6~1000)×10-9,Pd(0.3~1000)×10-9,Au(0.3~1000)×10-9。
儀器及材料
2m(或1m)平面光柵攝譜儀。
測微光度計(與計算機聯機使用)。
瓷坩堝10mL。
瓷坩堝30mL。
高鋁坩堝50mL(使用前應先檢查坩堝空白值,鉑、鈀、金的空白值應不大於1.0ng)。
鎂砂灰皿頂部內徑約33mm,底部外徑約38mm,高約25mm,深約15mm。(製法:水泥(標號425)、鎂砂(160目)與水按質量比(20+80+10)攪拌均勻,在灰皿機上壓製成型,陰干,三個月後備用。
高溫爐。
鐵模頂部內徑約45mm,底部外徑約50mm,高約23mm,深約20mm。用普通圓鋼車制。
石墨電極下電極為帶頸杯形,規格:孔徑1.2mm,孔深(帶尖形)1.5mm,壁厚0.5mm,高2.0mm,頸徑1.6mm,頸長4mm。上電極為圓筒形,規格:孔徑1.9mm,孔深4.0mm,壁厚0.5mm,筒長60mm,孔中充填碳酸鍶-石墨粉混合試劑,壓緊刮平。
天津產Ⅰ型光譜相板。
試劑
鉑粉光譜純99.95%。
鈀粉光譜純99.95%。
金粉光譜純99.99%。
銀粉純度99.99%,其鉑、鈀、金的含量都應小於0.1×10-6。
銻粉優級純。
硝酸優級純。
硝酸銀溶液ρ(Ag)=8.0mg/mL稱取4.00g銀粉置於250mL燒杯中,加入50mL水及20mLHNO3,微熱至銀溶解後,用水稀釋至500mL,搖勻,置於棕色瓶中保存。
粉狀碳酸鈉(工業用)。
粉狀硼砂(Na2B4O7·5H2O,工業用)。
氧化鉛(工業用)。
乙酸分析純。
活性炭粒徑為0.075mm(已用王水處理)。
粉狀鹼式碳酸鉛[2PbCO3·Pb(OH)2]試劑中鉑、鈀、金的含量都應小於0.05×10-9。制備方法如下:稱取1.2kgPbO,置於5000mL燒杯中,加3500mL自來水。在攪拌下加入600mLHNO3和100mLHAc,攪拌25min。另外取1g二苯基硫脲,溶於15mL熱的冰乙酸中,趁熱將此溶液倒入盛有鉛鹽溶液的燒杯中,繼續攪拌2h。加入1g活性炭(粒徑0.075mm,用王水處理過),再攪拌1h。負壓過濾,濾液盛於20L塑料桶中。不溶物棄去。另取800gNa2CO3,溶解在3000mL熱的自來水中。在攪拌下逐步把碳酸鈉溶液加入鉛鹽溶液中,直至溶液的pH>8。放置澄清後,用傾泌法過濾到布氏漏斗中,再用15L自來水傾泌洗滌沉澱6次。把沉澱完全轉移到布氏漏斗中,負壓過濾,再用自來水洗滌沉澱8次,取出沉澱置於長方形平板式搪瓷盤中,於150℃烘乾後,得到約1.35kg鹼式碳酸鉛,在玻璃研缽中研碎後,裝入密封塑料桶中備用。
食用麵粉。
碳酸鍶分析純。
石墨粉粒徑0.075mm,光譜純。
碳酸鍶-石墨粉混合試劑稱取1gSrCO3和4g石墨粉,在瑪瑙研缽中研磨均勻,置於磨口玻璃瓶中備用。
火試金熔劑稱取10kgNa2CO3、4kgH3BO3、6kg鹼式碳酸鉛、0.6kg麵粉,充分混勻後,盛入帶蓋的塑料桶中備用。
鉑、鈀、金標准系列合粒制備方法如下:
鉑、鈀、金標准粉末A稱取鉑粉、鈀粉、金粉各10.00mg置於30mL瓷坩堝中,加入15g銻粉,攪勻,上面再蓋12g銻粉。蓋上坩堝蓋後將坩堝放入900℃高溫爐中熔融30min。取出坩堝,去蓋,稍冷,在開始結晶前把熔融銻以細流狀全部倒入冷水中。收集全部銻粒,在110℃烘乾,冷卻後稱量(精確至0.01g)。在瓷研缽中把銻粒研磨至0.15mm。設銻粒質量為mA(g),則該標准粉末A中鉑、鈀、金的含量為:w(Pt,Pd,Au)=0.01/mA(g/g)=A。
鉑、鈀、金標准粉末B稱取mA×10-2(g)鉑、鈀、金標准粉末A置於30mL瓷坩堝中,加15g銻粉,攪勻,上面再蓋7g銻粉。蓋上坩堝蓋,將坩堝放入900℃高溫爐中熔融20min。經水淬、烘乾,稱量和研磨,製得鉑、鈀、金標准粉末B。設銻粒質量為mB(g),則該標准粉末中鉑、鈀、金的含量為:w(Pt,Pd,Au)=A×mA×10-2/mB(g/g)=B。
鉑、鈀、金標准系列粉末制備1000套合粒所需的標准粉末量:取9個30mL瓷坩堝,編號1~9。向每個坩堝中加入1.00g銀粉。稱取(1×10-6/B)g、(3×10-6/B)g、(10×10-6/B)gPt、Pd、Au標准粉末B依次放入1~3號坩堝中。再稱(0.03×10-3/A)g、(0.1×10-3/A)g、(0.3×10-3/A)g、(1×10-3/A)g、(3×10-3/A)gPt、Pd、Au標准粉末A依次放入4~8號坩堝中。向每個坩堝中都加入銻粉至總質量達16.5g,攪勻,上面再蓋5.0g銻粉。蓋上坩堝蓋,把坩堝放入900℃高溫爐中熔融20min。經水淬、烘乾,稱量和研磨,製得鉑、鈀、金標准系列粉末1~8號。設各號銻粒的質量依次為m1、m2、m3、m4、m5、m6、m7、m8,按照制備鉑、鈀、金標准粉末A的方法制備m9,並以mi代表。
鉑、鈀、金標准系列合粒(每粒含有銀1.0mg,鉑、鈀、金各0.001μg、0.003μg、0.010μg、0.030μg、0.100μg、0.300μg、1.00μg、3.00μg、10.0μg)。從鉑、鈀、金標准系列粉末1~9號中,分別稱取(mi×10-3)g(精確至0.2mg),各自置於瓷坩堝蓋中,上面覆蓋約等量的銻粉,把盛有標准粉末的瓷坩堝蓋放入已升溫至850℃的高溫爐中,灰吹至銻全部吹盡。以下按洗凈合粒步驟洗凈,即得鉑、鈀、金的標准系列合粒。
顯影液
A液:稱取3.3g米吐爾、10.5g對苯二酚、55gNa2SO3,依次放入盛有800mL溫水的1000mL燒杯中,溶解後加水至1000mL,冷卻後裝入玻璃瓶中備用。
B液:稱取114gNa2CO3、7gKBr,依次放入盛有800mL溫水的1000mL燒杯中,溶解後加水至1000mL,冷卻後裝入玻璃瓶中備用。
使用時取A、B液(1+1)混勻。
定影液:稱取340gNa2S2O3、15gNa2SO3、14mLHAc、7.5gH3BO3、13.5g硫酸鋁鉀,依次放入盛有800mL溫水的1000mL燒杯中,溶解後加水至1000mL,冷卻後裝入玻璃瓶中備用。
校準曲線
將鉑、鈀、金標准系列合粒分別放入下石墨電極中,然後用石墨粉充填電極孔,壓緊,進行光譜測定。交流電弧激發,儀器工作條件見表84.37或表84.38。
表84.37 儀器工作條件
注:北京第二光學儀器廠產WP1型1m平面光柵攝譜儀。
表84.38 儀器工作條件
注:德國產PGS-Ⅱ型2m平面光柵攝譜儀。
分析線、內標線和測定范圍見表84.39。
表84.39 分析線
注:BG緊靠分析線短波一側背景最淺處。
相板暗室處理。A、B顯影液,在20℃顯影3.5min,顯影後立即放入定影液中,定影至相版未曝光部分透明為止。
用測微光度計測定分析線的黑度,兼測緊靠分析線短波一側背景最淺處的黑度。分別以黑度S或黑度差ΔS為縱坐標,以鉑、鈀、金量的對數(lgC)為橫坐標,繪制鉑、鈀、金的校準曲線。
分析步驟
配料。稱取10.0g(精確至0.1g)試樣(粒徑小於0.075mm,在室溫風干後裝入小塑料袋中備用)放入200mL錐形瓶中,根據試樣的多少,加入35~45g試金熔劑,將試樣和熔劑混勻後。倒入50mL高鋁坩堝中,然後插一小孔,加入兩滴硝酸銀溶液。
熔融。將坩堝置於已升溫至950℃的高溫爐中,關閉爐門保持約5~15min(視爐內坩堝數量多少),熔劑反應劇烈時應微啟爐門,當觀察到坩堝沿壁熔融體有溢出趨勢的氣泡下降後,關閉爐門繼續升溫至950℃,並保持5min。取出坩堝,將熔融物倒入鐵模中。冷卻後取出鉛扣,砸去熔渣。鉛扣質量7~11g。
灰吹。將鉛扣放入已在920℃高溫爐內預熱20min的鎂砂灰皿中,關閉爐門升溫。待熔鉛脫模後,半啟爐門,並控制溫度在900℃灰吹至鉛全部吹盡,取出灰皿。
洗凈合粒。從灰皿中取出銀合粒,放入10mL瓷坩堝中,加入0.5mL(36+64)HAc,放在已預熱的電熱板上微熱至銀合粒上的沾染物溶脫。取出銀合粒,在水中漂洗一次,放在濾紙上吸干。
光譜測定。將試樣合粒裝入下電極中,以下按校準曲線步驟操作,在校準曲線上查得試樣中金、鉑、鈀的量,
參見式(84.10)計算試樣中金、鉑、鈀的含量(ng/g)。
可用專門的光譜測光軟體計算鉑、鈀、金的含量,直接輸出分析結果。
注意事項
1)裝上石墨電極要壓緊刮平;否則當電極一旦加熱,電極穴內的碳酸鍶-石墨粉混合試劑就可能脫出,影響譜線強度的重復性。
2)要把下電極的頭部燒光,各實驗室儀器條件不盡相同,可以預先試驗(空的下電極裝石墨粉,上電極裝碳酸鍶-石墨粉混合試劑)確定弧燒時間,也可以不固定弧燒時間,到電極頭燒光為止。
3)鉛和銻的蒸氣有毒,火試金法熔融和灰吹時使用的高溫爐應置於抽風效率高的通風櫥中進行。抽風機尾氣需經處理後方可排放。
❹ 火法化驗銀子的步驟是什麼
火試金方法(The fire assay method)是將冶金學原理和技術運用到分析化學中的一種經典的分析方法,是分析化學中最古老的方法之一。該方法適用性廣、富集效果好等優點,是金銀及貴金屬化學分析的重要手段,也是常見礦產品及金屬材料中金銀測定的仲裁方法。
本講解主要針對標准GB/T 8152.10-2006,鉛精礦中金銀測定方法火試金法。包括方法原理、實驗步驟、各步驟作用及操作注意事項等。
一火試金法原理
火試金方法是用加熔劑熔煉礦石和冶金產品的辦法來定量測定其中貴金屬的含量。實際應用中以鉛試金法為主,過程注意分為3個階段:
(1)熔煉。它藉助固體試劑與樣品混合,在坩堝中加熱熔融,用鉛在熔融狀態下捕集金銀及貴金屬,形成鉛合金(一般稱作鉛扣),由於鉛合金的比重大,下沉到坩堝的底部。與此同時,樣品中賤金屬的氧化物和脈石與二氧化硅、硼砂、碳酸鈉等熔劑發生化合反應,生成硅酸鹽或硼酸鹽等熔渣,因其比重小而浮在上面,藉此使金銀從樣品中分離出來。因此,在火法試金過程中同時起了分解樣品和富集貴金屬的兩個作用。
(2)灰吹。把得到的鉛合金放在灰皿中在適當的溫度下用進行灰吹除鉛,灰吹時鉛氧化成氧化鉛而滲透於多孔的灰皿中,從而除去了鉛扣中的鉛及少量的賤金屬,金銀及貴金屬不被氧化保而留在灰皿之中形成金銀合粒。
(3)分金。以硝酸溶解金銀合粒,使銀溶解,而金仍然保持固態,將獲得的金粒經淬火後稱量,可計算出金的含量,根據金銀合粒質量與金質量之差即可求出銀的含量。
二、鉛精礦中金、銀的火試金法法測定步驟
1.熔融試驗除硝酸鉀外,其它配料熔融過程一樣,通過試驗計算出樣品實際所需的氧化劑或還原劑的量,用來控制鉛扣的大小。
2.配料稱取試樣,20g試樣於燒杯中,與30g碳酸鈉、10g二氧化硅、10g硼砂、100g氧化鉛及預先試好重量的硝酸鉀或澱粉混勻。
3.熔融將配好的料放入熔融坩堝中,於900℃的試金爐內熔融30min,繼續升溫至1100℃(約30min),保溫10min左右,立刻取出坩堝,將熔融物倒入鐵模中。冷卻,取出「鉛扣」並除去熔渣,確保鉛扣在28g-35g之間。
4.灰吹將「鉛扣」放入已在900℃高溫爐中預熱20min的灰皿內進行灰吹。關閉爐門,在900℃保溫,待「鉛扣」全部熔化並發亮後,控制在860℃左右進行灰吹,約1小時灰吹完成,合粒出現「閃光」現象。立即將灰皿移至爐門口,放置片刻,取出灰皿冷至室溫。用合粒鉗從灰皿中取出合粒,刷去粘附在合粒底部的雜物,用干凈的不銹鋼小錘將合粒打扁,用百萬分之一天平稱量,此為Au和Ag的合量。
5.分金合粒放入原瓷坩堝中,加入20ml煮沸的HNO3(1+7),在低溫電熱板上加熱。錘扁的合粒立即與HNO3反應,合粒由銀白色變為黑色,並放出氧化氮氣體。反應停止後,用傾瀉法將溶液傾出。再加約20ml沸熱的HNO3(1+1),第二次分Au的操作和第一次相同。傾出溶液後,用熱水洗滌3次。傾出坩堝中的水,把坩堝放在低溫電熱板上加熱使合粒乾燥。再把坩堝移到700℃左右的高溫爐中退火數分鍾,這時Au粒便從黑色的無定形狀變為赤黃色的純Au。待坩堝冷至室溫,用百萬分之一天平稱Au粒的質量。前後兩質量之差即為Ag的質量。
6.二次熔融將熔融後的熔渣和灰吹後的灰皿磨碎,與50g二氧化硅、50g硼砂、50g碳酸鈉、50g氧化鉛和3g澱粉,按照以上的熔融、灰吹、分金程序進行,分別對金銀的損失進行補正。
三、各步驟作用
1、熔融試驗測試樣品的還原力,用以計算樣品所需加入的硝酸鉀或澱粉的質量,達到控制鉛扣大小在28g-35g之間。鉛扣太小,富集不完全;太大容易富集雜質,而且會超過灰皿吸收容量,污染環境。
2、配料 配料熔劑的作用,是將樣品中難熔的Al2O3、CaO或硅酸鹽等基體成分熔化並生成良好的熔渣,從而將樣品分解。
碳酸鈉:強鹼性助熔劑。對硅酸鹽及金屬氧化物有熔解作用,同時也有脫硫作用。在熔融時易與鹼金屬硫化物作用形成硫酸鹽,有時起到脫硫或氧化作用,無水碳酸鈉在852℃開始熔化,當加熱至950℃時,開始放出小量的二氧化碳而略微分解。Na2CO3 →△Na2O+CO2 生成的氧化鈉與酸性物質化合而生成鹽類,Na2O+SiO2→△Na2 SiO3。
硼砂:是一種活潑而易熔的酸性熔劑,它在熔煉中在350℃時開始失去其中的結晶水,並迅速膨脹。因此在配料中使用過量的硼砂容易引起熔煉時物料溢出,造成坩堝內試樣的損失。硼砂能和許多金屬氧化物形成硼酸鹽,它們的熔點要比相應的硅酸鹽低。例如CaSiO2 的熔點是1540℃,Ca2SiO4的熔點是2130℃,而CaO·B2O3 的熔點只有1154℃,配料中加入硼砂後,可以有效地降低熔渣的熔點。
氧化鉛(PbO) 又名黃丹粉,是一種很強的鹼性熔劑,同時又是氧化劑、脫硫劑和貴金屬的捕集劑,所以在鉛試金中用途很廣。氧化鉛與二氧化硅有很強的親和力,在較低的溫度下與二氧化硅化合,生成流動性很好的硅酸鉛。火試金法應用氧化鉛的目的是捕收金銀,加入的氧化鉛定量地被還原為鉛。氧化鉛使用前必須檢查金銀含量,金含量應小於20×10-6%,銀小於2×10-5%。否則就不能使用。
二氧化硅(SiO2):是一種很強的酸性熔劑。
硝酸鉀:強氧化劑。熔點339℃,1克硝酸鉀可氧化3.5~4g鉛成氧化鉛。加入氧化劑的目的是將試樣中的硫化物部分地或全部地氧化成氧化物,使金屬氧化物進入熔渣中,同時避免了硫化物形成鋶(各種金屬硫化物的互溶體)而使貴金屬受到損失。硝酸鉀(KNO3) 又名硝石,是一種很強的氧化劑。在高溫時分解釋放出氧,將硫化物及砷化物等氧化成氧化物,控制硫化物對氧化鉛的還原能力,以便獲得質量合適的鉛扣。使用硝酸鉀時,必須將試樣先進行氧化力試驗,然後再計算硝酸鉀的需要量,一般以每克硝酸鉀能氧化4g金屬鉛來計算。
澱粉:澱粉(C6H10O5)是試金分析中常用的還原劑,它受熱後失去水分,生成顆粒細微的無定形碳,能均勻地分布在坩堝物料中,在低於500℃開始起還原反應,當600℃時其反應速度最快。麵粉的還原力理論值是15 .3,即1g麵粉能還原15. 3g鉛,但實際上只能還原出10~12g鉛。
3.熔融 在熔煉過程中所發生的反應可分為四類:還原反應、氧化反應、硫化反應和熔渣的生成。
(1)還原反應
火試金法中,捕集劑是以金屬氧化物和含碳物質的混合物形式加入的(鋶試金法除外。熔煉時,溫度升高,金屬氧化物被碳還原,生成微粒的金屬或合金。它們的顆粒很細,比表面很大,因而與貴金屬接觸的機會多,這種形態的捕集劑有利於捕集貴金屬。
(2)氧化反應
若樣品中含有大量的硫化物,還原力過剩,會使過多的PbO被還原不但生成的鉛扣過大,延長灰吹的時間,而且使具有排除雜質能力的PbO在熔體中相應減少,排除雜質的能力減弱,導致部分雜質進入鉛扣中。鉛扣中的雜質增多後,會造成灰吹時貴金屬的損失或給灰吹帶來困難。由於這些原因,在熔煉硫化礦時,常常要在配料中添加一定量的氧化劑,將一部分硫化物氧化除去,使獲得質量合適的鉛扣。常用的氧化劑是硝酸鉀,有時也用硝酸鈉。
(3)硫化反應
在坩堝試金法的熔煉過程中,有時會發生硫化反應。當以鋶作為捕集劑時,有意識地加入硫化劑和金屬氧化物,促使硫化反應順利進行,通過生成的鋶來捕集貴金屬;對於含Cu,Ni,Fe的硫化礦物的試樣,在試金過程中,如配料不當,試樣中的S和Cu,Ni,Fe會形成鋶,這是不希望的硫化反應。因為融體中生成了一層鋶介於扣與渣之間,它能捕集貴金屬,導致貴金屬的損失
某些金屬容易和硫迅速反應,生成金屬硫化物,有些金屬難和硫起反應。這和金屬對硫的親和力有關。金屬對硫的親和力按下列次序遞減:Mn>Cu>Ni>Fe>Sn>Zn>Sb>Pb。
(4)熔渣的生成
試金熔煉的成敗,與熔渣的性質密切有關。可以說良好的試金扣是孕育在合理的熔渣之中。所以對熔渣的研究,應予以重視。
4.灰吹 灰吹是鉛試金中貴金屬與鉛分離的重要手段。在灰吹時,先將灰皿在800~900℃的高溫爐中預熱,除去灰皿中的有機物、水分、二氧化碳以及其它的揮發性物質後,再把鉛扣放到紅熱的灰皿上。如果灰皿預熱時間不夠就放上鉛扣,則灰皿中殘留的氣體逸出,沖破融鉛液面,把小鉛滴拋出,這個現象叫做「吐唾沫」(spitting)。鉛扣熔化後,融鉛的表面被空氣氧化,形成一層氧化鉛薄膜。熔融狀的氧化鉛與融鉛的表面張力不同,氧化鉛能被灰皿表面濕潤而吸收在多孔性的灰皿中(毛細管作用),融鉛的內聚力大,不被灰皿吸收。熔融的氧化鉛從融鉛表面上滑下來滲入灰皿中,露出新的表面又被氧化,剛生成的熔融狀的氧化鉛又被灰皿吸收,如此不斷反復,直到鉛全部氧化成氧化鉛被灰皿吸收為止。在此過程中,只有約1.5%的氧化鉛呈蒸氣揮發到空氣中,98.5%左右的氧化鉛被灰皿吸收。金銀不被氧化。隨著鉛成氧化鉛被灰皿吸收後,金銀逐漸濃縮,待這一過程進行完畢,金銀成圓球形的小珠(又稱合粒)留在灰皿凹部中央。鉛扣中的雜質在灰吹過程中也被氧化,它們氧化的先後順序,與各種金屬氧化物的形成熱和自由能的大小有關。鋅、錫、鐵、鎳、鈷、砷、銻在鉛氧化之前,按順序先後氧化,其中鋅最先氧化成氧化鋅,錫次之……。鉛氧化後,是鉍,銅、碲氧化。這些雜質在灰吹時生成的氧化物,有的成氣體逸出(如As2O3、Sb2O3),有的氧化物能溶解在氧化鉛中(如氧化銅),隨著氧化鉛也被吸收到灰皿中而被除去。
5.分金 分金是指金銀合粒經硝酸將銀溶解除去,金不溶而被分離出來,達到金銀之間的相互分離。將合粒置於上過釉的25mL瓷坩堝中,在650~700℃退火幾分鍾,冷卻後,加入20mL煮沸的硝酸(1+7),在蒸氣浴(或低溫電熱板)上加熱。錘扁的合粒應立即與硝酸反應,由銀白色變為黑色,並放出氧化氮氣體。在加熱時,坩堝中的硝酸溶液不應沸騰,如見黑色的合粒薄片在溶液中翻上沉下,即表示加熱溫度太高,有可能使金片分散。加熱20~40min,反應停止後,用傾瀉法將硝酸銀溶液傾出。再加20mL沸熱的硝酸(1+1),第二次分金的操作和第一次相同。傾出硝酸溶液後,用熱的蒸餾水洗滌三次,然後把瓷坩堝放在電熱板上低溫加熱,使金粒乾燥,再把坩堝移到高溫電爐上將金粒退火,這時金粒便從黑色的無定形狀態變為黃色的純金。金粒冷卻後稱重,為金的重量。前後兩個重量的差值就是銀的重量。
四、注意事項
PbO中的Au、Ag 空白一定要進行檢查並加以校正。
熔融後的鉛扣應在28g-35g之間,鉛扣為一個整體,與熔渣容易分離。鉛扣中的銅含量不能超過2.5g,否則灰吹是對金銀的損失明顯加大(使氧化鉛熔融張力減少)。
硝石法是處理還原力強的試樣的一種配料方法。利用硝酸鉀的氧化作用來減弱試樣中的還原力,以獲得重量適當的鉛扣,使捕集貴金屬的效果良好
硝石法的配料原則:
(1)配料前須測定試樣的還原力,確定硝酸鉀的加入量,硝石最好不超過25g。
(2)配料後物料總體積不超過坩堝容積的2/3,過滿熔煉時易溢出。
(3)熔渣的硅酸度要求在1 .0,酸度過大易生成冰銅,熔渣流動性降低,易包裹鉛粒,造成金銀損失。
(4)氧化鉛的加入量是試樣總還原力的1 2~1 4倍,還原力在3 0以上的是1 2倍,在3 0以下的是1 4倍。
(5)硼砂的用量不少於5g。
(6)為使試樣中的硫分解完全,碳酸鈉最少加入與試樣量相等,另外加入硝酸鉀用量的1/4。
在試金分析工作中利用計算的方法進行配料是必要的,但在實際工作中,送來的樣品,往往難以知道它的組成成份的含量,這就需要我們憑眼睛的觀察和經驗來鑒別。首先看試樣的顏色、質量,判斷屬於何種礦石類型,來決定採取哪種試金方法。
灰吹溫度最高不得超過1050℃,否則金等將氧化損失。灰吹過程中最低不應低於800℃,否則熔融氧化鉛容易凍結。
分金應注意的問題:(1)所用蒸餾水不應含有氯離子;(2)所用硝酸應事先預熱;(3)分金後的金粒傾洗時不能碰碎,否則結果偏低。
所加的HNO3必須加熱至所沸,先用稀酸,後用濃酸,否則Au粒分散。
合粒中銀與金必須天於3:1,銀才能完全溶解,否則銀結果偏低,金結果偏高。為了合銀、金比例達到要求,需要補銀重新灰吹。
5.1測定數量
對於同一試樣需平行測定三份,分析結果的極差小於允許差時,取其算術平均值。否則,應重新測定.
5.2試樣量
根據各種類型金精礦的組成和還原力,計算樣品稱取量和試劑的加入量。控制硝酸鉀(2.5)加入量小於30g.稱祥量一般為10--.25g。
5.3試樣還原力的測定
方法:稱取5g試樣,10g碳酸鈉(2.1)、60g氧化鉛(2.2)、log玻璃粉(2.4),以下按5. 5.2款操作.
稱量所得鉛扣,按式(1)計算試樣的還原力: F=m2/m1.................(1)
式中:F—試樣的還原力;
m1—鉛扣量,g;
m2—5.2條中試樣量,g。
5.4試金中金、銀空白值的測定
每批氧化鉛都要測定其中金、銀量。每次稱取三份氧化鉛進行平行測定,取其平均值。
方法:稱取200g氧化鉛(2.2)、40g碳酸鈉(2.1)、35g玻瑞粉(2.4)、3g麵粉(2.10),以下按5.5.2,5. 5.4,5.5.5進行,測定金、銀量。
5.5測定
5.5.1配料:根據試樣的化學組成,按下列方法計算試劑加入量。
碳酸鈉(2 .1)加人量:為試樣量(5 .1)的1.5~2.0倍.
氧化鉛(2.2)加入量按式(2)計算: M3=m0F×1.1+30.....................(2)
式中:m3—氧化鉛加入量,g。
M0—5.2條試樣量,g。
F一試樣的還原力。
當還原力低時,氧化鉛的加入量應不少於80g。如試樣中含銅較高時,氧化鉛加人量除需要造30g鉛扣的氧化鉛外,需補加30—50倍銅量的氧化鉛。玻璃粉(2.4)加入量:為在熔融過程中生成的金屬氧化物,以及加人的禪鹼性熔劑。在0.5—1硅酸度時,所需的二氧化硅總量中,減去稱取試樣中含有的二氧化硅量。此二氧化硅量的三分之一用硼砂代替,三分之二按0.4g二氧化硅相當子1g玻瑞粉計算出玻璃粉(2.4)加人量.
硼砂(2.3)加入量:按所需補加二氧化硅量的三分之一,除以0.39計算。但至少不能少於5g。硝酸鉀的加入量按式(3)計算: m4=(moF—30).....................(3)
式中:m4—硝酸鉀加入量,g;
mo-5.2條中試樣量,g;
F-試樣的還原力.
將試樣(5.2)及上述配料置於粘土坩堝中,攪拌均勻後,覆蓋約lomm厚的氯化鈉(2-7)。
5.5.2熔融:將坩堝置於爐溫為800℃的熔融電爐內,關閉爐門,升溫至900℃,保溫15min,再升溫至1100—1200℃,保溫10min後出爐。將坩堝平穩地旋動數次,並在鐵板上輕輕敲擊2^-3下,使附著在坩堝壁上的鉛珠下沉,然後將熔融物小心地全部倒入預熱的鑄鐵模中。冷卻後,把鉛扣與熔渣分離,將鉛扣錘成立方體並稱量(應為25—40g)。收集熔渣,保留鉛扣。
5.5.3二次試金:將熔渣粉碎後(180чm),按麵粉法配料,進行二次試金。
方法:將熔渣(全量)、20g碳酸鈉(2.1)、log玻璃粉(2.4)、3og氧化鉛(2. 2),5g硼砂(2.3)、3g麵粉(2.10)置於原坩堝中,攪拌均勻後,覆蓋約l0mm厚的氯化鈉(2.7),以下按5.5.2款進行,棄去熔渣,保留鉛扣。
5.5.4灰吹:將二次試金鉛扣放入已在950℃爐中預熱20min後的鎂砂灰皿中,關閉護門1^-2min,待熔鉛脫膜後,半開爐門,並控制爐溫在850℃灰吹至鉛扣剩2g左右,取出灰皿冷卻後,將剩餘鉛扣與一次試金鉛扣同時放入已預熱過的新灰皿中。按上述操作再次進行灰吹。至接近灰吹終點時,升溫至880℃ ,使鉛全部吹盡,將灰皿移至爐門口放置lmin,取出冷卻。
用小鑷子將合粒從灰皿中取出,刷去粘附雜質,在小鋼砧上錘成0.2^-0. 3mm薄片,然後在試金天平上稱量。如果合粒中金與銀比值小於或等於五分之一時,可直接分金。大於五分之一須補銀.再錘成0.2-0. 3mm薄片。
補銀方法分木炭法和灰吹法。
木炭法:把合粒和需補的純銀(2.6)放在木炭(2. 11)上,用吹管在酒精燈上加熱熔化,使其均勻.冷卻、取出.
灰吹法:把合粒和需補的銀(2.6)用3^-5g鉛皮包好,按5.5.4款進行.
5.5.5分金:將合金薄片放入分金試管中,並加入l 0mL微沸的硝酸(2.8),把分金試管置入沸水中加熱。待合粒與酸反應停止後,取出分金試管,傾出酸液。再加入lOmL微沸的硝酸(2.9),再於沸水中加熱20min。取出分金試管,傾出酸液,用燕餾水洗凈金粒後,移入坩堝中,在600℃高溫爐中灼燒2-3`min,冷卻後,將金粒放在試金天平上稱量。
❺ 火試金富集
63.2.1.1 鉛試金富集
鉛試金法是歷史悠久、技術成熟的經典火試金法。該方法用鉛作捕集劑,在高溫熔融時,金與鉛形成合金而與基體成分分離,經過灰吹,得到金的合粒,用重量法或容量法測定。
在確定鉛試金的配料方案之前,應將試樣進行光譜檢查以了解礦石類型及其主要組成。根據不同試樣選擇不同的配料方案,遇特殊礦種時需要經過熔融試驗後才能確定配料方案。常見的配料方案見表63.5。
表63.5 常見礦石鉛試金配料 (m:g)
(1)試金配料的確定方法
A.試樣還原力的測定
a.直接測定法。稱取5g試樣,10gNa2CO3、80gPbO、10g玻璃粉、2g麵粉,按試金流程操作。稱量所得鉛扣量m1。
不含試樣。稱取l0gNa2CO3、80gPbO、10g玻璃粉、2g麵粉。按試金流程操作。稱量所得鉛扣量m2,計算試樣的還原力F:
岩石礦物分析第三分冊有色、稀有、分散、稀土、貴金屬礦石及鈾釷礦石分析
式中:F為試樣的還原力;m1為稱取試樣所得鉛扣質量,g;m2為未加試樣所得鉛扣質量,g;m為稱取試樣質量,g。
b.計演算法。按下式計算試樣的還原力:
岩石礦物分析第三分冊有色、稀有、分散、稀土、貴金屬礦石及鈾釷礦石分析
式中:F為試樣的還原力;w(S)為試樣中硫的質量分數,%;20為1g硫可還原出約20g鉛扣的經驗值。
B.配料方案
根據試樣的化學組成、還原力及稱取試樣質量,按下列方法計算試劑加入量。
碳酸鈉加入量:試樣量的1.5~2.0倍。
氧化鉛加入量按下式計算:
岩石礦物分析第三分冊有色、稀有、分散、稀土、貴金屬礦石及鈾釷礦石分析
式中:m3為氧化鉛加入質量,g;m為試樣的質量,g;F為試樣的還原力。
玻璃粉加入量:為在熔融過程中生成的金屬氧化物,以及加入的鹼性溶劑,在1.5~2.0硅酸度時,所需的二氧化硅總量中,減去稱取試樣中含有的二氧化硅量。此二氧化硅量的三分之一用硼砂代替,三分之二按0.4gSiO2相當於1g玻璃粉計算出玻璃粉加入量。
硼砂加入量:按所需補加二氧化硅量的三分之一,除以0.39計算。至少不能少於5g。
硝酸鉀和麵粉的加入量按下式計算:
岩石礦物分析第三分冊有色、稀有、分散、稀土、貴金屬礦石及鈾釷礦石分析
式中:m4為硝酸鉀加入質量,g;m5為麵粉加入質量,g;m為試樣的質量,g;F為試樣的還原力。
(2)礦石試樣分離富集步驟
確定配料方案後,將試樣與所需配料置於廣口瓶中混勻。倒入試金坩堝中,加含銀5mg的溶液1mL,用20gNaCl洗刷配料瓶並蓋於試金坩堝中的試樣上面。同批隨帶空白,將坩堝放入已升溫至600~800℃的試金爐內,在800℃左右維持1h,繼續升溫到1050℃時保持10min出爐(熔融時間最好不超過2h,否則鉛易重新氧化)。將熔融體倒入鐵模中,冷卻後取出鉛扣。將鉛扣錘成正方形。稱其質量(鉛扣的質量應在25g左右為宜)。將灰皿置於已升溫至850~900℃的高溫爐中預熱30min,然後依次將鉛扣放入灰皿中進行灰吹。應注意灰吹的溫度,尤其是灰吹末期的溫度。因灰吹溫度過低,所生成的氧化鉛不僅不能使熔鉛分離,反而將鉛包住,並立即凝固。這種現象叫「凍結」,凍結以後要重新灰吹。最好控制溫度為800~850℃,當氧化鉛全部被灰皿吸收後,立即出現金、銀合粒閃光,應迅速將灰皿取出,冷卻,取出合粒,用小錘敲扁。
(3)地球化學勘查試樣小試金方法
地球化學勘查試樣中的貴金屬含量通常較低,為降低試劑空白值,通常將氧化鉛轉化為鹼式碳酸鉛,以降低捕集劑鉛中的貴金屬含量。試金富集時需補加銀將痕量的貴金屬富集在銀珠中。獲得的銀珠可以用粉末發射光譜法測定,此方法還可同時富集鉑和鈀。
鹼式碳酸鉛[2PbCO3·Pb(OH)2]的制備
將1.2kg工業純氧化鉛置於5000mL燒杯中,加入3500mL自來水,攪拌條件下加入600mLHNO3和100mL冰醋酸,繼續攪拌25min。另取1g二苯基硫脲,溶於15mL熱冰醋酸中,趁熱將此溶液倒入鉛鹽溶液中,繼續攪拌2h。加入1g活性炭(粒度為-0.075mm),再攪拌1h。減壓過濾後棄去不溶物,濾液盛於20L塑料桶中。另取800g工業純碳酸鈉,用3000mL熱自來水溶解。在攪拌狀態下逐步把碳酸鈉溶液加入過濾得到的鉛鹽溶液中,至溶液pH>8。放置澄清後,傾濾去上部清液,再用15L自來水傾濾洗滌沉澱3次。將沉澱轉入布氏漏斗中,減壓過濾,並用自來水洗滌3次,取出產品,於150℃烘乾,得到1.35kg鹼式碳酸鉛,研磨後備用。
小試金分析步驟
稱取10g(精確至0.1g)試樣,加入熔劑熔融(金屬元素含量低,可稱取40g試樣分別熔融),將所得鉛扣灰吹,進行測定。
根據岩石性質的不同可採用以下幾種配料方式。
酸性岩:17g碳酸鈉,4g硼砂(Na2B4O7·5H2O),12g鹼式碳酸鉛,1.4g麵粉。
基性和超基性岩:11g碳酸鈉,9g硼砂,12g鹼式碳酸鉛,1.4g麵粉。
碳酸岩:11g碳酸鈉,9g硼砂,12g鹼式碳酸鉛,1.4g麵粉,3g石英粉。
若用Na2B4O7·10H2O的硼砂配料,則酸性岩加5.3g,基性和超基性岩、碳酸岩各加11.8g。
根據岩石試樣的特性選擇相應的配料,將試樣和配料搖勻後,倒入高鋁坩堝中,然後挖一小坑,加入0.1mL銀濃度為10mg/mL的硝酸銀溶液(用優級純銀粉配製)。將坩堝置於已升溫至950℃的高溫爐中,關閉爐門保溫約7min。若反應激烈,應微啟爐門,使坩堝邊沿有溢出氣泡下降的趨勢。關閉爐門繼續升溫至950℃,並保持5min。取出坩堝,將熔融體倒入鐵模中,冷卻後取出鉛扣,砸去熔渣,得到7~9g的鉛扣。將鉛扣放入已於920℃高溫爐內預熱20min的鎂砂灰皿中,關閉爐門升溫,待熔鉛脫模後半啟爐門,並控制溫度在900℃灰吹至鉛全部吹盡。從灰皿中取出銀合粒,放入10mL瓷坩堝中,加入0.5mL乙酸。微熱至銀合粒上的粘附物全部溶脫。在水中漂洗銀合粒,並放在濾紙上吸干水分。銀合粒可裝入光譜電極用發射光譜法進行測定。
63.2.1.2 銻試金富集
由於一般氧化鉛中含有微量金且鉛試金灰吹時金略有損失,故鉛試金法對痕量金的測定易產生誤差,宜用銻試金富集。銻試金法富集痕量金,不僅富集完全,空白低,而且設備比較簡單,適合於富集μg/g級,以及低至0.xng/g的金。
銻的密度較小,且易被氧化,經熔煉形成的銻扣,可用高溫揮發除去。銅、鈷、鎳也被銻捕集,且不能灰吹除去;當銻扣中含有0.xg鉍,則鉍在銻後被氧化,並將它們從合粒中排出。此時50mg的銅,10mg的鎳和20mg的鈷均不產生干擾。在熔劑中加入一定量的碳酸鉀助熔劑可提高熔渣的流動性,便於將銻扣與熔渣分開。
取10g試樣與25g銻試金熔劑(碳酸鈉-硫酸鉀-硼砂=3+1+1,混勻)和11g捕集劑(三氧化二銻-三氧化二鉍-澱粉=8+1+2),混勻後移入50mL高鋁坩堝中,滴入2滴硝酸銀溶液(3mgAg/滴)。若用光譜測定,再加入2滴鈀溶液(0.5mgPd/滴)。坩堝放入預熱至950℃的高溫爐中,當溫度升至950℃後保溫10min(至熔融體平靜)。將熔體倒入鐵模中,冷卻,取出銻扣(質量約7g),放在仰放的坩堝蓋上.放入850~900℃高溫爐中灰吹至合粒不再發光。取出,冷卻。砸破坩堝蓋,取出合粒。
❻ 火試金法是什麼
火試金法是一古老而迄今仍然使用的方法,對貴金屬的分解、富集有特殊效果,是一種小型火法熔煉。它是將固體熔劑與礦樣混合進行高溫熔融反應,生成的合金熔體富集貴金屬且沉於底部,而賤金屬等生成硅酸鹽、硼酸鹽渣浮於表面,冷卻後,取出合金扣,如以鉛為捕集劑,得到的是鉛扣,再將鉛扣置於灰皿上,進行灰吹,最後得到貴金屬合粒,從而達到分解、分離、富集的目的。貴金屬合粒用作分析測定。
❼ 火試金法分解
火試金既是試樣的分解方法,又是貴金屬分離富集的古老而經典的方法,對貴金屬的分解、富集有特殊效果。它的另一個優點是可以稱取較多的試樣,從而保證了取樣的代表性,可以消除因鉑族元素分布不均勻而引起的取樣誤差。一般稱取10~40g。火試金的種類很多,有鉛試金、鋶鎳試金、銻試金、錫試金、銅鐵鎳試金等。
❽ 火試金的具體過程,具體到每步的操作
簡介了.干法—火試金法—鉛試金的操作規程、試劑的作用、操作規程應注意的事項、操作規程中易出現的問題及克服的方法。介紹一個筆者多年使用的成熟的鉛試金方法。
(二)測定金礦品位的方法簡談:
實踐證明取樣代表性的問題在金礦測定中很重要,在(一)中簡談了制備具有代表性的化驗樣品的問題。既是制備好的化驗樣,在測定時取樣代表性也是不能忽略的,由於金礦中金的不均勻的特點,為保證測定結果的准確性和可靠性需大取樣量。一般濕法試金取樣量在10~30g,(當品位為Au≥0.5×10-6時,取樣量≥25g,只有當品位Au≥10×10-6時才可以減少,但最少也不能低於10g,分散流化學探礦樣品在5~10g)。火試金取樣量為30~50g。
眾所周知,不同含量的樣品,由於方法的靈敏度不同,需用不同的測定手段。金礦測定更應重視測定手段的選擇,需適當,否則會造成偏差或失敗。舉例見表3
金的品位與常選用的分析手段 表3
含金量的范圍
(單位10-6)
常 選 用 的 分 析 手 段
0.0005~2。0
分光光度法.發射光譜法、原子吸收光譜法
>2。0~30。0分光光度法、
原子吸收光譜法、
滴定(碘量)法、火試金稱量法
>30。0~100。0原子吸收光譜法、
滴定(碘量)法、火試金稱量法
>100。0
滴定(碘量)法、火試金重量法
金礦測定時,試樣的分解方法目前大體分為兩種:一是干法即火法試金法;另一是濕法試金,下面分別簡談一下:
1.干法—火試金法
火試金法是一種液—液高溫萃取濃聚法,既是樣品熔解也是富集的方法。火試金雖然因一般實驗室條件達不到,在我國使用並不普遍。但它是一個測定金品位的很好的、經典的、很成熟的、很准確的、速度快的方法,也是國標及世界各國普遍採用的標准方法, 世界各國在商品交易時都確信火試金測定的結果,它不僅適用於金礦的測定,也適用於需要測定金的各種其它原材料和產品.用火試金測定礦石中金的含量,一般含量高的較准確,低含量誤差較大.許多規程提到>1g/t的樣品都可用火試金准確測定品位。火試金在我國不易普遍主要障礙是設備投入的費用高,實際上火試金所必須的兩個設備:①高溫爐(要求最高使用溫度為1350℃)②感量十萬分之一的精密天平。現已有很好的國產貨供應,價格一般化驗室也可接受,建議中型以上的專業金礦化驗室,應該具有火試金測定金的能力。含金量>2×10-6時,一般火試金都可得到准確測定結果。
火試金有鉛試金、鋶試金、銻試金、鉍試金等方法,常用鉛試金和銻試金。
一.鉛試金:一般操作過程主要分為1.配料2.高溫熔融熔煉3.灰吹4.分金及稱量等幾步操作,下面分別簡述:
1. 配料:
⑴配料有關名詞:
① 硅酸度:硅酸度是指爐渣中酸組分(SiO2)氧與鹼組分氧(2RO…)之比,稱硅酸度或硅度.
硅酸度=爐渣中酸組分氧/爐渣中鹼組分氧.
.. 硅酸 鹽 的 硅 酸 度 表4
岩石名稱(以SiO2與RO比值命名) 硅 酸 度 岩石的化學組成(R-二價鹼金屬素)
鹼式硅酸鹽(亞硅酸鹽) 0.5 4RO·SiO2
中性硅酸鹽 1.0 2RO·SiO2
被半硅酸鹽 1.5 RO·SiO2
兩倍硅酸鹽 2.0 2RO·2SiO2
三倍硅酸鹽 3.0 2RO·3SiO2
②還原力:還原力是通過還原力試驗得到的,試驗:稱取10g碳酸鈉+60g氧化鉛+5g硼砂+4g二氧化硅+ 5g試樣於粘土坩堝中混勻,加7~10g覆蓋劑(硼砂)熔融(1000℃~1100℃),倒入鐵模中取出鉛扣,捶去熔渣,秤鉛扣量,代入還原力公式計算得還原力.
鉛扣質量(g)
F( 還原力)=
試樣質量(g)
③氧化力:氧化力是通過氧化力試驗得到的,試驗:稱取15g碳酸鈉+50g氧化鉛+7g硼砂+5g二氧化硅+2g澱粉+10g試樣混勻,加7~10g覆蓋劑熔融(條件同還原力試驗),熔體倒入鐵模中,取出鉛扣,捶去熔渣稱量,代入氧化力公式計算得氧化力.
鉛扣質量(g)
氧化力=
試樣質量(g)
④氧化鉛空白值:新使用的氧化鉛要測定它的含金量(空白值),取三份測定金取平均值。
以上提到的目的是為了合理配料,熔融時能生成流動性好,能與鉛很好分離,能使金完全為鉛捕
⑵計算:可根據試樣量和化學組成按下面的方法計算所需試劑的加入量。
①碳酸鈉(加入量)=G×(1.5~2.0) 式中G—試樣量(g)
②氧化鉛(加入量)=F×G×1.1+30 F—還原力
還原力低時氧化鉛的加入量不應少於80g,含銅量高時除生成30g鉛扣需要的氧化鉛量外,還要補加30—50倍銅量的氧化鉛。
③玻璃粉(二氧化硅)(加入量):先計算熔融過程中生成金屬氧化物及加入的鹼性熔劑,在0.5—1硅酸度所需的二氧化硅總量,減去試樣中所含二氧化硅量,即為需加入的二氧化硅量。次量的1/3用硼砂代替,另外2/3按0.4g二氧化硅相當於1g玻璃粉還算出玻璃粉加入量(石英砂不用換算以二氧化硅計)。
④硼砂加入量=需加入的二氧化硅量×1/3÷0. 39,但不能少於5g.
⑤硝酸鉀(加入量)=G×F—30 式中G—試樣量(g)
4 F—還原力
⑥加入銀的量:一般加入mg量的銀,即加入含銀5mg/ml的硝酸銀1ml.實際上試樣含銀高時可不加.為了金捕集的完全,除了加夠氧化鉛生成所希望大小的鉛扣外,加銀量的多少也是非常重要的,試驗證明Ag/Au>3,最少不能<2.5,如果銀量比金量的三倍少,則會生成金包銀,在分金操作中銀分不凈,影響金的測定結果偏高,多加銀有利於生成較大的金銀合粒,方便後面操作.
⑵混勻:可將試樣和熔劑(配料)放在約一克,長×寬為30×30cm的聚乙烯袋中,縛緊袋口,劇烈搖晃5分鍾即可均勻,,然後連袋防入試金坩堝中熔融,袋的還原能力算在內。
⑶應用實例:
下面簡述硅酸度在鉛試金富集金配料中的運用例子見表5:
2.高溫熔融熔煉過程:
火試金實際上是一種液-液高溫熔融萃取濃聚法,所以關鍵在於熔融能否使熔渣與金屬分離徹底,並且使鉛完全捕集金.在具體操作中注意以下幾點:
熔融熔煉過程:掌握和控制好熔融溫度是熔煉過程的關鍵,可分為三個階段進行:
①預熔和造渣:有幾種說法,400℃逐步升溫到800℃~900℃保持0.5h;800℃~850℃或600℃~800℃保持40min~~80min,
②熔融最終溫度也有幾種說法:有1050℃~1100℃;有1060℃~1100℃;還有1160℃.
熔融時間一般為10min~15min.大多數人不用400℃預熱,直接升溫至800℃~900℃開始保溫1h,繼續升溫至1050℃~1160℃保溫10min~15min.整個熔融過程在兩小時內完成即可.
③鉛扣與熔渣分離:熔煉出爐,將坩鍋平穩地旋動幾次,並在鐵板上輕輕地敲2—3下,使粘在坩鍋壁上的鉛珠下沉,接著小心仔細地將熔融物全部倒入事先預熱的鑄鐵模中,冷卻後,將鉛扣與熔渣分離並將鉛扣錘成正立方體並稱量(應為25~40g)(有時還需要保留熔渣備查)。
硅 酸 度 在 鉛 試 金 富 集 金 配 料 中 的 運 用 實 例 表5
岩石名 硅酸鹽礦 氧化礦 金 礦 銅 礦 鉛 礦
硅酸度 1.5~3.0 1.2~1.5 0.5~0.7 0.7~1.0 0.7~1.0
碳酸鈉 試樣量×1.5~ 試樣量×1.3~ 試樣量×1~ 試樣量×1~ 試樣量1~
2倍 1.5 倍 1.5倍 2倍 1.5倍
氧 鉛扣27g,另加 鉛扣27g,加1/2或 還原力<3時為 鉛扣27g,另加 同金礦
化 二氧化硅或其 與試樣相同量 還原力×1.4× 含銀量的30~
鉛 它雜質所需的 試樣量.還原力> 50倍
熔融造渣的量 3時為還原力×
1.2×試樣量
硼 試樣量×1/3 同 左 同 左 試樣量×1/2~
(不含水) 1/3,銅含量高時 試樣量1/2
砂 少加(乾量)
二 不 加 鹼性熔劑和試樣中
氧 鹼性成分造渣時用 同 左 同 左 同 左
化 量減去試料中二氧
硅 化硅含量
澱粉或 試樣量×2~ 澱粉量=(氧化力× 硝石量=(還原力
3.5(澱粉) 試樣量+鉛扣量) ×試樣量-鉛扣 同 左 同 左
硝石 ÷12 量)÷4
3.灰吹:
⑴灰吹前的准備工作①灰皿的製作及預熱:灰皿的大小可根據需要製作,一般如圖:制灰皿的原料使用骨灰和水泥做成(-80目骨灰;500#水泥等量混合加12%~15%的水壓成形;純水泥的灰皿不好用,最好使用純-200目鎂砂和500#水泥(855+15)混合製作灰皿.壓成型的灰皿於蔭涼通風處(避免日曬及烘烤)陰干(約三個月至半年).是用時於馬弗爐1000℃預熱30min後檢查無裂紋才能使用② 鉛扣的製作及清理:經熔融的樣品倒入預先摸了油的鐵模中,冷卻至室溫,脫模,捶去粘在金屬鉛(扣)上的熔渣並刷去殘留物(必要時需稱量鉛扣用於檢查熔融過程及配料是否正確),用小錘將鉛扣捶成正方體形.並將粘復在鉛扣上的殘渣清理干凈。
⑵灰吹:將清理干凈的立方體鉛扣放入預熱的灰皿中,將灰皿移入馬弗爐里,關爐門於850℃~900℃保溫,待鉛扣全部熔融脫模熔化完全,隙開爐門供給充分氧氣進行灰吹,灰吹的整個過程應保持800℃~850℃(溫度過高會增大損失,溫度過低反而會生成「鉛包金」即所謂「凍結」現象,對分金不利需重新灰吹),當氧化鉛生成並且被灰皿完全吸收後,會在灰皿表面出現金銀合粒的「閃光,這時應立即將灰皿移至爐門口,冷卻」,取出金銀合粒.
⑶金銀合粒的清理及稱量: 取出金銀合粒後,用毛刷清理干凈粘在上面的殘渣,於感量十萬分之一的精密天平稱量得金銀合量.
4.分金:望文生意分金就是把金從合粒中分出來.
(1)分金的原理和方法:分金的原理很簡單:利用金不溶於硝酸,銀銅等雜質很易為硝酸溶解的化學性質. 普遍使用稀硝酸分金,用硝酸處理合粒,銀及其它一些雜質溶解而金不溶,金銀得以分開.一般使用一次或二次分金, 分金前將清潔的合粒置於不銹鋼砧上, 用不銹鋼小錘,捶成0.2~0.3mm的薄片,然後就可以進行分金了.
35mm
30mm
13m
Φ40mm
灰皿圖
例:一次分金:於400ml燒杯中加20ml硝酸預熱至90℃,放入合粒薄片,沸水加熱30mi溶液,無13mm Cl2蒸餾水清洗金片3~5次,轉入瓷坩堝中,烘乾灼燒後,冷卻, 二次分金法: 其實與一次分金法沒有原則的區別,方法之間不過是硝酸的濃度不一樣或用硝酸處理的次數不同.二次分金用多一些硝酸,方法也有一些, 但多大同小異,舉一例簡述如下:於50ml瓷坩堝中,加20ml硝酸(1+7)加熱至近沸,將合粒薄片放入坩堝中,在蒸汽浴上加熱至銀分解完全(待氮的棕色氧化物基本停止逸出,再繼續20min)金呈黑色殘渣,用少量水稀釋,小心將坩堝中液體傾出(勿將黑色殘渣倒出).再加10ml硝酸(1+1),於電爐上加熱至近沸15min後,再用少量水稀釋,傾出溶液再用熱水洗滌殘渣4~5次,將坩堝烘乾,放 入500℃~600℃馬弗爐中灼燒10min,此時金片呈金黃色.冷卻.稱量為金量.合粒量減去金量為銀含量和銀加入量之和.
(2)影響分金的准確與否的因素:
①熔融時銀的加入量:一般為金量的3倍以上即可,但實際上為了操作的方便和金不損失按下面量加入的:
含金量 <0.1mg~0.2mg >0.2mg~1mg >1mg~10mg >10mg~50mg >50mg 銀+金(銀加入比例) 20+1或30+1 10+1 6+1 4+1 3+1
②在分金操作中,各種方法都使用硝酸只是各方法使用的濃度不同或一次兩次的區別,. 當分金時出現合質金薄片不溶解並呈黑色整塊或分金後留下來的金薄片不是黑色殘渣,而是帶黃色的整塊時,說明分金失敗或分金不完全.這時應取出合質金塊(薄片),加適量銀用鉛皮包裹,重新進行灰吹和分金.
③補正試驗:遇高含量金礦,分金後稱量的結果偏低,往往誤認為是分金失誤或分金損失,實際上有時高含量金礦在熔融過程中會損失,這只有發生在金含量大於10×10-6時才會有.遇這種情況需做補正試驗,所謂補正試驗就是將熔渣和灰皿中吸收氧化鉛部分帶走的金回收加以補正.就是將脫鉛後的熔渣及灰皿中吸收氧化鉛部分的灰皿搗碎,倒入粘土坩堝中加40g氧化鉛;50g硼砂;3~4g澱粉攪拌均勻,加0.2ml硝酸銀溶液(15g/L),覆蓋一層覆蓋劑,重新進行熔融、灰吹、分金.將回收的金加在被補正樣品的結果中.金含量大於10×10-6的樣品不一定都需做補正試驗,實際上許多含金量高的樣品不需要做補正試驗,只要鉛扣的量夠,銀量加的充分一般不會偏低,只有很少數樣品才需要做補正試驗.
5.以下就鉛試金為例談談在火試金的過程中,需要嚴格控制的因素:
⑴金的損失及防止:
(一)配料不均勻時損失(飛散)及克服:可將試樣和熔劑(配料)放在約一克,長×寬為30×30cm的聚乙烯袋中,縛緊袋口,劇烈搖晃5分鍾即可均勻,,然後連袋防入坩堝中熔融,袋的還原能力算在內。
(二)熔融過程的損失及克服:
①鉛扣大小的影響:一般鉛扣20~35克之間損失小。當稱樣量50克時,28克粗鉛(鉛扣)可以撲集全部金,鉛扣小於15克時,金回收率減少。稱樣量15克時,鉛扣需23克。稱樣量30克時,鉛扣需30克,當試樣量在70~100克時,鉛扣量為試樣量的40%這樣才能保證金被全部捕集.
②熔融溫度的影響:一般認為1160℃為熔融最佳溫度,這時金的平均損失只有0.63%。低於1160℃損失增大:例1093℃時損失為0.81%;1038℃時損失為0.91%。這主要是因為熔渣粘度過大金不易下降到鉛扣中所致.高於1160℃損失也會增大為0.88%。在實際操作中要靈活掌握溫度,在考慮溫度的同時要結合考慮其他因素.並非溫度高或低就好,總之必須要有利於金富集於鉛扣中。
③熔融時間對金損失的影響::當熔融溫度達到:1160℃後以保持1~2h最好,1.5h時平均損失為0.55%,>1.5h損失率增加為0.70%,在實際操作中往往是注意了最終的熔融溫度和保溫的時間,常忽略了造渣期間的保溫時間(造渣溫度600℃~700℃最好).
④覆蓋劑的影響:一般覆蓋劑用食鹽或硼砂,實際上食鹽在高溫時會使銀揮發,含鉛時會生成有毒的揮發性的鉛氯化物(PbCl2)污染環境,所以提出最好使用硼砂+蘇打(10+15)做覆蓋劑。
⑤金在渣和坩堝中的損失:控制好最終熔融溫度可減少損失,940℃平均損失為0.39%;1000℃~1060℃平均損失為0.195%、1200℃~1300℃平均損失為0.146%。
⑥鉛扣整形時平均損失:0.094%.
(三)火試金會吹過程中金的損失及克服:
①灰吹的溫度影響:一般是溫度越高損失越大,應在盡可能低的溫度下灰吹,以鉛扣不凍結為度,一般控制在800℃~850℃。
② 金和銀的比例對金損失的影響:例1000℃灰吹,不加銀損失為1.2%,有十倍金量的銀存在時灰吹金損失只有0.62%,有二十倍金量的銀存在時灰吹金損失0.60%,有三十倍金量的銀存在時灰吹金損0.58%,所以一般加入金量3倍以上的銀防止灰吹時金的損失為宜。
③鉛扣中雜質的影響:由粗金火試金精煉灰吹時的數據可見一斑,當Cu<2g時,金的回收率99,00%.當Cu增至2.5g時金的回收率降至93.60%.如鉛扣中Cu為33g時,則灰吹不能進行,最後留下的是含金的銅粒。
二.鉛試金外常用的火試金富集金的方法:
由於鉛試金鉛的毒性大,有許多研究用其它低熔點金屬試金代替鉛試金,目前尚有鋶試金、錫試金、銻試金、鉍試金等方法.現將用的多的銻試金和鋶試金簡介如下:
⑴銻試金:由於鉛試金鉛中含微量金,在灰吹中有微量損失.故鉛試金正如上文中所述:微量金測定易產生較大誤差,採用銻做捕集劑的新的火試金方法,它有一定的優越性.它富集微量金不僅富集完全,而且全部貴金屬元素(包括六個鉑族元素)都可富集完全.另一個優點是空白低.銻試金需用的設備簡單.適合富集μg/g或ng/g微量或痕量級的金.銻比重小熔點低,易熔易生成銻扣,銻扣高溫可使其揮發(灰吹)除去,如果銻中含有鉍時,鉍在銻後氧化並將銅、鎳、鈷從合金粒中排出,此時50mg銅10mg鎳及20mg鈷不影響灰吹,再加一些碳酸鉀助溶劑,可提高熔渣的流動性有利於銻扣與熔渣分離.銻試金的分析步驟簡述如下:10g樣品與25g銻試金熔劑(碳酸鈉+硫酸鉀+硼砂=3+1+1)和10g捕集劑(三氧化二銻+三氧化二鉍+澱粉=8+1+2)混合均勻後,移入50ml高鋁坩堝中,滴入2滴硝酸銀溶液(銀為3mg/滴),若用發射光譜再加2滴鈀溶液(鈀為2mg/滴).坩堝放入預熱至950℃的高溫爐中,當溫度回升至950℃時保溫10min(使熔體平靜)後,將熔體倒入鐵模中,冷卻,捶去熔渣取出銻扣(約7g),放在仰放的坩堝蓋上,移入850℃~900℃高溫爐中,灰吹至合粒不再發光發亮,取出,冷卻,砸破坩堝蓋,取出合粒.刷凈稱量和進行進一步測定程序.
⑵鋶試金最初用於富集鋨銥礦後來證明可用於富集六個鉑族元素.用於富集金少用.
三.實例:
稱量法測定岩石礦石金和銀的品位
1.主題及測定范圍:
該方法適用於金礦石、岩石,礦石及爐渣中金量和銀量的測定方法測定范圍:
金>5×10=6;銀>10×10-6。
2.方法提要:
火法—鉛試金是經典、成熟、精確的方法,試樣經配料、熔煉得到適當量的含有貴金屬的鉛扣,經灰吹後得金+銀合粒稱量得金銀合量。
金銀合粒用稀硝酸處理銀溶解達到分金的目的,殘留的金經灼燒稱量為金量。
金銀合量—金量=銀量。
3.試劑(也可用工業純,應通過40目篩孔)及作用、設備
3.1氧化鉛 熔煉中生成鉛扣,聚集下沉時撲集金銀聚集於鉛扣中。
3.2二氧化硅或玻璃粉 強鹼性熔劑,熔煉時與金屬氧化物生成硅酸鹽是熔渣的主要成分。
3.3碳酸鈉 強鹼性助熔劑可分解金屬氧化物和硅酸鹽,並可除硫。
3.4硼砂 和硅酸鹽結合呈鹽基性熔劑又是酸性熔劑,降低造渣熔點增加熔融物流動性
3.5硝酸鉀 強氧化劑。1g硝酸鉀可使3.5~4.0g 鉛氧化成氧化鉛,熔點339℃。
3.6小麥粉(麵粉)還原劑1g 可還原生成10~12g鉛。
3.7 鐵釘 4寸,脫硫劑和還原劑。
3.8覆蓋劑 食鹽或硼砂[最好使用硼砂+蘇打(10+15)作覆蓋劑],蓋在試料最上層隔絕空氣防止被還原物質再氧化。
3.9硝酸 φ(NNO3)=30% 取硝酸(ρ1.40g/ml)30ml,以水稀釋至100ml
3.10硝酸 ф(NNO3)=10% 取硝酸(ρ1.40g/ml)10ml,以水稀釋至100ml
3.11純銀(含量99.99%)溶液:稱取5.00g純銀用50ml硝酸溶解後,再加50ml硝酸稀釋至1000ml,此溶液ρAg=5mg/ml 加入3倍金量,可使銀完全熔解,消除熔煉過程中金包銀導致分金失敗。
3.12試金爐 最高工作溫度1350℃
3.13試金耐火坩鍋 一般用4#。
3.14鑄鐵模
3.15 灰皿 (或鎂砂灰皿)骨灰皿:骨灰(牛羊骨通過48目篩)+400#普通硅酸鹽水泥按質量(3+7)的比例混勻,加適量(約10%)水充分拌勻,用灰皿機壓製成型(干皿為50~60g)。製成的灰皿置於通風的蔭處風干三個月後使用,不能烘烤暴曬和接觸有酸霧的氣體,有裂隙的灰皿不能使用。(註:鎂砂灰皿參照前面文章)
3.16微量天平(精密) 分度值0.01mg
4.試樣
樣品應用金礦化驗樣樣特別程序加工粉碎、縮分、研磨至通過200目篩孔,送化驗試樣總量大於500g(並保存付樣),待測定的部分試樣還應於100℃~110℃烘乾1h,於乾燥器中冷卻至室溫,並保存於乾燥器中。
5.分析步驟
5.1試料
稱取試樣30.00g(m)
5.2空白試驗
隨同試料作不少於二份空白試驗,所取試劑必須來自同一瓶試劑
5.3配料:
根據不同試樣(確定配料方案前應先作光譜等試驗以了解礦石及試樣的類型及主要組成)選擇不同的配料方案,特殊的礦種及試樣需經熔融試驗後才能經計算和實驗進一步確定配料方案。常見礦石配料方案可參見下表
..
常 見 礦 石 配 料 (單位:g)
礦 石 名 稱 樣品 碳酸鈉 氧化鉛 硼砂 玻璃粉 麵粉 鐵釘 硝石 食鹽
硅鹽礦石 30 50 45 10 2~5 3.0 30
碳酸鹽礦石 30 45 45 5~10 10~15 3.0 30
硫 化 礦 30 55 30 10 15~20 3 30
氧 化 礦 30 45 45 10 10~20 3.0~4.0 30
鉻 鐵 礦 30 60 45 20 35~40 3.0~4.0 30
橄欖輝岩 30 45 45 15 20~25 3.0 30
選礦樣精礦 30 50 30 8 15~20 3
5.4鉛試金—分離富集
5.4.配料:確定配料方案後,將樣品與所需配料倒入一廣口瓶中混勻,倒入試金坩鍋(3.13)中,加1ml純銀溶液(3.11)(若樣品含銀量大於含金量的3倍以上可不加),用20g覆蓋劑或食鹽(3.8)洗刷配料瓶並均勻地蓋在試金坩鍋(3.13)的試料上面。同批帶空白。
5.4.2熔煉:將試金坩鍋(3.13)置於已升溫至600~800℃的試金爐(3.12)內,於800℃左右保溫1h,接著繼續升溫至1050℃時保溫10min後出爐(熔煉時間最好不超過2h,否則已還原的金屬鉛會重新氧化)。將熔融體倒入鑄鐵模(3.14)中,冷卻後取出熔融物冷卻塊下面的鉛扣。將鉛扣錘成正立方形,稱量(鉛扣應為25g左右)。
5.4.3灰吹:將灰皿(3.15)編號後放入已升溫到850~900℃的高溫爐(馬弗爐)中預熱30min,然後依次將鉛扣放在相應編號的灰皿(3.15)中(進行灰吹),關閉爐門1~2min,待鉛扣完全熔化脫模後,半開爐門控制在850℃進行灰吹,特別在灰吹接近終了時溫度一定不低於800~850℃(溫度過低會使所生成的氧化鉛不僅不能和熔鉛分離,反而將鉛包住並立即凝固產生『凍結』現象。若此現象發生,應重新在800~850℃灰吹)。當氧化鉛全部被灰皿(3.15)吸收後,會立即顯出金、銀合粒的閃亮光(即是灰吹完結)。取出灰皿、冷卻。取出金、銀合粒。
5.4.4 合粒稱量:刷干凈粘附金、銀合粒上的雜物,於微量天平(3.16)稱量(m1)
5.4.5分金及金粒稱量:將清潔的金、銀合粒,放入清潔的30ml磁坩鍋中,用熱水洗滌幾次金、銀合粒置於沸水浴上,加10~15ml沸熱的硝酸(3.10),蓋蓋於沸水浴上加熱至銀完全溶解,小心傾出酸溶液,再加5~10ml沸熱的硝酸(3.9),繼續於沸水浴上加熱15~20min,取下、冷卻,小心傾出酸溶液,並用熱蒸餾水洗滌金粒5~6次,於電爐上烘乾磁坩鍋後,將坩鍋放入650℃的馬弗爐(高溫爐)中灼燒10min,取出冷卻。小心仔細地將金粒移在微量天平上稱量即為金的含量(m2)。
6.結果計算:
金品位計算: 式中:m2—微量天平上稱得金粒質量,μg;
m—試樣量,g。
銀含量計算: 式中:m1—微量天平上稱得金銀合粒質量,μg;
m2—微量天平上稱得金粒質量,μg;
m—試樣量,g。
註:因為鉛試金是非常好的富集金的方法,當稱量金粒量m2<0.2mg稱量的精密度不理想時,可用分光光度法測定金較准確,具體操作規程:將金粒置於原坩鍋中,加3ml王水及加5~10滴氯化鉀溶液(ρ(KCl)=200g/L)移至於沸水浴上蒸發至干,再加2ml鹽酸(ρ1.19g/ml)沸水浴上蒸發至干,繼續再加2ml鹽酸(ρ1.19g/ml)沸水浴上蒸發至干,如此反復三次(無酸味)趕盡硝酸後,可用分光光度法(孔雀綠、結晶紫等方法)測定金品位
❾ 什麼是火試金法
火試金法
fire assay
通過熔融、焙燒測定礦物和金屬製品中貴金屬組分含量的方法。主要步驟為:①取樣,由於貴金屬常以無規則的分散狀態分散於礦物中,故需大量取樣才能具有代表性。②熔樣,將粉碎好的試樣與適當配方的熔劑如碳酸鈉、硼砂、玻璃粉、一氧化鉛、食鹽、麵粉等混勻,加熱熔融。一氧化鉛還原為金屬鉛並和貴金屬一起沉入容器底部,冷卻後變成一個含有貴金屬、大量金屬鉛和其它金屬雜質的金屬小球(俗稱鉛扣)。③烤缽試金,將所得金屬小球放入一骨灰(或素燒瓷)制的烤缽中,將烤缽放入一特製的能提供強氧化氣氛的爐子里加熱(稱為灰吹)。此時球中的鉛和金屬雜質被氧化成為爐渣,或浸漬到烤缽的孔隙中,而與不被氧化仍保持金屬狀態的金、銀等貴金屬分開。取出金、銀小球,冷卻,洗凈烘乾後,即可當作試樣。④稱量,稱出金銀小球試樣的重量,即為金銀合量。然後用熱稀硝酸處理此試樣,銀被溶解。不溶解的殘渣,經洗凈烘乾後,再稱重,即為金的重量。兩次稱重之差,即為銀含量。
樣品中的鉑族元素在火試金過程中,鉑、鈀、銠、銥會溶解在熔融的金屬鉛中,在烤缽中加熱時也不被氧化,後來的熱稀硝酸溶解時,只有鈀被溶解,而鉑、銠則留在金中。銥則在烤缽內被氧化成一種黑色沉積物附在金屬小球表面。鋨、釕在加熱時會生成揮發性氧化物而損失,故火試金法不適合於富集鋨和釕。