对火试金分析中灰吹步骤的探讨

对火试金分析中灰吹步骤的探讨

摘要；火试金法,是分析化学中最古老的方法之一。与其它方法比较,其操作程序较多,并需要一定技巧,但是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。故至今在国内外有关化验室仍占重要地位。

关键词：火试金法；开花；操作步骤；灰皿

1前沿

我们在试金分析过程中，灰吹起到很重要的作用，金银的主要损失及误差来源均产生于操作步骤中。根据我多年的检测经验，归纳为以下的方法，该方法的测定结果准确度提高，精密度也更好。

2 操作步骤

2.1灰吹的具体步骤为：

2.1.1 将干净无灰的灰皿在900℃—920℃内灼烧20分钟左右，除去灰皿中的有机物和气体物质。这些有机物不出去，会在灰吹过程中鼓泡而造成金银损失。2.1.2 将称量好的试样放入灰皿中，进行灰吹过程。由于银有很强的吸氧性，在灰吹结束阶段，温度下降，氧气会从试样中释放，这样就产生了开花现象。其原因是银在高温液态下,吸收空气中的氧,吸收量可达银体积的20倍,在合粒中,随金含量的增加,吸收量逐渐减少,大约在银金比为2以下时,不再吸收,一般火试金法分析金锭成分,银金比为2.5～2.7,在液态时仍有一定的吸氧能力。液态银吸收的氧,在凝固时又重新释放。火试金法中灰吹后,合粒释放氧一般有三种形式:一是集中于一处突然喷出,形成溅散;一种是集中一点较缓慢地释放,携带液态金属形成小的芽状突起;还有一种是使合粒整体膨胀而在合粒表面形成裂纹。这些现象我们统称为“开花”。凡产生“开花”现象的合粒都会引起重量损失。以三种类型为最大,造成分析结果无效。

开花有三种类型：

2.1.2.1 喷溅：快速从一个地方释放。

2.1.2.2 拔刺：缓慢从一个地方释放。

2.1.2.3 表面裂纹：整体膨胀造成表面裂纹。

在高成色中，一般采用加铜来减少和消除开花的现象，其原理是Cu部分灰吹，20%的铜残留在金银合粒中，残留于合粒中的铜与合粒在液态时（此时铅已氧化完毕）吸收的氧相结合成为氧化物，由于氧少铜多，产生氧化亚铜。注意，加铜不要太多，当含铜量超过2%时，即可在灰吹后期形成冰铜而使灰吹无法继续进行。通常在1g纯金中加入40mg纯铜（各个国家加铜的比例是不一样的）。

2.2 金银主要损失原因

银在灰吹过程中损失可能主要是氧化和氧化铅包裹，由于损失随温度升高而增加，所以灰吹应该在尽可能低的温度下进行，以便把损失减少极小值。金银氧化进入灰皿中，这是金银主要损失原因，其量约占全部损失的90%，另一个原因是金银的蒸发。

2.3“羽毛壮”的形成

铅的氧化是放热反应，特别是当它在含有骨粉的灰皿中进行的时候，骨灰粉用做绝缘体，铅比炉子的其它部分明亮得多。某些蒸发的氧化铅可能以树枝形状晶体的形式冷凝在灰皿的铅上方，这些“羽毛壮”的出现标志着银量损失最小。

2.3.1 接近灰吹结束时，稍稍升高灰吹温度，这是当合金含银量变的丰富时，使合金保持熔融状态，以便除去剩余的氧化铅，当铅边面的氧化层变的很薄，这就导致了光干涉产生了一个“颜色的闪动”，而在灰皿中出现了旋转的小珠，由于铅除去后留下的液态金属是过冷的，当它凝固时潜热使温度升高，在这以后，银珠有一会儿变的很明亮。在“耀光”之后，把灰皿短时间停放在炉子中，然后取出，如获得大银珠，把灰皿移到炉子的前部，并放上一个热灰皿，目的是当银在下部凝固时，其表面保持融化状态，这是为了避免膨胀，膨胀是由溶液中的气体受迫逃脱而引起的。

2.3.2 灰吹接近尾声时，需要保温2分钟，这是为了除掉多余的Pb。

2.4铅的配比

在实验过程中，应该针对不同的金银含量进行Pb的配比，Pb的用量应该根据杂质的总量来添加，因为对于高成色，灰吹时间越长，金银损失越严重，从而影响结果。灰吹结束后，应该等炉膛温度充分冷却后再打开炉门，不然在打开瞬

间就会出现上面所说的几种严重影响测量的开花。

实验证明，不同浓度的金银比，在相同灰吹条件下，会有不同的损失率。银含量越高，金银总量损失也越严重。

2.5铂族元素对和质金的影响

当合质金中含有铂族金属时，灰吹是不能将其除去的，铂族金属金属的存在，可能使灰吹后的合粒发暗，碾片后不光滑，严重时可能在碾片过程中出现毛边、分岔情况，这样对测量有严重影响。对于合质金中的Pd元素，通过分金可以将其与金分离，（分金溶液为红色，）不影响测量结果。而其它铂族金属则不易分离，而造成金偏高。我们通过卷金可以大致判断铂族金属的存在，如果卷金上有黑色的东西，表明有铂族金属存在，这时火试金方法测量结果将是错误的。

对于合质金中含有Pd元素的情况，我们自己有套方法，当然这种方法金银的损耗率偏大，但是为了满足和证明我们对客户负责，我们会请客户现场观摩，以便证明确实含有Pd元素。

三灰皿的种类

火试金法的分析灰皿有两种，一种有动物骨灰制成，一种有镁砂制成。我们一般用的是骨灰灰皿，但由于动物骨灰越来越少，因此，应用镁砂灰皿是种趋势。

3.1 结果与讨论

分别考察了骨灰灰皿很镁砂灰皿对样品含金量的影响，见表1

表1

对表1的结果进行分析，表明样品含金量与理论含金量的结果偏差均小于0.1%符合国标要求，，采用镁砂灰皿其结果更接近于理论值。

四结论

4.1通过对火试金分析中灰吹的探讨，可以有效的纠正我们的操作步骤，减少结果的误差。

4.2通过对骨灰灰皿和镁砂灰皿的对比，镁砂灰皿对标准金的吸收较小，其测定结果略高于骨灰灰皿，但两者的分析结果与理论含金量的偏差均在国家标准范围内。

4.3当合质金中含有Pd元素，通过分金可以将其与金分离，（分金溶液为红色，）不影响测量结果。