火试金分析化验方法-金精矿金含量检测

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铅火试金法主要分为 3 个阶段:
(1)熔炼。它借助固体试剂与岩石、矿石或冶炼产品混合,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,也称之为贵铅), 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。
3、 火试金法中常用的器皿与设备 3.1 器皿 (1)试金坩埚 试金熔炼用的坩埚一般称为试金坩埚,材质为耐火黏土。对试金坩埚的一般要求是: 具 有 足 够 的 难 熔 度 ,即 在 高 温 加 热 时 坩 埚 不 变 软 或 塌 倒 ;在 加 热 时 仍 能 保 持 足 够 的 压
强,在钳取或叉出的时候不会破裂;能抵抗熔融体的化学作用,不致受到包括强酸、 强碱或含有大量氧化铅在内的各种熔融体的腐蚀,使坩埚穿漏。
(3)焙烧皿 长方形瓷质皿,供样品焙烧除去 S,As 用,长 120mm,宽 65mm,高 20mm,一般放 20~ 40g 样品,最多可放 50g。
3.2 设备 (1)试金炉与灰吹炉 试 金 用 的 高 温 灰 吹 炉 ,一 般 称 马 弗 炉 ,各 国 资 料 均 作 了 一 定 的 介 绍 ,有 一 定 的 技 术 要 求 。 文 献 [22] 指 出 , "灰 吹 炉 — 一 种 马 弗 炉 型 的 炉 子 , 这 种 炉 子 应 具 有 使 空 气 流 通 的 进 气 口 和 出 气 口 ,最 好 能 使 空 气 预 热 并 能 使 其 稳 定 地 通 过 ,炉 温 能 均 匀 地 由 室 温 加 热 到 1100 ℃。据南非资料介绍,其化验室使用的试金炉在放置灰皿时可以一次完成, 向灰皿中放置铅扣也是如此,灰吹完成后全部灰皿可以一下子取出 来。
(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 。
金 、银 在 三 种 灰 皿 中 灰 吹 ,文 献 [2 3] 中 用 重 量 法 作 了 比 较 ,证 明 使 用 镁 砂 灰 皿 损 失 最 小,纯骨灰灰皿和骨灰-水泥(1+1)灰皿次之,水泥灰皿损失最大。近年来有人用 Ag110 和 Au198 同位素作了更直观的试验。文献[24]报导,用 Ag110 同位素和 5mg 非放射性银 在骨灰和镁砂灰皿中灰吹(895℃),测量灰皿中的 Ag110,其结果见表 5-1,银在骨 灰灰皿中的损失比镁砂灰皿大 25%。
(1)取样代表性好。金银常以<g/t 量级不均匀地存在于样品中,火试金法取样量大, 一般取 20~40g,甚至可取多至 100g 或 100g 以上的样品,因此,样品代表性好,可 把取样误差减小到最低限度。
(2)适应性广。几乎能适应所有的样品,从矿石、金精矿到合质金,火试金法都能 准 确 地 进 行 金 银 的 测 定 ,包 括 那 些 目 前 用 湿 法 分 析 还 解 决 不 了 的 辉 锑 矿 在 内 。对 于 纯 金 主 成 份 的 分 析 ,火 试 金 的 分 析 同 样 可 以 获 得 满 意 的 结 果 ,除 了 极 个 别 的 样 品 外 ,此 法几乎能适应所有的矿种。
(2)灰皿
灰皿是灰吹铅扣(或铋扣)时吸收氧化铅(或氧化铋)用的多孔性耐火器皿。常用的 灰皿有三种:水泥灰皿、骨灰-水泥灰皿和镁砂灰皿。 ①水泥灰皿 用 400、500 号的硅酸盐水泥,加 8~12%的水,混匀,在灰皿机上压制。硅酸盐水泥 的成分是含 CaO60~70%、A12O3 4~7%、SiO2 l9~24%、Fe2O3 2~6%。水泥是价廉 的普通材料。水泥灰皿坚硬,不易开裂,但是灰吹时贵金属损失比后二种大一些。 ②骨灰灰皿和骨灰-水泥灰皿 骨 灰 是 用 牛 羊 骨 头 灼 烧 、磨 细 、再 灼 烧 得 到 的 ,其 中 有 机 物 必 须 全 部 除 去 。它 的 成 分 为磷酸钙 90%、氧化钙 5.65%、氧化镁 1%、氟化钙 3.1%。骨灰的细度要小于 0.147mm, 其中 0.088mm 的应占 50%以上。用纯骨灰制的灰皿较松,可用于粗金、合质金的灰吹。 试金分析一般使用骨灰和水泥的混合灰皿,骨灰和水泥按不同比例混匀,加 8~12% 的水,在灰皿机上压制。不同的人做试验的结果不同,有的认为 3:7 好,也有认为 是 4:6 或 5:5 好。骨灰-水泥灰皿比纯骨灰灰皿硬些,但比水泥灰皿松软。用骨灰水 泥 灰 皿 来 灰 吹 ,金 、银 的 损 失 要 比 水 泥 灰 皿 小 些 。骨 灰 的 制 备 较 麻 烦 ,要 经 过 灼 烧 、 磨细好几道工序才能制成。 ③镁砂灰皿 将锻烧镁砂磨细,要求有 63%以上通过 0.074mm 筛,颗粒为 0.2~0.1mm 的不超过 20%。 磨细后的镁砂要在几天内压完,否则放置久后又要结块。取 85 份磨细的镁砂和 15 份 500 号水泥,混匀,加 8~12%水压制成皿。用镁砂做成的灰皿灰吹时贵金属的损失比 前二种小。
火 试 金 法 完 成 金 银 及 贵 金 属 的 分 离 与 富 集 后 ,除 上 述 测 定 金 、银 的 重 量 法 外 ,用 王 水 将将金银合粒溶解后,可用多种化学分析方法测定金、银及其它贵金属。
火试金的理论依据可概括为五个方面。
第 一 ,正 确 使 用 化 学 试 剂 使 熔 融 点 降 低 ,保 证 能 在 试 金 电 炉 达 到 的 温 度 下 得 到 流 动 性 良好的矿物质。 第 二 ,高 温 熔 化 的 金 属 铅 对 金 银 及 贵 金 属 有 极 大 的 捕 收 能 力 ,可 将 熔 融 状 态 下 暴 露 出 来的金银完全熔解在铅中。 第 三 ,金 属 铅 与 熔 渣 比 重 不 同 ,熔 融 中 铅 下 沉 到 底 部 形 成 铅 扣 ,矿 渣 漂 浮 其 上 ,实 现 了铅扣与熔渣的良好分离。 第 四 ,一 定 温 度 下 铅 易 氧 化 ,同 时 氧 化 铅 能 被 细 密 多 孔 的 灰 皿 所 吸 收 ,金 银 不 能 氧 化 形成合粒保留灰皿之中。 第 五 ,借 金 银 在 硝 酸 中 溶 解 性 的 不 同 ,进 行 金 银 分 离 ,银 形 成 硝 酸 银 进 入 溶 液 ,金 经 称重可以计算出金的品位。
文献[25]报导用 Au198 同位素作试验,比较了金在镁砂和骨灰灰皿中的损失。在 960℃ 灰 吹 ,所 得 的 结 果 表 明 :金 在 骨 灰 灰 皿 中 损 失 比 在 镁 砂 灰 皿 中 的 损 失 大 得 多 。其 结 果 见表 5-2。
表 5-1
银在各种灰皿中的损失
表 5-2
金在各种灰皿中的损失
(3)富集效率高,达万倍以上, 能将少量金银从含有大量基体元素的几十克样品 中定量地富集到试金扣中,即使富集微克量的金银,损失也很小,一般仅百分之几。 由于合粒(或富集渣)的成分简单,有利于以后用各种测试手段进行测定。
( 4)分 析 结 果 可 靠 、准 确 度 高 。南 非 兰 德 公 司 对 纯 金( > 99.9% )的 常 规 分 析 ,同 一 个样品的 74 次分析结果,标准偏差(S)0.0058%。国内同类产品 10 次分析结果的 S 也在 0.005%左右。多年来,国内外一些学者企图用新的湿法化学分析或仪器分析去完 全取代火试金法,但至今未能成功。Werbicki 等比较了溶液中 Au 的三种分析方法— —AAS、ICP-AES 和试金法,给出了 18 个实验室分析的每一种方法的标准偏差 S,结 果是 ICP-AES 和 AAS 法基本一致,但都比试金法稍差。Wall 指出火试金法适用于金量 <1μg~1g 的样品,且准确度和精密度优于其它仪器分析。
火试金分析化验方法-金精矿金含量检测
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。
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 。该 方 法 具 有 取 样 代 表 性 好 、方 法 适 用 性 ห้องสมุดไป่ตู้ 、富 集 效 果 好 等 优 点 ,是 金 银 及 贵 金 属 化 学 分 析的重要手段。
1、火试金法的特点 火 法 试 金 不 仅 是 古 老 的 富 集 金 银 的 手 段 ,而 且 是 金 银 分 析 的 重 要 手 段 。国 内 外 的 地 质 、 矿 山 、金 银 冶 炼 厂 都 将 它 作 为 最 可 靠 的 分 析 方 法 广 泛 应 用 于 生 产 。一 些 国 家 已 将 该 方 法 定 为 标 准 方 法 ,我 国 在 金 精 矿 、铜 精 矿 及 首 饰 金 、合 质 金 中 金 的 测 定 上 ,也 定 为 国 家 标 准 方 法 。随 着 科 学 技 术 的 发 展 ,分 析 金 银 的 新 技 术 越 来 越 多 ,分 析 仪 器 也 愈 来 愈 先 进 ,火 试 金 法 与 其 它 方 法 比 较 ,其 操 作 程 序 较 长 并 需 要 一 定 技 巧 ,有 许 多 分 析 工 作 者 试 图 使 用 其 它 分 析 方 法 来 代 替 火 试 金 法 。然 而 ,火 试 金 法 是 不 可 替 代 的 ,对 于 高 含 量 金 原 料 或 纯 金 中 金 成 份 的 测 定 ,其 精 确 度 和 准 确 度 为 其 它 直 接 测 定 法 所 不 及 ,在 有 关 金 银 含 量 的 仲 裁 分 析 中 ,火 试 金 分 析 可 以 给 出 令 争 议 各 方 信 服 的 结 果 。这 是 由 于 火 试金法有许多其它分析手段所不具备的独特的优点:
镁 砂 的 主 要 成 分 是 氧 化 镁 ,它 是 很 好 的 耐 火 材 料 ,能 耐 碱 性 熔 剂 的 侵 蚀 。铅 扣 灰 吹 时 生 成 的 氧 化 铅 是 极 强 的 碱 性 熔 剂 。在 高 温 时 氧 化 铅 与 二 氧 化 硅 的 亲 和 力 很 强 ,能 侵 入 灰皿中的硅酸盐。骨灰-水泥灰皿中含的硅酸盐较多,用这种灰皿灰吹后,皿表上会 出 现 小 坑 ,贵 金 属 会 因 此 而 受 到 损 失 。使 用 镁 砂 灰 皿 ,灰 吹 后 无 此 现 象 ,表 面 很 光 滑 。
2、 火试金法的基本原理 火 试 金 分 析 实 际 上 是 以 坩 埚 或 者 灰 皿 为 容 器 的 一 种 试 金 方 法 ,种 类 繁 多 ,操 作 程 序 不 一,有铅试金、铋试金、锡试金、锑试金、硫化镍试金、硫化铜试金、铜铁镍试金、
铜 试 金 、铁 试 金 等 。但 各 种 新 试 金 方 法 的 熔 炼 原 理 和 试 金 过 程 中 的 反 应 仍 与 铅 试 金 法 有 许 多 相 同 之 处 。在 所 有 的 火 试 金 法 中 ,应 用 得 最 为 普 遍 最 为 重 要 的 是 铅 试 金 法 ,其 优 点 是 所 得 的 铅 扣 可 以 进 行 灰 吹 。铅 试 金 法 与 灰 吹 技 术 相 结 合 ,可 以 使 几 十 克 样 品 中 的贵金属富集在数毫克重的合粒中。铅试金法,Au 的捕集率>99%,对低至 0.2~0.3g/t 的 Au 仍有很高的回收率,铅试金对常量及微量贵金属的分析准确度都很高。以下以 铅试金法为例简述火试金的原理。
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