陳 林

（云錫股份有限公司銅業(yè)分公司，云南 個(gè)舊 661000）

火試金法富集礦石及冶煉中間產(chǎn)品中金和銀是一個(gè)經(jīng)典的方法，其從比較大量的試樣中富集微量貴金屬的手段至目前為止仍具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)[1]，由于銅礦和銅中間產(chǎn)品的伴存元素較多，鉛捕集金銀的過(guò)程中，還有一些易被還原或者易溶解于鉛中的元素如銅、鉍、硒、碲、砷、銻、錫、鎳等也會(huì)進(jìn)入鉛扣中，這些元素將會(huì)給后續(xù)灰吹過(guò)程帶來(lái)困難，并且讓貴金屬的損失量增大。若鉛扣中的銅量達(dá)到7.5%時(shí)，灰吹工作不能完成，故含有單質(zhì)銅的高銅渣、粗銅試樣需進(jìn)行基體分離實(shí)驗(yàn)[2]，銅礦等樣品可通過(guò)調(diào)節(jié)試金配料組分，抑制雜質(zhì)元素進(jìn)入到鉛扣中[3-5]；灰吹過(guò)程中金和銀不被灰皿吸收而與鉛分離，再利用金不溶于硝酸的性質(zhì)使金與銀分離，最終用稱量法測(cè)定金、銀的含量。本方法適合于銅物料中（0.5～1 900） g/t金含量、（50～10 000） g/t銀含量的測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要設(shè)備及試劑

試金爐；灰吹爐；超微量天平，感量0.001 mg；氧化鉛：粉狀（含金≤0.05 g/t；含銀≤5 g/t）；碳酸鈉；硼砂；硝酸鉀；淀粉；二氧化硅；氯化鈉；硫酸汞；硫酸；硝酸；冰乙酸；純金：99.99%；純銀：99.99%。

1.3 試驗(yàn)方法

稱取試樣于800 mL燒杯中，加入50 mL水，80 mL硫酸，2%硫酸汞溶液15 mL，蓋上表皿，于高溫電爐上蒸至糊狀，加入400 mL水，1%氯化鈉溶液20 mL，加入少量濾紙漿，以水洗滌表皿和杯壁，稍冷用中速定量濾紙過(guò)濾，用溫水將沉淀物洗滌至無(wú)藍(lán)色為此，將擦拭濾紙及載有沉淀的濾紙置于粘土坩堝中（銅礦樣直接干法配料），與適量的干試劑（表1）混合于粘土坩堝中，加蓋氯化鈉，在試金爐中高溫熔煉，冶煉完畢把熔融物倒入鑄鐵模具中，冷卻后得到密度小并且是均質(zhì)的熔渣和已捕集貴金屬的鉛扣。取出鉛扣錘成立方體，稱量，放入預(yù)先在灰吹爐中預(yù)熱過(guò)的灰皿中，控制溫度進(jìn)行灰吹至得到金銀合粒，取出，冷卻，置于30 mL瓷坩堝中，加入熱冰乙酸于低溫電熱板上蒸洗并用熱水清洗，于瓷坩堝中烤干，以超微量天平稱量。然后將金銀合粒放入瓷坩堝中，用熱硝酸于低溫電熱板上溫?zé)岱纸?。得到的金粒用熱水清洗?shù)次，烤干后以超微量天平稱量。以合粒的含量減去金含量，即為銅物料中銀的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 試金配料熔融條件試驗(yàn)

配料前可根據(jù)待測(cè)物組分確定熔渣的硅酸度，然后計(jì)算各熔劑的需要量。同時(shí)根據(jù)試樣還原力試驗(yàn)結(jié)果（或理論計(jì)算試樣的還原力）調(diào)整氧化劑或還原劑加入量。通過(guò)優(yōu)選實(shí)驗(yàn)，推薦含銅物料的配料可按表1進(jìn)行。

表1 配料表Tab.1 Ingredient lists g

將配好料的粘土坩堝置于800℃的試金爐內(nèi)，在（40～50） min內(nèi)升溫至1 100℃，保持10 min，出爐。得到的鉛扣應(yīng)在40 g左右，鉛扣過(guò)小影響貴金屬的回收，鉛扣過(guò)大不利于下一道工序的操作。

2.2 灰吹及灰吹溫度的條件試驗(yàn)

2.2.1 灰吹的條件

先將灰皿在（800～900）℃的灰吹爐中預(yù)熱，除去灰皿中的有機(jī)物、水分、二氧化碳及其它揮發(fā)性物質(zhì)后，再把鉛扣放到紅熱的灰皿上。鉛扣熔化后，融鉛的內(nèi)聚力大，不被灰皿吸收，融鉛表面的氧化鉛從融珠上滑下來(lái)滲入灰皿中，露出新的表面又被氧化，生成的熔融狀氧化鉛滑落又被灰皿吸收，如此不斷反復(fù)，直到鉛全部氧化成氧化鉛被灰皿吸收為止。灰吹進(jìn)程中鉛扣帶入的雜質(zhì)也被氧化并隨氧化鉛脫落或者生成氣體逸出，正常條件下金銀合粒非常純凈。鉛扣以（0.8～1.0）g每分鐘的速度被氧化，一般約（40～60） min可結(jié)束。結(jié)束前可觀察到炫色和閃光，出現(xiàn)閃光現(xiàn)象表示灰吹作業(yè)完成。此過(guò)程中，大約98.5%的氧化鉛被灰皿吸收，約1.5%的氧化鉛呈蒸氣揮發(fā)到空氣中。

2.2.2 灰吹的溫度

溫度對(duì)灰吹的影響很大，溫度太低會(huì)產(chǎn)生凍結(jié)，太高又導(dǎo)致貴金屬在灰吹過(guò)程中損失增多。通常來(lái)講，貴金屬是難氧化的，但隨著溫度的升高，貴金屬的氧化程度也在增加。貴金屬氧化后，其氧化物會(huì)散落在灰皿表面或被吸收到灰皿中。關(guān)于灰吹溫度與貴金屬損失的關(guān)系，前人做了大量的實(shí)驗(yàn)工作，因?yàn)闂l件不盡相同，數(shù)據(jù)有些出入，但結(jié)論都是一致的，即隨著溫度的增高貴金屬的損失增大。表2是灰吹溫度與銀的蒸氣壓關(guān)系。

表2 灰吹溫度與銀的蒸氣壓關(guān)系Tab.2 Relationship between ash blowing temperature and silver's vapor pressure

從表2可以看出，銀的蒸氣壓隨著溫度的上升而顯著升高。綜合以上因素考慮，最佳灰吹溫度應(yīng)是融鉛表面的溫度略高于氧化鉛熔點(diǎn)（883℃）的溫度。但在實(shí)際操作中，灰吹開(kāi)始時(shí)，爐溫一般是850℃，原因是鉛扣氧化過(guò)程中釋放熱量（Pb+1/2O2=PbO+52.1 kCal），融鉛溫度較爐溫有明顯的提高，已能進(jìn)行作業(yè)，隨后根據(jù)鉛扣被氧化的進(jìn)程，選擇逐漸升高爐溫，灰吹結(jié)束前爐溫應(yīng)達(dá)900℃。爐溫超過(guò)900℃以后，金和銀的損失會(huì)加大，故爐溫的控制是關(guān)鍵要素。

2.3 金銀分離的條件試驗(yàn)

2.3.1 金銀合粒的清洗

將灰吹得到的金銀合粒刷凈，置于30 mL瓷坩堝中，加入20 mL冰乙酸，于低溫電爐上蒸煮，根據(jù)冰乙酸揮發(fā)剩余量分別取出合粒洗凈烘干稱量三次，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 冰乙酸余量Tab.3 Glacial acetic acid allowance

從表3可以看出，金銀合粒上鉛及鉛的化合物殘留極微，20 mL冰乙酸蒸煮合粒揮發(fā)剩余量15 mL時(shí)，已能完全溶解合粒上殘留的氧化鉛，本實(shí)驗(yàn)選取冰乙酸揮發(fā)剩余量為10 mL。

2.3.2 金銀的分離

將稱量后的金銀合粒置于小鋼砧上捶成薄片，放入瓷坩堝中，加入7 mL（1+7）熱硝酸，置于低溫電熱板上溫?zé)岱纸穑刂茰囟却_保溶液不沸騰，否則金粒易煮散，不利于后續(xù)操作），當(dāng)蒸至約2 mL時(shí)，再加入6 mL（1+1） 熱硝酸。蒸至約2 mL時(shí)，取下，冷卻，用熱水洗滌三次。將盛有金粒的瓷坩堝置于高溫電爐盤(pán)上烘干并灼燒5 min，取下，冷至室溫，稱量。

2.4 金銀的補(bǔ)正

將保留的灰皿和渣粉碎后，置于原粘土坩堝中，配料后按實(shí)驗(yàn)步驟操作，回收到的金和銀扣出試劑空白后計(jì)入總量加以補(bǔ)正。

3 分析步驟

3.1 樣品分析

稱取20.00 g樣品，銅礦、銅渣樣直接干法試金配料，按試驗(yàn)方法進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表8和表9。

3.2 精密度考察

選取具有代表性的兩個(gè)試樣，獨(dú)立測(cè)定每個(gè)試樣各11次，精密度見(jiàn)表4和表5。

表4 銀元素精密度考察Tab.4 Precision degree investigation of silver element

表5 金元素精密度考察Tab.5 Precision degree investigation of gold element

從表4和表5中數(shù)據(jù)看，樣品無(wú)離群值，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.57%～1.84%之間。

3.3 樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)

按試驗(yàn)方法，以硝酸銀的形式加入試金干配料，完成銀加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 銀加標(biāo)回收試驗(yàn)Tab.6 Adding standard recovery test of silver

從表6數(shù)據(jù)看，樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)的回收率在97.61%～98.45%之間。

按擬定分析步驟，加入金量以液標(biāo)形式滴于鉛泊上并烘干，將鉛泊包卷加入試金干配料，完成金加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 金加標(biāo)回收試驗(yàn)Tab.7 Adding standard recovery test of gold

從表7數(shù)據(jù)看，樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)的回收率在98.88%～99.38%之間。

3.4 分析結(jié)果對(duì)照試驗(yàn)

3.4.1 銀元素分析結(jié)果對(duì)照試驗(yàn)

按試驗(yàn)方法，用不同含量的銅物料樣品進(jìn)行分析，并與其它測(cè)定銀元素方法的分析結(jié)果對(duì)照，結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 銀元素方法結(jié)果對(duì)照Tab.8 Results comparison of silver element method g/t

3.4.2 金元素分析結(jié)果對(duì)照試驗(yàn)

按試驗(yàn)方法，用不同含量的銅物料樣品進(jìn)行分析，并與其它測(cè)定金元素方法的分析結(jié)果對(duì)照，結(jié)果見(jiàn)表9。

表9 金元素方法結(jié)果對(duì)照Tab.9 Results comparison of gold element method g/t

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)鉛試金富集稱量法測(cè)定含銅物料中金和銀的各項(xiàng)分析進(jìn)行深入研究，樣品中含有單質(zhì)銅則采用預(yù)先酸溶分離大量銅的方案，火試金稱量法取樣量大，代表性好，測(cè)定范圍廣，分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠，銅物料中金和銀量的經(jīng)貿(mào)結(jié)算大多以此方法分析結(jié)果為依據(jù)。