劉旭坤, 朱宗波, 李 春, 卞小冬, 王明雙
(山東黃金冶煉有限公司, 山東 萊州 261441)
黃金行業(yè)選礦過(guò)程中產(chǎn)生中間產(chǎn)物——金泥[1],需要測(cè)定其中的金、銀含量[2-3],由于不同工藝產(chǎn)生的金泥產(chǎn)物中的各種雜質(zhì)元素復(fù)雜多變,測(cè)定方法還沒(méi)有形成固定的國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
目前常規(guī)的檢測(cè)方法一般采用二次造渣法(火試金重量法)和直接灰吹法測(cè)定金泥中金、銀的含量[4-7]。二次造渣法利用二次造渣測(cè)定金泥中金、銀含量[8-9],方法分析流程長(zhǎng)、檢測(cè)成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大,并且在長(zhǎng)時(shí)間的操作中容易造成貴金屬的損失,影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性;直接灰吹法利用鉛對(duì)貴金屬的富集作用,經(jīng)過(guò)一次灰吹測(cè)定金泥中金、銀含量[10-11],方法操作簡(jiǎn)單、勞動(dòng)強(qiáng)度小,但是一次灰吹后灰皿中殘余的貴金屬?zèng)]能得到很好地再次回收,容易造成測(cè)定結(jié)果偏低。
本研究采取了上述兩種方法的有利之處,對(duì)金泥中的金、銀分析采取了一次灰吹、一次造渣相結(jié)合的方法,將兩種方法結(jié)合到一起,既減輕了分析過(guò)程中的勞動(dòng)強(qiáng)度、縮短了分析時(shí)間,又提高了分析結(jié)果的準(zhǔn)確度,彌補(bǔ)了上述兩種方法的不足之處。本研究方法在金泥中金、銀測(cè)定的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中得到了極好的效果。
將試樣用鉛箔包裹,在高溫下熔鉛與空氣中的氧接觸變成氧化鉛。由于表面張力不同,氧化鉛能被灰皿表面潤(rùn)濕而吸收;熔鉛的內(nèi)聚力大,不被灰皿吸收;金、銀不被氧化,呈合粒狀留在灰皿之中。試樣中的雜質(zhì)在灰吹過(guò)程中被氧化,也被吸收到灰皿中而除去。將吸收有金屬的灰皿破碎成粉末,放入配好料的坩堝中進(jìn)行造渣,捕集殘余的貴金屬;兩次操作得到的兩個(gè)金銀合粒,根據(jù)金泥預(yù)測(cè)的金、銀比,補(bǔ)加一定量的銀,使金、銀比達(dá)到1:3,用鉛皮包裹,在灰皿中進(jìn)行灰吹,然后再將金銀合粒用硝酸分金,計(jì)算金銀含量。
箱式高溫爐:最高溫度1 350 ℃。
精密天平:可讀性0.001 mg。
天平:可讀性0.000 1 g。
鉛箔:用純鉛(質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于99.99% ),0.2 mm薄片。
純銀粉:質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.99%。
灰皿:鎂砂灰皿,口徑40 mm,內(nèi)徑30 mm,高30 mm,深度17 mm。
坩堝:黏土坩堝,上口徑95 mm,底徑55 mm,高130 mm。
瓷坩堝,上口徑43 mm,底徑25 mm,高43 mm。
碳酸鈉:分析純。
硼砂:分析純。
玻璃粉:粒度100目。
面粉:可溶性淀粉,分析純。
硝酸:分析純(1+7),(1+1)。
乙酸:分析純(1+3)。
1.3.1 品位預(yù)測(cè)
分別稱取約200 mg金泥樣品兩份,分別編號(hào)1、2,重量分別為m、n;1號(hào)樣品直接用10 g鉛箔包裹,2號(hào)樣品加入一定量的高純銀粉后用10 g鉛箔包裹;將灰皿放入950 ℃箱式高溫爐內(nèi)預(yù)熱30 min,將上述兩份樣品放入灰皿中,熔融,灰吹,得到金銀合粒1、2;將1號(hào)合粒用冰醋酸煮沸清洗,烘干,稱重得合粒重m1;將2號(hào)合粒碾片,分金,得金含量m2;根據(jù)m1、m2計(jì)算出金泥中金、銀的預(yù)測(cè)品位;金、銀預(yù)測(cè)品位計(jì)算公式見(jiàn)式(1)、式(2)。
(1)
(2)
1.3.2 稱樣
根據(jù)金泥中金的預(yù)測(cè)品位,稱取金泥樣品的重量m3,使樣品中金含量約200 mg左右,用20 g鉛箔包裹。
1.3.3 灰吹
將樣品放入在950 ℃箱式高溫爐內(nèi)預(yù)熱30 min的灰皿中熔融、灰吹,得到金銀合粒,編號(hào)3。
1.3.4 造渣
將灰吹后的灰皿用研磨機(jī)粉碎,將灰皿粉末全部轉(zhuǎn)移到已配好料的火試金坩堝中,進(jìn)行火試金操作;得到金銀小合粒,編號(hào)4。
1.3.5 合粒稱重
將金、銀合粒3、4用冰醋酸煮沸清洗,烘干,稱重得m4。
1.3.6 灰吹、分金
根據(jù)金泥預(yù)測(cè)金、銀品位,加入一定量的高純銀粉,使金、銀比例為1∶3,用10 g鉛皮包裹,放入在950 ℃箱式高溫爐內(nèi)預(yù)熱30 min的灰皿中熔融、灰吹,得到金銀合粒,編號(hào)5;將5號(hào)合粒錘片、碾片、卷成小卷,分別在(1+7)硝酸溶液和(1+1)硝酸溶液中分金,各30 min,得金卷,置于瓷坩堝中,編號(hào)6;用蒸餾水清洗金卷3次,將瓷坩堝置于電熱板上烘干,在750 ℃的箱式高溫爐內(nèi)退火2~3 min,取出冷卻,稱重得金卷重量m5。
1.3.7 計(jì)算金、銀含量
根據(jù)m3、m4、m5,分別計(jì)算出金泥中金、銀的準(zhǔn)確含量。金泥中金、銀含量計(jì)算公式見(jiàn)式(3)、式(4)。
(3)
(4)
本公司生產(chǎn)的金泥中金、銀成分見(jiàn)表1(二次造渣法(火試金重量方法)測(cè)得的結(jié)果)。
表1 金泥的成分 %
以含金量200 mg為標(biāo)準(zhǔn),準(zhǔn)確稱取公司金泥樣品496.90 mg,6份,分別用5 g、10 g、15 g、20 g、25 g、30 g鉛箔包裹,于950 ℃下進(jìn)行灰吹,計(jì)算金、銀回收率,結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 第一次灰吹過(guò)程中鉛箔用量對(duì)金泥中金、銀回收率影響
從表2中可以看出,在鉛箔用量為20 g時(shí),金、銀的回收率最高,達(dá)到了99.23%,故一次灰吹時(shí)選用20 g的鉛箔用量。
對(duì)氰化金泥樣品分別按照含金量100 mg、200 mg、300 mg、400 mg為標(biāo)準(zhǔn),準(zhǔn)確稱取試樣四份,包裹鉛箔20 g于950 ℃下進(jìn)行灰吹,計(jì)算金、銀回收率,測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 稱樣重量對(duì)金泥中金、銀回收率影響
從實(shí)際情況來(lái)看:當(dāng)含金量為100 mg時(shí),由于樣品稱樣量過(guò)少,導(dǎo)致在灰吹過(guò)程中銀的損失大,致使回收率達(dá)不到99%;當(dāng)稱樣量為300 mg、400 mg時(shí),由于樣品稱樣量過(guò)多,樣品中的雜質(zhì)含量增大,在包裹20 g鉛箔的情況下,致使雜質(zhì)灰吹不干凈,鉛扣上附著雜質(zhì),直接影響了灰吹的金、銀回收率無(wú)法計(jì)算;如果增加鉛箔用量,灰皿內(nèi)容量不足以承載,會(huì)導(dǎo)致鉛箔熔融后溢出。綜上所述,選擇含金為200 mg作為樣品的稱樣標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)氰化金泥樣品按照含金量200 mg為標(biāo)準(zhǔn),準(zhǔn)確稱取5份,包裹鉛箔20 g,分別在930 ℃、940 ℃、950 ℃、960 ℃、970 ℃進(jìn)行灰吹操作,計(jì)算在不同的灰吹溫度下金、銀的回收率,結(jié)果見(jiàn)表4。
從表4可以看出:在950 ℃時(shí),金、銀的回收率最高;當(dāng)溫度小于950 ℃時(shí),金、銀回收率隨著溫度升高而增大,但是灰吹速度較慢;當(dāng)溫度大于950 ℃時(shí),由于鉛箔熔化、及氧化速度過(guò)快,造成了樣品中銀損失較大,并且不容易將雜質(zhì)灰吹干凈。綜上所述,故選擇灰吹溫度為950 ℃。
表4 灰吹溫度對(duì)金泥中金、銀回收率影響
準(zhǔn)確稱取含金200 mg的金泥樣品一份,按照上文1.3操作步驟進(jìn)行操作,計(jì)算樣品中金、銀含量,并與表1中目前金泥中金、銀分析所常用的二次造渣地方法所測(cè)定的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,研究金、銀回收率,具體結(jié)果見(jiàn)表5。
表5 一次灰吹、一次造渣法與二次造渣方法間回收率比對(duì)
從表5可以看出,本方法能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)公司金泥樣品的分析化驗(yàn)工作,并且可以減少二次造渣過(guò)程中的金、銀回收率上的損失,提高金、銀回收率,保證了分析方法的準(zhǔn)確性。
分別采用上述兩種方法平行測(cè)定金泥樣品9次,測(cè)定金、銀的平均值并計(jì)算方法的精密度(RSD相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差)。一次灰吹、一次造渣方法精密度結(jié)果見(jiàn)表6,二次造渣法(火試金重量法)精密度結(jié)果見(jiàn)表7。
表6 金泥樣品金、銀含量測(cè)定值的精密度
由表6、表7可以看出,兩種方法的精密度等級(jí)相同,故一次灰吹、一次造渣法代替二次造渣法(火試金重量法)可行。
表7 金泥樣品金、銀含量測(cè)定值的精密度
本方法采用一次灰吹、一次造渣的方式改變了原來(lái)工作程序繁冗的二次造渣的分析方法,對(duì)公司金泥樣品的分析化驗(yàn)工作進(jìn)行了研究,通過(guò)兩種方法結(jié)果之間的比對(duì),以及本方法的精密度試驗(yàn),得出以下結(jié)論。
1)本方法中一次灰吹的參數(shù)條件:稱樣重量含金為200 mg,鉛箔用量為20 g,灰吹溫度為950 ℃。
2)相對(duì)于二次造渣法,本方法在分析過(guò)程中的金、銀的回收率分別高0.03%、0.06%,精密度與二次造渣法同等級(jí),且大大簡(jiǎn)化了操作流程,降低了檢測(cè)成本,值得推廣。