❶ 火法试金灰吹金银合粒不成合粒原因解决方法
温度偏低会造成铅残留在合粒里面,合粒会没有光泽,发黑,
❷ 火法试金金银合粒不圆滑,不光亮是什么元素引起
这是因为火法是金时在高温端保温时间不足,导致金银和铅未能完全溶解照成 的,一般在1200度左右停留2小时左右可以解决
❸ 火(铅)试金富集-发射光谱法测定铂钯金
方法提要
试样与火试金熔剂混合,加入约1mg银粉,在950℃熔融得到含贵金属的铅扣。铅扣与熔渣分离后在900℃灰吹得到含铂、钯、金的银合粒。银合粒装入电极,以发射光谱法同时测定铂、钯、金量。方法适用于水系沉积物、土壤中铂、钯、金的测定。
方法检出限(3s)w(B):Pt0.2×10-9,Pd0.1×10-9,Au0.1×10-9。
测定范围w(B):Pt(0.6~1000)×10-9,Pd(0.3~1000)×10-9,Au(0.3~1000)×10-9。
仪器及材料
2m(或1m)平面光栅摄谱仪。
测微光度计(与计算机联机使用)。
瓷坩埚10mL。
瓷坩埚30mL。
高铝坩埚50mL(使用前应先检查坩埚空白值,铂、钯、金的空白值应不大于1.0ng)。
镁砂灰皿顶部内径约33mm,底部外径约38mm,高约25mm,深约15mm。(制法:水泥(标号425)、镁砂(160目)与水按质量比(20+80+10)搅拌均匀,在灰皿机上压制成型,阴干,三个月后备用。
高温炉。
铁模顶部内径约45mm,底部外径约50mm,高约23mm,深约20mm。用普通圆钢车制。
石墨电极下电极为带颈杯形,规格:孔径1.2mm,孔深(带尖形)1.5mm,壁厚0.5mm,高2.0mm,颈径1.6mm,颈长4mm。上电极为圆筒形,规格:孔径1.9mm,孔深4.0mm,壁厚0.5mm,筒长60mm,孔中充填碳酸锶-石墨粉混合试剂,压紧刮平。
天津产Ⅰ型光谱相板。
试剂
铂粉光谱纯99.95%。
钯粉光谱纯99.95%。
金粉光谱纯99.99%。
银粉纯度99.99%,其铂、钯、金的含量都应小于0.1×10-6。
锑粉优级纯。
硝酸优级纯。
硝酸银溶液ρ(Ag)=8.0mg/mL称取4.00g银粉置于250mL烧杯中,加入50mL水及20mLHNO3,微热至银溶解后,用水稀释至500mL,摇匀,置于棕色瓶中保存。
粉状碳酸钠(工业用)。
粉状硼砂(Na2B4O7·5H2O,工业用)。
氧化铅(工业用)。
乙酸分析纯。
活性炭粒径为0.075mm(已用王水处理)。
粉状碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2]试剂中铂、钯、金的含量都应小于0.05×10-9。制备方法如下:称取1.2kgPbO,置于5000mL烧杯中,加3500mL自来水。在搅拌下加入600mLHNO3和100mLHAc,搅拌25min。另外取1g二苯基硫脲,溶于15mL热的冰乙酸中,趁热将此溶液倒入盛有铅盐溶液的烧杯中,继续搅拌2h。加入1g活性炭(粒径0.075mm,用王水处理过),再搅拌1h。负压过滤,滤液盛于20L塑料桶中。不溶物弃去。另取800gNa2CO3,溶解在3000mL热的自来水中。在搅拌下逐步把碳酸钠溶液加入铅盐溶液中,直至溶液的pH>8。放置澄清后,用倾泌法过滤到布氏漏斗中,再用15L自来水倾泌洗涤沉淀6次。把沉淀完全转移到布氏漏斗中,负压过滤,再用自来水洗涤沉淀8次,取出沉淀置于长方形平板式搪瓷盘中,于150℃烘干后,得到约1.35kg碱式碳酸铅,在玻璃研钵中研碎后,装入密封塑料桶中备用。
食用面粉。
碳酸锶分析纯。
石墨粉粒径0.075mm,光谱纯。
碳酸锶-石墨粉混合试剂称取1gSrCO3和4g石墨粉,在玛瑙研钵中研磨均匀,置于磨口玻璃瓶中备用。
火试金熔剂称取10kgNa2CO3、4kgH3BO3、6kg碱式碳酸铅、0.6kg面粉,充分混匀后,盛入带盖的塑料桶中备用。
铂、钯、金标准系列合粒制备方法如下:
铂、钯、金标准粉末A称取铂粉、钯粉、金粉各10.00mg置于30mL瓷坩埚中,加入15g锑粉,搅匀,上面再盖12g锑粉。盖上坩埚盖后将坩埚放入900℃高温炉中熔融30min。取出坩埚,去盖,稍冷,在开始结晶前把熔融锑以细流状全部倒入冷水中。收集全部锑粒,在110℃烘干,冷却后称量(精确至0.01g)。在瓷研钵中把锑粒研磨至0.15mm。设锑粒质量为mA(g),则该标准粉末A中铂、钯、金的含量为:w(Pt,Pd,Au)=0.01/mA(g/g)=A。
铂、钯、金标准粉末B称取mA×10-2(g)铂、钯、金标准粉末A置于30mL瓷坩埚中,加15g锑粉,搅匀,上面再盖7g锑粉。盖上坩埚盖,将坩埚放入900℃高温炉中熔融20min。经水淬、烘干,称量和研磨,制得铂、钯、金标准粉末B。设锑粒质量为mB(g),则该标准粉末中铂、钯、金的含量为:w(Pt,Pd,Au)=A×mA×10-2/mB(g/g)=B。
铂、钯、金标准系列粉末制备1000套合粒所需的标准粉末量:取9个30mL瓷坩埚,编号1~9。向每个坩埚中加入1.00g银粉。称取(1×10-6/B)g、(3×10-6/B)g、(10×10-6/B)gPt、Pd、Au标准粉末B依次放入1~3号坩埚中。再称(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标准粉末A依次放入4~8号坩埚中。向每个坩埚中都加入锑粉至总质量达16.5g,搅匀,上面再盖5.0g锑粉。盖上坩埚盖,把坩埚放入900℃高温炉中熔融20min。经水淬、烘干,称量和研磨,制得铂、钯、金标准系列粉末1~8号。设各号锑粒的质量依次为m1、m2、m3、m4、m5、m6、m7、m8,按照制备铂、钯、金标准粉末A的方法制备m9,并以mi代表。
铂、钯、金标准系列合粒(每粒含有银1.0mg,铂、钯、金各0.001μg、0.003μg、0.010μg、0.030μg、0.100μg、0.300μg、1.00μg、3.00μg、10.0μg)。从铂、钯、金标准系列粉末1~9号中,分别称取(mi×10-3)g(精确至0.2mg),各自置于瓷坩埚盖中,上面覆盖约等量的锑粉,把盛有标准粉末的瓷坩埚盖放入已升温至850℃的高温炉中,灰吹至锑全部吹尽。以下按洗净合粒步骤洗净,即得铂、钯、金的标准系列合粒。
显影液
A液:称取3.3g米吐尔、10.5g对苯二酚、55gNa2SO3,依次放入盛有800mL温水的1000mL烧杯中,溶解后加水至1000mL,冷却后装入玻璃瓶中备用。
B液:称取114gNa2CO3、7gKBr,依次放入盛有800mL温水的1000mL烧杯中,溶解后加水至1000mL,冷却后装入玻璃瓶中备用。
使用时取A、B液(1+1)混匀。
定影液:称取340gNa2S2O3、15gNa2SO3、14mLHAc、7.5gH3BO3、13.5g硫酸铝钾,依次放入盛有800mL温水的1000mL烧杯中,溶解后加水至1000mL,冷却后装入玻璃瓶中备用。
校准曲线
将铂、钯、金标准系列合粒分别放入下石墨电极中,然后用石墨粉充填电极孔,压紧,进行光谱测定。交流电弧激发,仪器工作条件见表84.37或表84.38。
表84.37 仪器工作条件
注:北京第二光学仪器厂产WP1型1m平面光栅摄谱仪。
表84.38 仪器工作条件
注:德国产PGS-Ⅱ型2m平面光栅摄谱仪。
分析线、内标线和测定范围见表84.39。
表84.39 分析线
注:BG紧靠分析线短波一侧背景最浅处。
相板暗室处理。A、B显影液,在20℃显影3.5min,显影后立即放入定影液中,定影至相版未曝光部分透明为止。
用测微光度计测定分析线的黑度,兼测紧靠分析线短波一侧背景最浅处的黑度。分别以黑度S或黑度差ΔS为纵坐标,以铂、钯、金量的对数(lgC)为横坐标,绘制铂、钯、金的校准曲线。
分析步骤
配料。称取10.0g(精确至0.1g)试样(粒径小于0.075mm,在室温风干后装入小塑料袋中备用)放入200mL锥形瓶中,根据试样的多少,加入35~45g试金熔剂,将试样和熔剂混匀后。倒入50mL高铝坩埚中,然后插一小孔,加入两滴硝酸银溶液。
熔融。将坩埚置于已升温至950℃的高温炉中,关闭炉门保持约5~15min(视炉内坩埚数量多少),熔剂反应剧烈时应微启炉门,当观察到坩埚沿壁熔融体有溢出趋势的气泡下降后,关闭炉门继续升温至950℃,并保持5min。取出坩埚,将熔融物倒入铁模中。冷却后取出铅扣,砸去熔渣。铅扣质量7~11g。
灰吹。将铅扣放入已在920℃高温炉内预热20min的镁砂灰皿中,关闭炉门升温。待熔铅脱模后,半启炉门,并控制温度在900℃灰吹至铅全部吹尽,取出灰皿。
洗净合粒。从灰皿中取出银合粒,放入10mL瓷坩埚中,加入0.5mL(36+64)HAc,放在已预热的电热板上微热至银合粒上的沾染物溶脱。取出银合粒,在水中漂洗一次,放在滤纸上吸干。
光谱测定。将试样合粒装入下电极中,以下按校准曲线步骤操作,在校准曲线上查得试样中金、铂、钯的量,
参见式(84.10)计算试样中金、铂、钯的含量(ng/g)。
可用专门的光谱测光软件计算铂、钯、金的含量,直接输出分析结果。
注意事项
1)装上石墨电极要压紧刮平;否则当电极一旦加热,电极穴内的碳酸锶-石墨粉混合试剂就可能脱出,影响谱线强度的重复性。
2)要把下电极的头部烧光,各实验室仪器条件不尽相同,可以预先试验(空的下电极装石墨粉,上电极装碳酸锶-石墨粉混合试剂)确定弧烧时间,也可以不固定弧烧时间,到电极头烧光为止。
3)铅和锑的蒸气有毒,火试金法熔融和灰吹时使用的高温炉应置于抽风效率高的通风橱中进行。抽风机尾气需经处理后方可排放。
❹ 火法化验银子的步骤是什么
火试金方法(The fire assay method)是将冶金学原理和技术运用到分析化学中的一种经典的分析方法,是分析化学中最古老的方法之一。该方法适用性广、富集效果好等优点,是金银及贵金属化学分析的重要手段,也是常见矿产品及金属材料中金银测定的仲裁方法。
本讲解主要针对标准GB/T 8152.10-2006,铅精矿中金银测定方法火试金法。包括方法原理、实验步骤、各步骤作用及操作注意事项等。
一火试金法原理
火试金方法是用加熔剂熔炼矿石和冶金产品的办法来定量测定其中贵金属的含量。实际应用中以铅试金法为主,过程注意分为3个阶段:
(1)熔炼。它借助固体试剂与样品混合,在坩埚中加热熔融,用铅在熔融状态下捕集金银及贵金属,形成铅合金(一般称作铅扣),由于铅合金的比重大,下沉到坩埚的底部。与此同时,样品中贱金属的氧化物和脉石与二氧化硅、硼砂、碳酸钠等熔剂发生化合反应,生成硅酸盐或硼酸盐等熔渣,因其比重小而浮在上面,借此使金银从样品中分离出来。因此,在火法试金过程中同时起了分解样品和富集贵金属的两个作用。
(2)灰吹。把得到的铅合金放在灰皿中在适当的温度下用进行灰吹除铅,灰吹时铅氧化成氧化铅而渗透于多孔的灰皿中,从而除去了铅扣中的铅及少量的贱金属,金银及贵金属不被氧化保而留在灰皿之中形成金银合粒。
(3)分金。以硝酸溶解金银合粒,使银溶解,而金仍然保持固态,将获得的金粒经淬火后称量,可计算出金的含量,根据金银合粒质量与金质量之差即可求出银的含量。
二、铅精矿中金、银的火试金法法测定步骤
1.熔融试验除硝酸钾外,其它配料熔融过程一样,通过试验计算出样品实际所需的氧化剂或还原剂的量,用来控制铅扣的大小。
2.配料称取试样,20g试样于烧杯中,与30g碳酸钠、10g二氧化硅、10g硼砂、100g氧化铅及预先试好重量的硝酸钾或淀粉混匀。
3.熔融将配好的料放入熔融坩埚中,于900℃的试金炉内熔融30min,继续升温至1100℃(约30min),保温10min左右,立刻取出坩埚,将熔融物倒入铁模中。冷却,取出“铅扣”并除去熔渣,确保铅扣在28g-35g之间。
4.灰吹将“铅扣”放入已在900℃高温炉中预热20min的灰皿内进行灰吹。关闭炉门,在900℃保温,待“铅扣”全部熔化并发亮后,控制在860℃左右进行灰吹,约1小时灰吹完成,合粒出现“闪光”现象。立即将灰皿移至炉门口,放置片刻,取出灰皿冷至室温。用合粒钳从灰皿中取出合粒,刷去粘附在合粒底部的杂物,用干净的不锈钢小锤将合粒打扁,用百万分之一天平称量,此为Au和Ag的合量。
5.分金合粒放入原瓷坩埚中,加入20ml煮沸的HNO3(1+7),在低温电热板上加热。锤扁的合粒立即与HNO3反应,合粒由银白色变为黑色,并放出氧化氮气体。反应停止后,用倾泻法将溶液倾出。再加约20ml沸热的HNO3(1+1),第二次分Au的操作和第一次相同。倾出溶液后,用热水洗涤3次。倾出坩埚中的水,把坩埚放在低温电热板上加热使合粒干燥。再把坩埚移到700℃左右的高温炉中退火数分钟,这时Au粒便从黑色的无定形状变为赤黄色的纯Au。待坩埚冷至室温,用百万分之一天平称Au粒的质量。前后两质量之差即为Ag的质量。
6.二次熔融将熔融后的熔渣和灰吹后的灰皿磨碎,与50g二氧化硅、50g硼砂、50g碳酸钠、50g氧化铅和3g淀粉,按照以上的熔融、灰吹、分金程序进行,分别对金银的损失进行补正。
三、各步骤作用
1、熔融试验测试样品的还原力,用以计算样品所需加入的硝酸钾或淀粉的质量,达到控制铅扣大小在28g-35g之间。铅扣太小,富集不完全;太大容易富集杂质,而且会超过灰皿吸收容量,污染环境。
2、配料 配料熔剂的作用,是将样品中难熔的Al2O3、CaO或硅酸盐等基体成分熔化并生成良好的熔渣,从而将样品分解。
碳酸钠:强碱性助熔剂。对硅酸盐及金属氧化物有熔解作用,同时也有脱硫作用。在熔融时易与碱金属硫化物作用形成硫酸盐,有时起到脱硫或氧化作用,无水碳酸钠在852℃开始熔化,当加热至950℃时,开始放出小量的二氧化碳而略微分解。Na2CO3 →△Na2O+CO2 生成的氧化钠与酸性物质化合而生成盐类,Na2O+SiO2→△Na2 SiO3。
硼砂:是一种活泼而易熔的酸性熔剂,它在熔炼中在350℃时开始失去其中的结晶水,并迅速膨胀。因此在配料中使用过量的硼砂容易引起熔炼时物料溢出,造成坩埚内试样的损失。硼砂能和许多金属氧化物形成硼酸盐,它们的熔点要比相应的硅酸盐低。例如CaSiO2 的熔点是1540℃,Ca2SiO4的熔点是2130℃,而CaO·B2O3 的熔点只有1154℃,配料中加入硼砂后,可以有效地降低熔渣的熔点。
氧化铅(PbO) 又名黄丹粉,是一种很强的碱性熔剂,同时又是氧化剂、脱硫剂和贵金属的捕集剂,所以在铅试金中用途很广。氧化铅与二氧化硅有很强的亲和力,在较低的温度下与二氧化硅化合,生成流动性很好的硅酸铅。火试金法应用氧化铅的目的是捕收金银,加入的氧化铅定量地被还原为铅。氧化铅使用前必须检查金银含量,金含量应小于20×10-6%,银小于2×10-5%。否则就不能使用。
二氧化硅(SiO2):是一种很强的酸性熔剂。
硝酸钾:强氧化剂。熔点339℃,1克硝酸钾可氧化3.5~4g铅成氧化铅。加入氧化剂的目的是将试样中的硫化物部分地或全部地氧化成氧化物,使金属氧化物进入熔渣中,同时避免了硫化物形成锍(各种金属硫化物的互溶体)而使贵金属受到损失。硝酸钾(KNO3) 又名硝石,是一种很强的氧化剂。在高温时分解释放出氧,将硫化物及砷化物等氧化成氧化物,控制硫化物对氧化铅的还原能力,以便获得质量合适的铅扣。使用硝酸钾时,必须将试样先进行氧化力试验,然后再计算硝酸钾的需要量,一般以每克硝酸钾能氧化4g金属铅来计算。
淀粉:淀粉(C6H10O5)是试金分析中常用的还原剂,它受热后失去水分,生成颗粒细微的无定形碳,能均匀地分布在坩埚物料中,在低于500℃开始起还原反应,当600℃时其反应速度最快。面粉的还原力理论值是15 .3,即1g面粉能还原15. 3g铅,但实际上只能还原出10~12g铅。
3.熔融 在熔炼过程中所发生的反应可分为四类:还原反应、氧化反应、硫化反应和熔渣的生成。
(1)还原反应
火试金法中,捕集剂是以金属氧化物和含碳物质的混合物形式加入的(锍试金法除外。熔炼时,温度升高,金属氧化物被碳还原,生成微粒的金属或合金。它们的颗粒很细,比表面很大,因而与贵金属接触的机会多,这种形态的捕集剂有利于捕集贵金属。
(2)氧化反应
若样品中含有大量的硫化物,还原力过剩,会使过多的PbO被还原不但生成的铅扣过大,延长灰吹的时间,而且使具有排除杂质能力的PbO在熔体中相应减少,排除杂质的能力减弱,导致部分杂质进入铅扣中。铅扣中的杂质增多后,会造成灰吹时贵金属的损失或给灰吹带来困难。由于这些原因,在熔炼硫化矿时,常常要在配料中添加一定量的氧化剂,将一部分硫化物氧化除去,使获得质量合适的铅扣。常用的氧化剂是硝酸钾,有时也用硝酸钠。
(3)硫化反应
在坩埚试金法的熔炼过程中,有时会发生硫化反应。当以锍作为捕集剂时,有意识地加入硫化剂和金属氧化物,促使硫化反应顺利进行,通过生成的锍来捕集贵金属;对于含Cu,Ni,Fe的硫化矿物的试样,在试金过程中,如配料不当,试样中的S和Cu,Ni,Fe会形成锍,这是不希望的硫化反应。因为融体中生成了一层锍介于扣与渣之间,它能捕集贵金属,导致贵金属的损失
某些金属容易和硫迅速反应,生成金属硫化物,有些金属难和硫起反应。这和金属对硫的亲和力有关。金属对硫的亲和力按下列次序递减:Mn>Cu>Ni>Fe>Sn>Zn>Sb>Pb。
(4)熔渣的生成
试金熔炼的成败,与熔渣的性质密切有关。可以说良好的试金扣是孕育在合理的熔渣之中。所以对熔渣的研究,应予以重视。
4.灰吹 灰吹是铅试金中贵金属与铅分离的重要手段。在灰吹时,先将灰皿在800~900℃的高温炉中预热,除去灰皿中的有机物、水分、二氧化碳以及其它的挥发性物质后,再把铅扣放到红热的灰皿上。如果灰皿预热时间不够就放上铅扣,则灰皿中残留的气体逸出,冲破融铅液面,把小铅滴抛出,这个现象叫做“吐唾沫”(spitting)。铅扣熔化后,融铅的表面被空气氧化,形成一层氧化铅薄膜。熔融状的氧化铅与融铅的表面张力不同,氧化铅能被灰皿表面湿润而吸收在多孔性的灰皿中(毛细管作用),融铅的内聚力大,不被灰皿吸收。熔融的氧化铅从融铅表面上滑下来渗入灰皿中,露出新的表面又被氧化,刚生成的熔融状的氧化铅又被灰皿吸收,如此不断反复,直到铅全部氧化成氧化铅被灰皿吸收为止。在此过程中,只有约1.5%的氧化铅呈蒸气挥发到空气中,98.5%左右的氧化铅被灰皿吸收。金银不被氧化。随着铅成氧化铅被灰皿吸收后,金银逐渐浓缩,待这一过程进行完毕,金银成圆球形的小珠(又称合粒)留在灰皿凹部中央。铅扣中的杂质在灰吹过程中也被氧化,它们氧化的先后顺序,与各种金属氧化物的形成热和自由能的大小有关。锌、锡、铁、镍、钴、砷、锑在铅氧化之前,按顺序先后氧化,其中锌最先氧化成氧化锌,锡次之……。铅氧化后,是铋,铜、碲氧化。这些杂质在灰吹时生成的氧化物,有的成气体逸出(如As2O3、Sb2O3),有的氧化物能溶解在氧化铅中(如氧化铜),随着氧化铅也被吸收到灰皿中而被除去。
5.分金 分金是指金银合粒经硝酸将银溶解除去,金不溶而被分离出来,达到金银之间的相互分离。将合粒置于上过釉的25mL瓷坩埚中,在650~700℃退火几分钟,冷却后,加入20mL煮沸的硝酸(1+7),在蒸气浴(或低温电热板)上加热。锤扁的合粒应立即与硝酸反应,由银白色变为黑色,并放出氧化氮气体。在加热时,坩埚中的硝酸溶液不应沸腾,如见黑色的合粒薄片在溶液中翻上沉下,即表示加热温度太高,有可能使金片分散。加热20~40min,反应停止后,用倾泻法将硝酸银溶液倾出。再加20mL沸热的硝酸(1+1),第二次分金的操作和第一次相同。倾出硝酸溶液后,用热的蒸馏水洗涤三次,然后把瓷坩埚放在电热板上低温加热,使金粒干燥,再把坩埚移到高温电炉上将金粒退火,这时金粒便从黑色的无定形状态变为黄色的纯金。金粒冷却后称重,为金的重量。前后两个重量的差值就是银的重量。
四、注意事项
PbO中的Au、Ag 空白一定要进行检查并加以校正。
熔融后的铅扣应在28g-35g之间,铅扣为一个整体,与熔渣容易分离。铅扣中的铜含量不能超过2.5g,否则灰吹是对金银的损失明显加大(使氧化铅熔融张力减少)。
硝石法是处理还原力强的试样的一种配料方法。利用硝酸钾的氧化作用来减弱试样中的还原力,以获得重量适当的铅扣,使捕集贵金属的效果良好
硝石法的配料原则:
(1)配料前须测定试样的还原力,确定硝酸钾的加入量,硝石最好不超过25g。
(2)配料后物料总体积不超过坩埚容积的2/3,过满熔炼时易溢出。
(3)熔渣的硅酸度要求在1 .0,酸度过大易生成冰铜,熔渣流动性降低,易包裹铅粒,造成金银损失。
(4)氧化铅的加入量是试样总还原力的1 2~1 4倍,还原力在3 0以上的是1 2倍,在3 0以下的是1 4倍。
(5)硼砂的用量不少于5g。
(6)为使试样中的硫分解完全,碳酸钠最少加入与试样量相等,另外加入硝酸钾用量的1/4。
在试金分析工作中利用计算的方法进行配料是必要的,但在实际工作中,送来的样品,往往难以知道它的组成成份的含量,这就需要我们凭眼睛的观察和经验来鉴别。首先看试样的颜色、质量,判断属于何种矿石类型,来决定采取哪种试金方法。
灰吹温度最高不得超过1050℃,否则金等将氧化损失。灰吹过程中最低不应低于800℃,否则熔融氧化铅容易冻结。
分金应注意的问题:(1)所用蒸馏水不应含有氯离子;(2)所用硝酸应事先预热;(3)分金后的金粒倾洗时不能碰碎,否则结果偏低。
所加的HNO3必须加热至所沸,先用稀酸,后用浓酸,否则Au粒分散。
合粒中银与金必须天于3:1,银才能完全溶解,否则银结果偏低,金结果偏高。为了合银、金比例达到要求,需要补银重新灰吹。
5.1测定数量
对于同一试样需平行测定三份,分析结果的极差小于允许差时,取其算术平均值。否则,应重新测定.
5.2试样量
根据各种类型金精矿的组成和还原力,计算样品称取量和试剂的加入量。控制硝酸钾(2.5)加入量小于30g.称祥量一般为10--.25g。
5.3试样还原力的测定
方法:称取5g试样,10g碳酸钠(2.1)、60g氧化铅(2.2)、log玻璃粉(2.4),以下按5. 5.2款操作.
称量所得铅扣,按式(1)计算试样的还原力: F=m2/m1.................(1)
式中:F—试样的还原力;
m1—铅扣量,g;
m2—5.2条中试样量,g。
5.4试金中金、银空白值的测定
每批氧化铅都要测定其中金、银量。每次称取三份氧化铅进行平行测定,取其平均值。
方法:称取200g氧化铅(2.2)、40g碳酸钠(2.1)、35g玻瑞粉(2.4)、3g面粉(2.10),以下按5.5.2,5. 5.4,5.5.5进行,测定金、银量。
5.5测定
5.5.1配料:根据试样的化学组成,按下列方法计算试剂加入量。
碳酸钠(2 .1)加人量:为试样量(5 .1)的1.5~2.0倍.
氧化铅(2.2)加入量按式(2)计算: M3=m0F×1.1+30.....................(2)
式中:m3—氧化铅加入量,g。
M0—5.2条试样量,g。
F一试样的还原力。
当还原力低时,氧化铅的加入量应不少于80g。如试样中含铜较高时,氧化铅加人量除需要造30g铅扣的氧化铅外,需补加30—50倍铜量的氧化铅。玻璃粉(2.4)加入量:为在熔融过程中生成的金属氧化物,以及加人的禅碱性熔剂。在0.5—1硅酸度时,所需的二氧化硅总量中,减去称取试样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二氧化硅相当子1g玻瑞粉计算出玻璃粉(2.4)加人量.
硼砂(2.3)加入量:按所需补加二氧化硅量的三分之一,除以0.39计算。但至少不能少于5g。硝酸钾的加入量按式(3)计算: m4=(moF—30).....................(3)
式中:m4—硝酸钾加入量,g;
mo-5.2条中试样量,g;
F-试样的还原力.
将试样(5.2)及上述配料置于粘土坩埚中,搅拌均匀后,覆盖约lomm厚的氯化钠(2-7)。
5.5.2熔融:将坩埚置于炉温为800℃的熔融电炉内,关闭炉门,升温至900℃,保温15min,再升温至1100—1200℃,保温10min后出炉。将坩埚平稳地旋动数次,并在铁板上轻轻敲击2^-3下,使附着在坩埚壁上的铅珠下沉,然后将熔融物小心地全部倒入预热的铸铁模中。冷却后,把铅扣与熔渣分离,将铅扣锤成立方体并称量(应为25—40g)。收集熔渣,保留铅扣。
5.5.3二次试金:将熔渣粉碎后(180чm),按面粉法配料,进行二次试金。
方法:将熔渣(全量)、20g碳酸钠(2.1)、log玻璃粉(2.4)、3og氧化铅(2. 2),5g硼砂(2.3)、3g面粉(2.10)置于原坩埚中,搅拌均匀后,覆盖约l0mm厚的氯化钠(2.7),以下按5.5.2款进行,弃去熔渣,保留铅扣。
5.5.4灰吹:将二次试金铅扣放入已在950℃炉中预热20min后的镁砂灰皿中,关闭护门1^-2min,待熔铅脱膜后,半开炉门,并控制炉温在850℃灰吹至铅扣剩2g左右,取出灰皿冷却后,将剩余铅扣与一次试金铅扣同时放入已预热过的新灰皿中。按上述操作再次进行灰吹。至接近灰吹终点时,升温至880℃ ,使铅全部吹尽,将灰皿移至炉门口放置lmin,取出冷却。
用小镊子将合粒从灰皿中取出,刷去粘附杂质,在小钢砧上锤成0.2^-0. 3mm薄片,然后在试金天平上称量。如果合粒中金与银比值小于或等于五分之一时,可直接分金。大于五分之一须补银.再锤成0.2-0. 3mm薄片。
补银方法分木炭法和灰吹法。
木炭法:把合粒和需补的纯银(2.6)放在木炭(2. 11)上,用吹管在酒精灯上加热熔化,使其均匀.冷却、取出.
灰吹法:把合粒和需补的银(2.6)用3^-5g铅皮包好,按5.5.4款进行.
5.5.5分金:将合金薄片放入分金试管中,并加入l 0mL微沸的硝酸(2.8),把分金试管置入沸水中加热。待合粒与酸反应停止后,取出分金试管,倾出酸液。再加入lOmL微沸的硝酸(2.9),再于沸水中加热20min。取出分金试管,倾出酸液,用燕馏水洗净金粒后,移入坩埚中,在600℃高温炉中灼烧2-3`min,冷却后,将金粒放在试金天平上称量。
❺ 火试金富集
63.2.1.1 铅试金富集
铅试金法是历史悠久、技术成熟的经典火试金法。该方法用铅作捕集剂,在高温熔融时,金与铅形成合金而与基体成分分离,经过灰吹,得到金的合粒,用重量法或容量法测定。
在确定铅试金的配料方案之前,应将试样进行光谱检查以了解矿石类型及其主要组成。根据不同试样选择不同的配料方案,遇特殊矿种时需要经过熔融试验后才能确定配料方案。常见的配料方案见表63.5。
表63.5 常见矿石铅试金配料 (m:g)
(1)试金配料的确定方法
A.试样还原力的测定
a.直接测定法。称取5g试样,10gNa2CO3、80gPbO、10g玻璃粉、2g面粉,按试金流程操作。称量所得铅扣量m1。
不含试样。称取l0gNa2CO3、80gPbO、10g玻璃粉、2g面粉。按试金流程操作。称量所得铅扣量m2,计算试样的还原力F:
岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析
式中:F为试样的还原力;m1为称取试样所得铅扣质量,g;m2为未加试样所得铅扣质量,g;m为称取试样质量,g。
b.计算法。按下式计算试样的还原力:
岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析
式中:F为试样的还原力;w(S)为试样中硫的质量分数,%;20为1g硫可还原出约20g铅扣的经验值。
B.配料方案
根据试样的化学组成、还原力及称取试样质量,按下列方法计算试剂加入量。
碳酸钠加入量:试样量的1.5~2.0倍。
氧化铅加入量按下式计算:
岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析
式中:m3为氧化铅加入质量,g;m为试样的质量,g;F为试样的还原力。
玻璃粉加入量:为在熔融过程中生成的金属氧化物,以及加入的碱性溶剂,在1.5~2.0硅酸度时,所需的二氧化硅总量中,减去称取试样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相当于1g玻璃粉计算出玻璃粉加入量。
硼砂加入量:按所需补加二氧化硅量的三分之一,除以0.39计算。至少不能少于5g。
硝酸钾和面粉的加入量按下式计算:
岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析
式中:m4为硝酸钾加入质量,g;m5为面粉加入质量,g;m为试样的质量,g;F为试样的还原力。
(2)矿石试样分离富集步骤
确定配料方案后,将试样与所需配料置于广口瓶中混匀。倒入试金坩埚中,加含银5mg的溶液1mL,用20gNaCl洗刷配料瓶并盖于试金坩埚中的试样上面。同批随带空白,将坩埚放入已升温至600~800℃的试金炉内,在800℃左右维持1h,继续升温到1050℃时保持10min出炉(熔融时间最好不超过2h,否则铅易重新氧化)。将熔融体倒入铁模中,冷却后取出铅扣。将铅扣锤成正方形。称其质量(铅扣的质量应在25g左右为宜)。将灰皿置于已升温至850~900℃的高温炉中预热30min,然后依次将铅扣放入灰皿中进行灰吹。应注意灰吹的温度,尤其是灰吹末期的温度。因灰吹温度过低,所生成的氧化铅不仅不能使熔铅分离,反而将铅包住,并立即凝固。这种现象叫“冻结”,冻结以后要重新灰吹。最好控制温度为800~850℃,当氧化铅全部被灰皿吸收后,立即出现金、银合粒闪光,应迅速将灰皿取出,冷却,取出合粒,用小锤敲扁。
(3)地球化学勘查试样小试金方法
地球化学勘查试样中的贵金属含量通常较低,为降低试剂空白值,通常将氧化铅转化为碱式碳酸铅,以降低捕集剂铅中的贵金属含量。试金富集时需补加银将痕量的贵金属富集在银珠中。获得的银珠可以用粉末发射光谱法测定,此方法还可同时富集铂和钯。
碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2]的制备
将1.2kg工业纯氧化铅置于5000mL烧杯中,加入3500mL自来水,搅拌条件下加入600mLHNO3和100mL冰醋酸,继续搅拌25min。另取1g二苯基硫脲,溶于15mL热冰醋酸中,趁热将此溶液倒入铅盐溶液中,继续搅拌2h。加入1g活性炭(粒度为-0.075mm),再搅拌1h。减压过滤后弃去不溶物,滤液盛于20L塑料桶中。另取800g工业纯碳酸钠,用3000mL热自来水溶解。在搅拌状态下逐步把碳酸钠溶液加入过滤得到的铅盐溶液中,至溶液pH>8。放置澄清后,倾滤去上部清液,再用15L自来水倾滤洗涤沉淀3次。将沉淀转入布氏漏斗中,减压过滤,并用自来水洗涤3次,取出产品,于150℃烘干,得到1.35kg碱式碳酸铅,研磨后备用。
小试金分析步骤
称取10g(精确至0.1g)试样,加入熔剂熔融(金属元素含量低,可称取40g试样分别熔融),将所得铅扣灰吹,进行测定。
根据岩石性质的不同可采用以下几种配料方式。
酸性岩:17g碳酸钠,4g硼砂(Na2B4O7·5H2O),12g碱式碳酸铅,1.4g面粉。
基性和超基性岩:11g碳酸钠,9g硼砂,12g碱式碳酸铅,1.4g面粉。
碳酸岩:11g碳酸钠,9g硼砂,12g碱式碳酸铅,1.4g面粉,3g石英粉。
若用Na2B4O7·10H2O的硼砂配料,则酸性岩加5.3g,基性和超基性岩、碳酸岩各加11.8g。
根据岩石试样的特性选择相应的配料,将试样和配料摇匀后,倒入高铝坩埚中,然后挖一小坑,加入0.1mL银浓度为10mg/mL的硝酸银溶液(用优级纯银粉配制)。将坩埚置于已升温至950℃的高温炉中,关闭炉门保温约7min。若反应激烈,应微启炉门,使坩埚边沿有溢出气泡下降的趋势。关闭炉门继续升温至950℃,并保持5min。取出坩埚,将熔融体倒入铁模中,冷却后取出铅扣,砸去熔渣,得到7~9g的铅扣。将铅扣放入已于920℃高温炉内预热20min的镁砂灰皿中,关闭炉门升温,待熔铅脱模后半启炉门,并控制温度在900℃灰吹至铅全部吹尽。从灰皿中取出银合粒,放入10mL瓷坩埚中,加入0.5mL乙酸。微热至银合粒上的粘附物全部溶脱。在水中漂洗银合粒,并放在滤纸上吸干水分。银合粒可装入光谱电极用发射光谱法进行测定。
63.2.1.2 锑试金富集
由于一般氧化铅中含有微量金且铅试金灰吹时金略有损失,故铅试金法对痕量金的测定易产生误差,宜用锑试金富集。锑试金法富集痕量金,不仅富集完全,空白低,而且设备比较简单,适合于富集μg/g级,以及低至0.xng/g的金。
锑的密度较小,且易被氧化,经熔炼形成的锑扣,可用高温挥发除去。铜、钴、镍也被锑捕集,且不能灰吹除去;当锑扣中含有0.xg铋,则铋在锑后被氧化,并将它们从合粒中排出。此时50mg的铜,10mg的镍和20mg的钴均不产生干扰。在熔剂中加入一定量的碳酸钾助熔剂可提高熔渣的流动性,便于将锑扣与熔渣分开。
取10g试样与25g锑试金熔剂(碳酸钠-硫酸钾-硼砂=3+1+1,混匀)和11g捕集剂(三氧化二锑-三氧化二铋-淀粉=8+1+2),混匀后移入50mL高铝坩埚中,滴入2滴硝酸银溶液(3mgAg/滴)。若用光谱测定,再加入2滴钯溶液(0.5mgPd/滴)。坩埚放入预热至950℃的高温炉中,当温度升至950℃后保温10min(至熔融体平静)。将熔体倒入铁模中,冷却,取出锑扣(质量约7g),放在仰放的坩埚盖上.放入850~900℃高温炉中灰吹至合粒不再发光。取出,冷却。砸破坩埚盖,取出合粒。
❻ 火试金法是什么
火试金法是一古老而迄今仍然使用的方法,对贵金属的分解、富集有特殊效果,是一种小型火法熔炼。它是将固体熔剂与矿样混合进行高温熔融反应,生成的合金熔体富集贵金属且沉于底部,而贱金属等生成硅酸盐、硼酸盐渣浮于表面,冷却后,取出合金扣,如以铅为捕集剂,得到的是铅扣,再将铅扣置于灰皿上,进行灰吹,最后得到贵金属合粒,从而达到分解、分离、富集的目的。贵金属合粒用作分析测定。
❼ 火试金法分解
火试金既是试样的分解方法,又是贵金属分离富集的古老而经典的方法,对贵金属的分解、富集有特殊效果。它的另一个优点是可以称取较多的试样,从而保证了取样的代表性,可以消除因铂族元素分布不均匀而引起的取样误差。一般称取10~40g。火试金的种类很多,有铅试金、锍镍试金、锑试金、锡试金、铜铁镍试金等。
❽ 火试金的具体过程,具体到每步的操作
简介了.干法—火试金法—铅试金的操作规程、试剂的作用、操作规程应注意的事项、操作规程中易出现的问题及克服的方法。介绍一个笔者多年使用的成熟的铅试金方法。
(二)测定金矿品位的方法简谈:
实践证明取样代表性的问题在金矿测定中很重要,在(一)中简谈了制备具有代表性的化验样品的问题。既是制备好的化验样,在测定时取样代表性也是不能忽略的,由于金矿中金的不均匀的特点,为保证测定结果的准确性和可靠性需大取样量。一般湿法试金取样量在10~30g,(当品位为Au≥0.5×10-6时,取样量≥25g,只有当品位Au≥10×10-6时才可以减少,但最少也不能低于10g,分散流化学探矿样品在5~10g)。火试金取样量为30~50g。
众所周知,不同含量的样品,由于方法的灵敏度不同,需用不同的测定手段。金矿测定更应重视测定手段的选择,需适当,否则会造成偏差或失败。举例见表3
金的品位与常选用的分析手段 表3
含金量的范围
(单位10-6)
常 选 用 的 分 析 手 段
0.0005~2。0
分光光度法.发射光谱法、原子吸收光谱法
>2。0~30。0分光光度法、
原子吸收光谱法、
滴定(碘量)法、火试金称量法
>30。0~100。0原子吸收光谱法、
滴定(碘量)法、火试金称量法
>100。0
滴定(碘量)法、火试金重量法
金矿测定时,试样的分解方法目前大体分为两种:一是干法即火法试金法;另一是湿法试金,下面分别简谈一下:
1.干法—火试金法
火试金法是一种液—液高温萃取浓聚法,既是样品熔解也是富集的方法。火试金虽然因一般实验室条件达不到,在我国使用并不普遍。但它是一个测定金品位的很好的、经典的、很成熟的、很准确的、速度快的方法,也是国标及世界各国普遍采用的标准方法, 世界各国在商品交易时都确信火试金测定的结果,它不仅适用于金矿的测定,也适用于需要测定金的各种其它原材料和产品.用火试金测定矿石中金的含量,一般含量高的较准确,低含量误差较大.许多规程提到>1g/t的样品都可用火试金准确测定品位。火试金在我国不易普遍主要障碍是设备投入的费用高,实际上火试金所必须的两个设备:①高温炉(要求最高使用温度为1350℃)②感量十万分之一的精密天平。现已有很好的国产货供应,价格一般化验室也可接受,建议中型以上的专业金矿化验室,应该具有火试金测定金的能力。含金量>2×10-6时,一般火试金都可得到准确测定结果。
火试金有铅试金、锍试金、锑试金、铋试金等方法,常用铅试金和锑试金。
一.铅试金:一般操作过程主要分为1.配料2.高温熔融熔炼3.灰吹4.分金及称量等几步操作,下面分别简述:
1. 配料:
⑴配料有关名词:
① 硅酸度:硅酸度是指炉渣中酸组分(SiO2)氧与碱组分氧(2RO…)之比,称硅酸度或硅度.
硅酸度=炉渣中酸组分氧/炉渣中碱组分氧.
.. 硅酸 盐 的 硅 酸 度 表4
岩石名称(以SiO2与RO比值命名) 硅 酸 度 岩石的化学组成(R-二价碱金属素)
碱式硅酸盐(亚硅酸盐) 0.5 4RO·SiO2
中性硅酸盐 1.0 2RO·SiO2
被半硅酸盐 1.5 RO·SiO2
两倍硅酸盐 2.0 2RO·2SiO2
三倍硅酸盐 3.0 2RO·3SiO2
②还原力:还原力是通过还原力试验得到的,试验:称取10g碳酸钠+60g氧化铅+5g硼砂+4g二氧化硅+ 5g试样于粘土坩埚中混匀,加7~10g覆盖剂(硼砂)熔融(1000℃~1100℃),倒入铁模中取出铅扣,捶去熔渣,秤铅扣量,代入还原力公式计算得还原力.
铅扣质量(g)
F( 还原力)=
试样质量(g)
③氧化力:氧化力是通过氧化力试验得到的,试验:称取15g碳酸钠+50g氧化铅+7g硼砂+5g二氧化硅+2g淀粉+10g试样混匀,加7~10g覆盖剂熔融(条件同还原力试验),熔体倒入铁模中,取出铅扣,捶去熔渣称量,代入氧化力公式计算得氧化力.
铅扣质量(g)
氧化力=
试样质量(g)
④氧化铅空白值:新使用的氧化铅要测定它的含金量(空白值),取三份测定金取平均值。
以上提到的目的是为了合理配料,熔融时能生成流动性好,能与铅很好分离,能使金完全为铅捕
⑵计算:可根据试样量和化学组成按下面的方法计算所需试剂的加入量。
①碳酸钠(加入量)=G×(1.5~2.0) 式中G—试样量(g)
②氧化铅(加入量)=F×G×1.1+30 F—还原力
还原力低时氧化铅的加入量不应少于80g,含铜量高时除生成30g铅扣需要的氧化铅量外,还要补加30—50倍铜量的氧化铅。
③玻璃粉(二氧化硅)(加入量):先计算熔融过程中生成金属氧化物及加入的碱性熔剂,在0.5—1硅酸度所需的二氧化硅总量,减去试样中所含二氧化硅量,即为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二氧化硅相当于1g玻璃粉还算出玻璃粉加入量(石英砂不用换算以二氧化硅计)。
④硼砂加入量=需加入的二氧化硅量×1/3÷0. 39,但不能少于5g.
⑤硝酸钾(加入量)=G×F—30 式中G—试样量(g)
4 F—还原力
⑥加入银的量:一般加入mg量的银,即加入含银5mg/ml的硝酸银1ml.实际上试样含银高时可不加.为了金捕集的完全,除了加够氧化铅生成所希望大小的铅扣外,加银量的多少也是非常重要的,试验证明Ag/Au>3,最少不能<2.5,如果银量比金量的三倍少,则会生成金包银,在分金操作中银分不净,影响金的测定结果偏高,多加银有利于生成较大的金银合粒,方便后面操作.
⑵混匀:可将试样和熔剂(配料)放在约一克,长×宽为30×30cm的聚乙烯袋中,缚紧袋口,剧烈摇晃5分钟即可均匀,,然后连袋防入试金坩埚中熔融,袋的还原能力算在内。
⑶应用实例:
下面简述硅酸度在铅试金富集金配料中的运用例子见表5:
2.高温熔融熔炼过程:
火试金实际上是一种液-液高温熔融萃取浓聚法,所以关键在于熔融能否使熔渣与金属分离彻底,并且使铅完全捕集金.在具体操作中注意以下几点:
熔融熔炼过程:掌握和控制好熔融温度是熔炼过程的关键,可分为三个阶段进行:
①预熔和造渣:有几种说法,400℃逐步升温到800℃~900℃保持0.5h;800℃~850℃或600℃~800℃保持40min~~80min,
②熔融最终温度也有几种说法:有1050℃~1100℃;有1060℃~1100℃;还有1160℃.
熔融时间一般为10min~15min.大多数人不用400℃预热,直接升温至800℃~900℃开始保温1h,继续升温至1050℃~1160℃保温10min~15min.整个熔融过程在两小时内完成即可.
③铅扣与熔渣分离:熔炼出炉,将坩锅平稳地旋动几次,并在铁板上轻轻地敲2—3下,使粘在坩锅壁上的铅珠下沉,接着小心仔细地将熔融物全部倒入事先预热的铸铁模中,冷却后,将铅扣与熔渣分离并将铅扣锤成正立方体并称量(应为25~40g)(有时还需要保留熔渣备查)。
硅 酸 度 在 铅 试 金 富 集 金 配 料 中 的 运 用 实 例 表5
岩石名 硅酸盐矿 氧化矿 金 矿 铜 矿 铅 矿
硅酸度 1.5~3.0 1.2~1.5 0.5~0.7 0.7~1.0 0.7~1.0
碳酸钠 试样量×1.5~ 试样量×1.3~ 试样量×1~ 试样量×1~ 试样量1~
2倍 1.5 倍 1.5倍 2倍 1.5倍
氧 铅扣27g,另加 铅扣27g,加1/2或 还原力<3时为 铅扣27g,另加 同金矿
化 二氧化硅或其 与试样相同量 还原力×1.4× 含银量的30~
铅 它杂质所需的 试样量.还原力> 50倍
熔融造渣的量 3时为还原力×
1.2×试样量
硼 试样量×1/3 同 左 同 左 试样量×1/2~
(不含水) 1/3,铜含量高时 试样量1/2
砂 少加(干量)
二 不 加 碱性熔剂和试样中
氧 碱性成分造渣时用 同 左 同 左 同 左
化 量减去试料中二氧
硅 化硅含量
淀粉或 试样量×2~ 淀粉量=(氧化力× 硝石量=(还原力
3.5(淀粉) 试样量+铅扣量) ×试样量-铅扣 同 左 同 左
硝石 ÷12 量)÷4
3.灰吹:
⑴灰吹前的准备工作①灰皿的制作及预热:灰皿的大小可根据需要制作,一般如图: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%的水压成形;纯水泥的灰皿不好用,最好使用纯-200目镁砂和500#水泥(855+15)混合制作灰皿.压成型的灰皿于荫凉通风处(避免日晒及烘烤)阴干(约三个月至半年).是用时于马弗炉1000℃预热30min后检查无裂纹才能使用② 铅扣的制作及清理:经熔融的样品倒入预先摸了油的铁模中,冷却至室温,脱模,捶去粘在金属铅(扣)上的熔渣并刷去残留物(必要时需称量铅扣用于检查熔融过程及配料是否正确),用小锤将铅扣捶成正方体形.并将粘复在铅扣上的残渣清理干净。
⑵灰吹:将清理干净的立方体铅扣放入预热的灰皿中,将灰皿移入马弗炉里,关炉门于850℃~900℃保温,待铅扣全部熔融脱模熔化完全,隙开炉门供给充分氧气进行灰吹,灰吹的整个过程应保持800℃~850℃(温度过高会增大损失,温度过低反而会生成“铅包金”即所谓“冻结”现象,对分金不利需重新灰吹),当氧化铅生成并且被灰皿完全吸收后,会在灰皿表面出现金银合粒的“闪光,这时应立即将灰皿移至炉门口,冷却”,取出金银合粒.
⑶金银合粒的清理及称量: 取出金银合粒后,用毛刷清理干净粘在上面的残渣,于感量十万分之一的精密天平称量得金银合量.
4.分金:望文生意分金就是把金从合粒中分出来.
(1)分金的原理和方法:分金的原理很简单:利用金不溶于硝酸,银铜等杂质很易为硝酸溶解的化学性质. 普遍使用稀硝酸分金,用硝酸处理合粒,银及其它一些杂质溶解而金不溶,金银得以分开.一般使用一次或二次分金, 分金前将清洁的合粒置于不锈钢砧上, 用不锈钢小锤,捶成0.2~0.3mm的薄片,然后就可以进行分金了.
35mm
30mm
13m
Φ40mm
灰皿图
例:一次分金:于400ml烧杯中加20ml硝酸预热至90℃,放入合粒薄片,沸水加热30mi溶液,无13mm Cl2蒸馏水清洗金片3~5次,转入瓷坩埚中,烘干灼烧后,冷却, 二次分金法: 其实与一次分金法没有原则的区别,方法之间不过是硝酸的浓度不一样或用硝酸处理的次数不同.二次分金用多一些硝酸,方法也有一些, 但多大同小异,举一例简述如下:于50ml瓷坩埚中,加20ml硝酸(1+7)加热至近沸,将合粒薄片放入坩埚中,在蒸汽浴上加热至银分解完全(待氮的棕色氧化物基本停止逸出,再继续20min)金呈黑色残渣,用少量水稀释,小心将坩埚中液体倾出(勿将黑色残渣倒出).再加10ml硝酸(1+1),于电炉上加热至近沸15min后,再用少量水稀释,倾出溶液再用热水洗涤残渣4~5次,将坩埚烘干,放 入500℃~600℃马弗炉中灼烧10min,此时金片呈金黄色.冷却.称量为金量.合粒量减去金量为银含量和银加入量之和.
(2)影响分金的准确与否的因素:
①熔融时银的加入量:一般为金量的3倍以上即可,但实际上为了操作的方便和金不损失按下面量加入的:
含金量 <0.1mg~0.2mg >0.2mg~1mg >1mg~10mg >10mg~50mg >50mg 银+金(银加入比例) 20+1或30+1 10+1 6+1 4+1 3+1
②在分金操作中,各种方法都使用硝酸只是各方法使用的浓度不同或一次两次的区别,. 当分金时出现合质金薄片不溶解并呈黑色整块或分金后留下来的金薄片不是黑色残渣,而是带黄色的整块时,说明分金失败或分金不完全.这时应取出合质金块(薄片),加适量银用铅皮包裹,重新进行灰吹和分金.
③补正试验:遇高含量金矿,分金后称量的结果偏低,往往误认为是分金失误或分金损失,实际上有时高含量金矿在熔融过程中会损失,这只有发生在金含量大于10×10-6时才会有.遇这种情况需做补正试验,所谓补正试验就是将熔渣和灰皿中吸收氧化铅部分带走的金回收加以补正.就是将脱铅后的熔渣及灰皿中吸收氧化铅部分的灰皿捣碎,倒入粘土坩埚中加40g氧化铅;50g硼砂;3~4g淀粉搅拌均匀,加0.2ml硝酸银溶液(15g/L),覆盖一层覆盖剂,重新进行熔融、灰吹、分金.将回收的金加在被补正样品的结果中.金含量大于10×10-6的样品不一定都需做补正试验,实际上许多含金量高的样品不需要做补正试验,只要铅扣的量够,银量加的充分一般不会偏低,只有很少数样品才需要做补正试验.
5.以下就铅试金为例谈谈在火试金的过程中,需要严格控制的因素:
⑴金的损失及防止:
(一)配料不均匀时损失(飞散)及克服:可将试样和熔剂(配料)放在约一克,长×宽为30×30cm的聚乙烯袋中,缚紧袋口,剧烈摇晃5分钟即可均匀,,然后连袋防入坩埚中熔融,袋的还原能力算在内。
(二)熔融过程的损失及克服:
①铅扣大小的影响:一般铅扣20~35克之间损失小。当称样量50克时,28克粗铅(铅扣)可以扑集全部金,铅扣小于15克时,金回收率减少。称样量15克时,铅扣需23克。称样量30克时,铅扣需30克,当试样量在70~100克时,铅扣量为试样量的40%这样才能保证金被全部捕集.
②熔融温度的影响:一般认为1160℃为熔融最佳温度,这时金的平均损失只有0.63%。低于1160℃损失增大:例1093℃时损失为0.81%;1038℃时损失为0.91%。这主要是因为熔渣粘度过大金不易下降到铅扣中所致.高于1160℃损失也会增大为0.88%。在实际操作中要灵活掌握温度,在考虑温度的同时要结合考虑其他因素.并非温度高或低就好,总之必须要有利于金富集于铅扣中。
③熔融时间对金损失的影响::当熔融温度达到:1160℃后以保持1~2h最好,1.5h时平均损失为0.55%,>1.5h损失率增加为0.70%,在实际操作中往往是注意了最终的熔融温度和保温的时间,常忽略了造渣期间的保温时间(造渣温度600℃~700℃最好).
④覆盖剂的影响:一般覆盖剂用食盐或硼砂,实际上食盐在高温时会使银挥发,含铅时会生成有毒的挥发性的铅氯化物(PbCl2)污染环境,所以提出最好使用硼砂+苏打(10+15)做覆盖剂。
⑤金在渣和坩埚中的损失:控制好最终熔融温度可减少损失,940℃平均损失为0.39%;1000℃~1060℃平均损失为0.195%、1200℃~1300℃平均损失为0.146%。
⑥铅扣整形时平均损失:0.094%.
(三)火试金会吹过程中金的损失及克服:
①灰吹的温度影响:一般是温度越高损失越大,应在尽可能低的温度下灰吹,以铅扣不冻结为度,一般控制在800℃~850℃。
② 金和银的比例对金损失的影响:例1000℃灰吹,不加银损失为1.2%,有十倍金量的银存在时灰吹金损失只有0.62%,有二十倍金量的银存在时灰吹金损失0.60%,有三十倍金量的银存在时灰吹金损0.58%,所以一般加入金量3倍以上的银防止灰吹时金的损失为宜。
③铅扣中杂质的影响:由粗金火试金精炼灰吹时的数据可见一斑,当Cu<2g时,金的回收率99,00%.当Cu增至2.5g时金的回收率降至93.60%.如铅扣中Cu为33g时,则灰吹不能进行,最后留下的是含金的铜粒。
二.铅试金外常用的火试金富集金的方法:
由于铅试金铅的毒性大,有许多研究用其它低熔点金属试金代替铅试金,目前尚有鋶试金、锡试金、锑试金、铋试金等方法.现将用的多的锑试金和鋶试金简介如下:
⑴锑试金:由于铅试金铅中含微量金,在灰吹中有微量损失.故铅试金正如上文中所述:微量金测定易产生较大误差,采用锑做捕集剂的新的火试金方法,它有一定的优越性.它富集微量金不仅富集完全,而且全部贵金属元素(包括六个铂族元素)都可富集完全.另一个优点是空白低.锑试金需用的设备简单.适合富集μg/g或ng/g微量或痕量级的金.锑比重小熔点低,易熔易生成锑扣,锑扣高温可使其挥发(灰吹)除去,如果锑中含有铋时,铋在锑后氧化并将铜、镍、钴从合金粒中排出,此时50mg铜10mg镍及20mg钴不影响灰吹,再加一些碳酸钾助溶剂,可提高熔渣的流动性有利于锑扣与熔渣分离.锑试金的分析步骤简述如下:10g样品与25g锑试金熔剂(碳酸钠+硫酸钾+硼砂=3+1+1)和10g捕集剂(三氧化二锑+三氧化二铋+淀粉=8+1+2)混合均匀后,移入50ml高铝坩埚中,滴入2滴硝酸银溶液(银为3mg/滴),若用发射光谱再加2滴钯溶液(钯为2mg/滴).坩埚放入预热至950℃的高温炉中,当温度回升至950℃时保温10min(使熔体平静)后,将熔体倒入铁模中,冷却,捶去熔渣取出锑扣(约7g),放在仰放的坩埚盖上,移入850℃~900℃高温炉中,灰吹至合粒不再发光发亮,取出,冷却,砸破坩埚盖,取出合粒.刷净称量和进行进一步测定程序.
⑵鋶试金最初用于富集锇铱矿后来证明可用于富集六个铂族元素.用于富集金少用.
三.实例:
称量法测定岩石矿石金和银的品位
1.主题及测定范围:
该方法适用于金矿石、岩石,矿石及炉渣中金量和银量的测定方法测定范围:
金>5×10=6;银>10×10-6。
2.方法提要:
火法—铅试金是经典、成熟、精确的方法,试样经配料、熔炼得到适当量的含有贵金属的铅扣,经灰吹后得金+银合粒称量得金银合量。
金银合粒用稀硝酸处理银溶解达到分金的目的,残留的金经灼烧称量为金量。
金银合量—金量=银量。
3.试剂(也可用工业纯,应通过40目筛孔)及作用、设备
3.1氧化铅 熔炼中生成铅扣,聚集下沉时扑集金银聚集于铅扣中。
3.2二氧化硅或玻璃粉 强碱性熔剂,熔炼时与金属氧化物生成硅酸盐是熔渣的主要成分。
3.3碳酸钠 强碱性助熔剂可分解金属氧化物和硅酸盐,并可除硫。
3.4硼砂 和硅酸盐结合呈盐基性熔剂又是酸性熔剂,降低造渣熔点增加熔融物流动性
3.5硝酸钾 强氧化剂。1g硝酸钾可使3.5~4.0g 铅氧化成氧化铅,熔点339℃。
3.6小麦粉(面粉)还原剂1g 可还原生成10~12g铅。
3.7 铁钉 4寸,脱硫剂和还原剂。
3.8覆盖剂 食盐或硼砂[最好使用硼砂+苏打(10+15)作覆盖剂],盖在试料最上层隔绝空气防止被还原物质再氧化。
3.9硝酸 φ(NNO3)=30% 取硝酸(ρ1.40g/ml)30ml,以水稀释至100ml
3.10硝酸 ф(NNO3)=10% 取硝酸(ρ1.40g/ml)10ml,以水稀释至100ml
3.11纯银(含量99.99%)溶液:称取5.00g纯银用50ml硝酸溶解后,再加50ml硝酸稀释至1000ml,此溶液ρAg=5mg/ml 加入3倍金量,可使银完全熔解,消除熔炼过程中金包银导致分金失败。
3.12试金炉 最高工作温度1350℃
3.13试金耐火坩锅 一般用4#。
3.14铸铁模
3.15 灰皿 (或镁砂灰皿)骨灰皿:骨灰(牛羊骨通过48目筛)+400#普通硅酸盐水泥按质量(3+7)的比例混匀,加适量(约10%)水充分拌匀,用灰皿机压制成型(干皿为50~60g)。制成的灰皿置于通风的荫处风干三个月后使用,不能烘烤暴晒和接触有酸雾的气体,有裂隙的灰皿不能使用。(注:镁砂灰皿参照前面文章)
3.16微量天平(精密) 分度值0.01mg
4.试样
样品应用金矿化验样样特别程序加工粉碎、缩分、研磨至通过200目筛孔,送化验试样总量大于500g(并保存付样),待测定的部分试样还应于100℃~110℃烘干1h,于干燥器中冷却至室温,并保存于干燥器中。
5.分析步骤
5.1试料
称取试样30.00g(m)
5.2空白试验
随同试料作不少于二份空白试验,所取试剂必须来自同一瓶试剂
5.3配料:
根据不同试样(确定配料方案前应先作光谱等试验以了解矿石及试样的类型及主要组成)选择不同的配料方案,特殊的矿种及试样需经熔融试验后才能经计算和实验进一步确定配料方案。常见矿石配料方案可参见下表
..
常 见 矿 石 配 料 (单位:g)
矿 石 名 称 样品 碳酸钠 氧化铅 硼砂 玻璃粉 面粉 铁钉 硝石 食盐
硅盐矿石 30 50 45 10 2~5 3.0 30
碳酸盐矿石 30 45 45 5~10 10~15 3.0 30
硫 化 矿 30 55 30 10 15~20 3 30
氧 化 矿 30 45 45 10 10~20 3.0~4.0 30
铬 铁 矿 30 60 45 20 35~40 3.0~4.0 30
橄榄辉岩 30 45 45 15 20~25 3.0 30
选矿样精矿 30 50 30 8 15~20 3
5.4铅试金—分离富集
5.4.配料:确定配料方案后,将样品与所需配料倒入一广口瓶中混匀,倒入试金坩锅(3.13)中,加1ml纯银溶液(3.11)(若样品含银量大于含金量的3倍以上可不加),用20g覆盖剂或食盐(3.8)洗刷配料瓶并均匀地盖在试金坩锅(3.13)的试料上面。同批带空白。
5.4.2熔炼:将试金坩锅(3.13)置于已升温至600~800℃的试金炉(3.12)内,于800℃左右保温1h,接着继续升温至1050℃时保温10min后出炉(熔炼时间最好不超过2h,否则已还原的金属铅会重新氧化)。将熔融体倒入铸铁模(3.14)中,冷却后取出熔融物冷却块下面的铅扣。将铅扣锤成正立方形,称量(铅扣应为25g左右)。
5.4.3灰吹:将灰皿(3.15)编号后放入已升温到850~900℃的高温炉(马弗炉)中预热30min,然后依次将铅扣放在相应编号的灰皿(3.15)中(进行灰吹),关闭炉门1~2min,待铅扣完全熔化脱模后,半开炉门控制在850℃进行灰吹,特别在灰吹接近终了时温度一定不低于800~850℃(温度过低会使所生成的氧化铅不仅不能和熔铅分离,反而将铅包住并立即凝固产生‘冻结’现象。若此现象发生,应重新在800~850℃灰吹)。当氧化铅全部被灰皿(3.15)吸收后,会立即显出金、银合粒的闪亮光(即是灰吹完结)。取出灰皿、冷却。取出金、银合粒。
5.4.4 合粒称量:刷干净粘附金、银合粒上的杂物,于微量天平(3.16)称量(m1)
5.4.5分金及金粒称量:将清洁的金、银合粒,放入清洁的30ml磁坩锅中,用热水洗涤几次金、银合粒置于沸水浴上,加10~15ml沸热的硝酸(3.10),盖盖于沸水浴上加热至银完全溶解,小心倾出酸溶液,再加5~10ml沸热的硝酸(3.9),继续于沸水浴上加热15~20min,取下、冷却,小心倾出酸溶液,并用热蒸馏水洗涤金粒5~6次,于电炉上烘干磁坩锅后,将坩锅放入650℃的马弗炉(高温炉)中灼烧10min,取出冷却。小心仔细地将金粒移在微量天平上称量即为金的含量(m2)。
6.结果计算:
金品位计算: 式中:m2—微量天平上称得金粒质量,μg;
m—试样量,g。
银含量计算: 式中:m1—微量天平上称得金银合粒质量,μg;
m2—微量天平上称得金粒质量,μg;
m—试样量,g。
注:因为铅试金是非常好的富集金的方法,当称量金粒量m2<0.2mg称量的精密度不理想时,可用分光光度法测定金较准确,具体操作规程:将金粒置于原坩锅中,加3ml王水及加5~10滴氯化钾溶液(ρ(KCl)=200g/L)移至于沸水浴上蒸发至干,再加2ml盐酸(ρ1.19g/ml)沸水浴上蒸发至干,继续再加2ml盐酸(ρ1.19g/ml)沸水浴上蒸发至干,如此反复三次(无酸味)赶尽硝酸后,可用分光光度法(孔雀绿、结晶紫等方法)测定金品位
❾ 什么是火试金法
火试金法
fire assay
通过熔融、焙烧测定矿物和金属制品中贵金属组分含量的方法。主要步骤为:①取样,由于贵金属常以无规则的分散状态分散于矿物中,故需大量取样才能具有代表性。②熔样,将粉碎好的试样与适当配方的熔剂如碳酸钠、硼砂、玻璃粉、一氧化铅、食盐、面粉等混匀,加热熔融。一氧化铅还原为金属铅并和贵金属一起沉入容器底部,冷却后变成一个含有贵金属、大量金属铅和其它金属杂质的金属小球(俗称铅扣)。③烤钵试金,将所得金属小球放入一骨灰(或素烧瓷)制的烤钵中,将烤钵放入一特制的能提供强氧化气氛的炉子里加热(称为灰吹)。此时球中的铅和金属杂质被氧化成为炉渣,或浸渍到烤钵的孔隙中,而与不被氧化仍保持金属状态的金、银等贵金属分开。取出金、银小球,冷却,洗净烘干后,即可当作试样。④称量,称出金银小球试样的重量,即为金银合量。然后用热稀硝酸处理此试样,银被溶解。不溶解的残渣,经洗净烘干后,再称重,即为金的重量。两次称重之差,即为银含量。
样品中的铂族元素在火试金过程中,铂、钯、铑、铱会溶解在熔融的金属铅中,在烤钵中加热时也不被氧化,后来的热稀硝酸溶解时,只有钯被溶解,而铂、铑则留在金中。铱则在烤钵内被氧化成一种黑色沉积物附在金属小球表面。锇、钌在加热时会生成挥发性氧化物而损失,故火试金法不适合于富集锇和钌。