火试金-重量法测定锡精矿的金、银含量

陈 健，王国栋，宋蒙蒙

（江苏北矿金属循环利用科技有限公司，江苏 徐州 221002）

中国锡矿资源储量居于世界首位，同时锡产量也是首屈一指。锡精矿是冶炼锡的重要中间原料，除主要含有锡元素之外，还含有金、银及铅、铜、锌、铋等金属元素[1]，可进行综合回收利用。目前，我国还没有系统成熟的检测方法测定锡精矿中金、银含量，致使贸易时常存有争议。因此，准确测定锡精矿中金、银含量意义重大。火试金法作为成熟的金、银分析方法，被很多研究认可[2-4]。本研究采用火试金-重量法测定锡精矿中金、银含量，其不仅速度快，而且稳定性好，准确度高。

1 试验部分

1.1 试剂及规格

氧化铅（分析纯），无水碳酸钠（工业纯），二氧化硅（工业纯），硼砂（工业纯），硝酸钾（分析纯），淀粉，覆盖剂（无水碳酸钠与硼砂质量比为2 ∶1，混匀），纯银（银含量≥99.99%），乙酸（分析纯），高纯二级水，硝酸（优级纯），盐酸（分析纯），王水（盐酸与硝酸体积比为3 ∶1）。

1.2 仪器及参数

黏土坩埚（容积约350 mL），箱式电阻炉（可用于熔炼或者灰吹，最高温度可达1 300 ℃），灰皿，瓷坩埚，XP2U 百万分之一天平（瑞士梅特勒公司），电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-AES，美国安捷伦科技公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 熔炼

在（105±5）℃的烘箱中烘烤锡精矿试样2 h，在黏土坩埚中加入120 g 氧化铅、30 g 无水碳酸钠、15 g 二氧化硅、10 g 硼砂，准确称量锡精矿样品10.00 g（±0.01 g），加入适量硝酸钾，搅拌均匀，表面添加厚度约5 mm 的覆盖剂，同时进行空白试验。将黏土坩埚放入试金炉中，在60 min 内升温至1 150 ℃，将熔融物倒入铁模中，冷却后铅扣与熔渣分离，保留熔渣至黏土坩埚中，将铅扣砸成立方体。

1.3.2 灰吹

在950 ℃试金炉中预热灰皿30 min，放入铅扣，关闭炉门，等到完全熔化，褪去黑膜，调节炉温至850 ℃，打开炉门降到设定温度，关闭炉门进行灰吹。如果灰皿内壁有少量羽毛状晶体，说明灰吹温度正好，当合粒出现闪光后，将灰皿夹出，夹取合粒，保留灰皿。将保留的熔渣与灰皿碾碎进行二次试金试验，同时做空白对照试验，将两次得到的合粒转移至同一瓷坩埚中。

1.3.3 分金及金的测定

将两次得到的合粒用乙酸（1+3）洗净，然后用XP2U 百万分之一天平称量合粒的质量。将瓷坩埚中的合粒砸成薄片，用硝酸（1+7）在约160 ℃电热板上分金，待反应结束后将分金液转移到100 mL 烧杯中待用，瓷坩埚加入硝酸（1+1）继续分金，20 min后洗金退火，冷却后用XP2U 百万分之一天平称量金的质量。

1.3.4 银的测定

目前的研究结果提示，结直肠癌的发生和发展过程伴随着新生神经的发生；而且新生神经作为肿瘤微环境中的一部分，与其他组分之间也存在着交互作用。肠神经系统本身的特殊性及其所处肠道复杂的内环境（肠道微生物群和黏膜免疫系统等）使得新生神经发生受多种因素调控，而它的参与使结直肠癌微环境变得更为复杂。然而，有关肿瘤组织中新生神经的发生机制以及神经系统对肿瘤发生与发展的作用机制，目前尚不明确，有待深入研究，这将是未来肿瘤研究的一个热点[42-43]。对肿瘤新生神经进行清晰、全面的认识将会为制定结直肠癌防治策略提供一条新的思路，从而对肿瘤的诊断、治疗及预后评估都具有重要意义。

将5 mL 盐酸加入100 mL 烧杯中，加热至沉淀与溶液明显分层后取下，放置稍冷到室温，把含有氯化银沉淀的溶液转移到25 mL 比色管中，加水到刻度，摇匀，静置澄清。用ICP-AES 测定溶液的杂质含量。合粒质量减去杂质与金的质量即为银的质量。

1.4 工作曲线的绘制

分别移取锡、铅、铜、锌、铋、金、铂、钯元素的混合标准溶液0 mL、1 mL、2 mL、5 mL 和10 mL，将其置于一组100 mL的容量瓶中，并加入10 mL盐酸，用高纯水定容至刻度，摇匀，静置待用，用ICP-AES进行测定。设定仪器的最佳工作条件（见表1），各元素的测定波长如表2 所示。

表1 仪器工作条件

表2 各元素的分析谱线

根据各元素的最佳测定波长，测定各个元素的发射强度，再用测量所得发射强度减去标准溶液中样品空白的发射强度，以锡、铅、铜、锌、铋、金、铂、钯的浓度为横坐标，以发射强度为纵坐标，绘制工作曲线。

1.5 试验结果的计算

设试样的质量为M0,分金液中杂质质量为M1,分金液中金的质量为M2，质量单位均为μg。

式中：ρ1为杂质中铅的质量浓度，μg/mL；ρ2为杂质中锡的质量浓度，μg/mL；ρ3为杂质中铜的质量浓度，μg/mL；ρ4为杂质中锌的质量浓度，μg/mL；ρ5为杂质中铋的质量浓度，μg/mL；ρ6为杂质中铂的质量浓度，μg/mL；ρ7为杂质中钯的质量浓度，μg/mL；ρ8为杂质中金的质量浓度，μg/mL；V为分金液定容体积，mL。

根据式（1）和式（2）所得分金液的杂质质量和金质量，按照式（3）和式（4）计算样品中金、银的含量[5]。其中，金含量用ωAu表示，银含量用ωAg表示，结果单位均为g/t。

式中：M3为金的称重质量，μg；M4为空白试样的金质量，μg；M5为合粒的称重质量，μg；M6为空白试样的银质量，μg。

2 结果与讨论

2.1 杂质元素对金银测定结果的影响

由表3、表4 可知，锡精矿含有50%～60%的锡，在铅试金的条件下，试样中的锡很难被还原成金属，然而锡比较容易溶于铅，因此大部分锡会进入铅扣中。但是在灰吹时，铅扣中的锡较快氧化成SnO2，不会进入合粒[7]。因此，锡元素对金银含量的测定不存在干扰。灰吹过程中仅有少量铅和铋元素残留在合粒中，二者都可准确测定质量，不会影响金银含量的测定。

表3 样品的主要元素含量

表4 锡精矿分金液中各种杂质元素的质量

2.2 硅酸度对金银测定结果的影响

火试金是根据硅酸度来确定熔渣渣型的，硅酸度等于1 时，它是中性渣，硅酸度大于1 时，它是酸性渣，硅酸度小于1 时，它是碱性渣。硅酸度对金银测定结果的影响试验数据如表5 所示。由5 表可知，硅酸度为0.50 ～1.25 时，其对金银测定结果影响不大。当硅酸度等于0.75 时，熔渣流动性最好。

表5 硅酸度对金银测定结果的影响试验

2.3 灰吹温度对金银测定结果的影响

灰吹温度直接影响试验结果，灰吹温度过高，银测定结果会偏低；灰吹温度过低，铅扣会被冻住。灰吹温度对金银测定结果的影响试验数据如表6 所示。由表6 可知，灰吹温度低于845 ℃时，铅扣被冻住，无法得到合粒；当灰吹温度等于850 ℃时，灰皿内壁有少量羽毛状结晶，银测定结果接近实际结果；当温度为855 ～870 ℃时，随着温度升高，银测定结果逐渐偏低。因此，最佳灰吹温度为850 ℃。

表6 灰吹温度对金银测定结果的影响试验

2.4 精密度试验

按照前文所述试验方法测定3 组锡精矿，每组进行8 次平行试验，汇总金银测定结果，并且计算相对标准偏差（RSD），如表7 所示。由表7 可知，银测定结果的RSD小于3%，金测定结果的RSD小于5%，精密度高。

表7 精密度试验结果汇总

2.5 加标回收率试验

称取一定量的样品，并在其中加入与样品量大致相同的金标准溶液和银标准溶液，再按照前文所述分析步骤进行测定，计算金、银的加标回收率，如表8 所示。金的加标回收率为98.1%～101.2%，银的加标回收率为99.3%～102.6%。

表8 金银加标回收率试验

3 结论

研究表明，火试金-重量法可用于测定锡精矿中金、银含量，金的RSD小于5%，加标回收率为98.1%～101.2%；银的RSD小于3%，加标回收率为99.3%～102.6%。此方法快速并且稳定，精密度高，适用于生产分析。