火试金留铅灰吹法测定银精矿中的银

2020-09-10张晶晶马丽军郝明阳张广盛李征鹏邵国强

黄金 2020年6期

张晶晶马丽军郝明阳张广盛李征鹏邵国强

摘要：采用火试金法測定银精矿中的银时，由于银在灰吹过程中损失，造成银回收率在98.9 %左右。实验在临近灰吹终点时，留下少量的铅珠，水冷法取出，硝酸溶解后利用硫氰酸钾滴定。通过条件优化实验获得最佳灰吹温度为880 ℃，留铅量为2.0～3.0 g，且样品中银量越低，银损失率越高。火试金留铅灰吹法测定结果相对标准偏差小于1.50 %，银回收率高于非留铅灰吹法，为99.83 %。该方法减少了银在灰吹中的损失，测定结果更加准确。

关键词：火试金;留铅灰吹;银精矿;留铅量;银

中图分类号：TD926.3文献标志码：A

文章编号：1001-1277（2020）06-0075-03 doi：10.11792/hj20200618

引言

火试金法为经典的贵金属分析方法，至今无法被其他方法替代[1-3]。其原理为用于灰吹的灰皿具有一定的孔隙，可在铅扣高温熔融时，将铅扣中表面张力较小的组分吸收而去除，铅单质也被氧化成表面张力较小的氧化铅，进而被灰皿吸收，获得较纯的贵金属[4-6]。

在火试金法测定银精矿中的银时，由于银的化学性质不如金稳定，在灰吹中部分银因氧化成表面张力较小的氧化银而被灰皿吸收，使其回收率仅为98.9 %左右，造成准确度偏低。由于临近灰吹终点时，银在铅扣中的含量较高，其损失速率也较快。因此，实验采用火试金留铅灰吹法测定银精矿中的银，即在灰吹终点前停止灰吹，防止银的损失，之后铅珠用硝酸溶解，滴定法测定银。该方法大幅度减少了银在灰吹中的损失，对火试金法准确测定银精矿中的银提供了理论指导和技术支持。

1 实验部分

1.1 仪器及设备

熔融电炉：最高加热温度不低于1 200 ℃;灰吹电炉：最高加热温度不低于1 000 ℃;坩埚：材质为耐火黏土，容积约为300 mL，或保证放置试料深度不超过坩埚深度的3/4;天平：感量分别为0.01 g、0.001 mg;镁砂灰皿;铸铁模。

1.2 试剂

碳酸钠、硼砂、氧化铅（w（Au）<0.02 g/t，w（Ag）<0.5 g/t）、二氧化硅，均为粉状、工业纯;玻璃粉（粒度≤0.18 mm）;面粉;硝酸（ρ=1.42 g/mL）。

银标准溶液：移取50.00 mL 0.5 g/mL银标准贮存溶液于500 mL棕色容量瓶中，加入10 mL硝酸，用不含氯离子的水稀释至刻度，混匀。该标准溶液中银质量浓度为50 μg/mL。

硫氰酸钾标准滴定溶液：准确称取硫氰酸钾45.5 g，置于250 mL烧杯中，加入适量蒸馏水溶解，转移到5 L试剂瓶中，蒸馏水稀释至刻度，充分摇匀，静置3 d。使用时进行标定。

硫酸铁铵指示剂：称取5.0 g硫酸铁铵，置于250 mL 烧杯中，加入适量蒸馏水，使其成为饱和溶液，然后滴加硝酸至褐色消失，用蒸馏水稀释至50 mL，摇匀。

1.3 实验步骤

1）配料。称取15 g银精矿（精确至0.01 g）于坩埚中，加入40 g Na2CO3、10 g硼砂、120 g 氧化铅，根据其还原力加入适量硝酸钾或面粉，最后加入适量玻璃粉，搅拌均匀后，加入覆盖剂。

2）熔融。将坩埚置于炉温为900 ℃的熔融电炉内，关闭炉门，25 min升温至930 ℃，保温15 min，再经35 min升温至1 200 ℃后出炉。将熔融物全部倒入预热的铸铁模中。冷却后，将铅扣与熔渣分离，保留铅扣。

3）灰吹。将铅扣放入已在1 000 ℃电炉中预热20 min的镁砂灰皿中，并控制炉温在880 ℃，灰吹至铅珠（留铅量）2.0～3.0 g。灰皿中留铅量通过观察铅珠大小来近似确定，并用水冷法将铅珠取出，置于瓷盘中。

4）溶解。将铅珠用铁锤锤成片状，置于250 mL锥形瓶中，加入硝酸10 mL，于电炉上低温加热溶解，直至氮氧化物黄烟消失。

5）滴定。溶液中滴加硫酸铁铵指示剂1～2 mL，摇匀后，用硫氰酸钾标准滴定溶液滴定，溶液呈淡红色为滴定终点。

1.4 分析结果表达

样品中银量计算公式：

式中：w为银精矿样品中银量（g/t）;T 为硫氰酸钾标准滴定溶液的滴定度（g/mL）;V为硫氰酸钾标准滴定溶液消耗的体积（mL）;m为取样量（g）。

2 结果与讨论

2.1 留铅量

实验称取100 mg纯银若干份，均用铅箔包裹成约30 g的铅扣，用铁锤锤成立方体，排除其中的空气，于880 ℃下进行留铅灰吹，考察不同留铅量对银回收率的影响，结果如表1所示。

从表1可以看出：随着留铅量的增加，银回收率有所提高。由于铅扣中的银在即将灰吹结束时含量较高，更易氧化成氧化银而被灰皿吸收，从而造成银的大量损失，因此留铅量越大，银回收率越高。但是，留铅量过大，增加了硝酸溶液的消耗量，且析出大量的硝酸铅晶体，给操作带来不便。综合考虑，实验选用留铅量2.0～3.0 g为宜。

2.2 灰吹温度

实验将100 mg纯银用铅箔包裹成约30 g的铅扣，用铁锤锤成立方体，排除其中的空气，分别于850 ℃、860 ℃、880 ℃、890 ℃、900 ℃下进行灰吹，留铅量为2.0 g，结果如表2所示。

从表2可以看出：灰吹温度为880 ℃时，银回收率最高，平均为99.88 %。灰吹温度为900 ℃时，银氧化损失较大，银回收率偏低。灰吹温度过低，则会引起铅扣的冻结，阻止灰吹的进行。因此，最佳灰吹温度为880 ℃。

2.3 银量

灰吹时铅扣中银量不同，银回收率也不同。为探究银量高低对银回收率的影响，实验分别称取30 mg、50 mg、100 mg、150 mg、200 mg纯银（精确至0.001 mg），用铅箔包裹成约30 g的铅扣，用铁锤锤成立方体，排除其中的空气，于880 ℃下进行留铅灰吹，结果如表3所示。

从表3可以看出：样品中银量越高，银回收率越高。灰吹至近终点时，铅珠近似于球体，比表面积较小。球体表面的银优先与氧气发生氧化反应，银量越高，球体内的银量越大，其氧化损失量要远远小于银量小的铅珠。因此，样品中银量越高，银回收率越高。留铅灰吹法的银回收率高于非留铅灰吹法，且在银量较低时，银回收率提高越明显。

2.4 加入标准物质回收率实验

实验选用已定值的不同品位的银精矿样品进行加入标准物质回收率实验，分别采用非留铅灰吹法与留铅灰吹法测定。留铅灰吹法灰吹温度880 ℃，留铅量为2.0 g，结果如表4所示。

从表4可以看出：留铅灰吹法银回收率大部分较非留铅灰吹法高，由98.99 %提高至99.83 %。这是由于金属氧化物的表面张力通常小于其金属单质的表面张力，故金属氧化物在灰吹熔融时，更易进入灰皿孔隙中而被灰皿吸收。在灰吹过程中，少量的银接触空气被氧化为氧化银而被灰皿吸收，造成银量的损失，且银量越高，被氧化为氧化银的几率越大。在临近灰吹终点时，银的损失较高，选择合适时间停止灰吹，留下少量的铅珠，在不对银的滴定造成影响的情况下减少了银的损失，提高了银回收率。

2.5 方法的精密度

选用2种不同银精矿样品进行方法的精密度实验，每个样品平行测定8次，结果如表5所示。

从表5可以看出：方法测定结果的相对标准偏差小于1.50 %，表明精密度良好。

3 結论

1）火试金留铅灰吹过程中，铅扣中银量越高，银损失越小。留铅灰吹法最佳灰吹温度为880 ℃，留铅量为2.0～3.0 g。

2）火试金留铅灰吹法银回收率比非留铅灰吹法有明显的提高，平均从98.99 %提高到99.83 %。

3）火试金留铅灰吹法测定银精矿中的银，有效提高了银回收率，但留铅灰吹时留铅量不易控制，后续还需开发留铅灰吹专用工具等。

[参考文献]

[1] 陈培军，芦新根，陈丹丹，等.直接灰吹法测定冶金物料中的金和银[J].黄金，2010，31（3）：56-58.

[2] 刘仁杰，顾丽.粗金粉中金和银的联合测定[J].冶金分析，2012，32（7）：49-51.

[3] 林海山，王芳.火试金重量法测定导电银浆中银量[J].冶金分析，2013，33（1）：73-76.

[4] 肖刘萍.沉淀分离-铅试金富集-氯化钠电位滴定法测定贵铋中银[J].冶金分析，2019，39（3）：74-78.