火试金富集重量减杂法测定银精矿中的银量.docx

《火试金富集重量减杂法测定银精矿中的银量.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

火试金富集重量减杂法测定银精矿中的银量银精矿是有色金属生产过程中产生的一种中间产品，其中银主要以硫化银的形式存在于矿样中，银的含量一般高于2500g/t。目前铜精矿、粗铜、铅精矿、锌精矿、铜阳极泥等样品中，银量的测定的主要有硫氰酸钾滴定法[1]、原子吸收光谱法、电位滴定法、火试金重量法等。银精矿中的银量较高，目前行业内主要采用火试金富集重量法测定银量[2]。由于火试金富集的过程中，微量的有色金属和稀贵金属元素会一同富集入金银合粒中，对火试金重量法测定银量有一定影响。因此需要对金银合粒进行分析，确定金银合粒中的杂质元素[3]。文章通过实验，对火试金富集的金银合粒进行分析，主要的杂质元素为铜、铋、铅；银精矿中银量的测定采用火试金法，需要对火试金熔渣和灰皿渣进行残渣补正，步骤比较繁琐，利用硫化银(Ag2S的含量≥99.99%)随同试样，做银量的回收实验，用硫化银中银量的回收率建立补正系数[4-5]，对试样中的银量进行补正，结果精密度好，纯银加标回收率高，满足银精矿中银量的测定。1实验部分1.1主要试剂碳酸钠，分析纯，粉状；氧化铅，分析纯，粉状；硼砂，分析纯；二氧化硅，分析纯；淀粉，分析纯；硫化银，AR级，粉状，Ag2S的质量分数≥99.99%；硝酸，优级纯；盐酸，优级纯；冰乙酸，分析纯；混合标准溶液：1mL溶液分别含100µg铜、200µg铋、200µg铅。1.2主要仪器设备天平：感量0.001g，梅特勒托利多；天平：感量0.01mg，梅特勒托利多；天平：感量0.0001mg，梅特勒托利多UMX2；电感耦合等离子体原子发射光谱仪；镁砂灰皿；火试金用电炉：温度可以到达1200℃；耐高温粘土坩埚：1200℃时不形变，容积300mL。1.3试验步骤称取10g(精确至0.001g)银精矿样品、40g碳酸钠、10g二氧化硅、7g硼砂、100g氧化铅、淀粉或硝酸钾(根据试样中硫及碳的含量来加入，使铅扣于35g至45g之间)放入耐高温粘土坩埚内，充分搅拌使试料均匀分布，覆盖约10mm厚的碳酸钠和硼砂混料(1份碳酸钠+1份硼砂)。随同做空白试验。称取定量的高纯硫化银(硫化银含银量与以上10g银精矿样品中的银量相当，银精矿样品中的银量由预实验所得)、40g碳酸钠、7g硼砂、10g二氧化硅、100g氧化铅、3.5g淀粉，放入耐高温粘土坩埚中，充分搅拌使试料均匀分布，覆盖约10mm厚的碳酸钠和硼砂混料(1份碳酸钠+1份硼砂)。 用坩埚叉将上述装有试剂的坩埚，按顺序放入900℃的火试金用电炉中，进行火试金熔样；调节温度控制开关，使火试金用电炉在30～35min内达到1100℃，持续保持1100℃10min，熔样过程结束；用坩埚叉将坩埚中的高温熔融物，缓慢倒入铸铁模内；熔融物冷却后，用工具使熔渣与铅扣分离，并将铅扣敲打成块状。将铅扣放入已在950℃预热30min的镁砂灰皿中，关闭炉门约2min，待铅扣完全溶解后，打开炉门，使炉温尽快降至900℃，微掩炉门，进行灰吹。灰吹结束后(金银合粒出现闪光时)，将灰皿移至灰皿盘中，待其冷却后，用夹子把金银合粒放入40mL瓷坩埚中。加入15mL乙酸(1+3)，微沸加热约5min，倾出乙酸溶液，用热的去离子水将金银合粒洗净。将合粒烤干，冷却至室温，用感量0.01mg的天平称量，得到试样中金银合粒的质量。将瓷坩埚内的金银合粒锤扁(厚度约0.2mm)，进行分金；加入10mL热硝酸(1+7)，放在低温电热板(温度约160℃)上，加热至反应完全，继续加热至溶液体积5mL左右；加入热硝酸(1+1)10mL，加热至溶液体积5mL左右，分金结束。将瓷坩埚取下，冷却至室温。利用玻璃棒引流，将瓷坩埚内的分金溶液倾倒入50mL烧杯中；用热水洗涤金粒和瓷坩埚壁四遍，洗液一同汇入上述50mL烧杯中。将装有金粒的瓷坩埚置于高温电炉上(温度约800℃)，烤5min后取下，冷却至室温，用感量0.0001mg天平称量，得到金银合粒中金的质量。将盛有分金溶液的烧杯，放在电热板上，加热浓缩至5mL左右；取下，冷却后，加入3mL盐酸(未稀释)，盖上表面皿，放在电热板上加热至微沸；取下冷却至室温，将溶液以及沉淀物，转移至25mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，混匀、静置澄清。在选定的最佳仪器工作条件下，于选定的各波长处，测定铅、铋、铜的发射强度，减去空白试验溶液中的强度，由计算机自动给出各测定元素的质量浓度，根据测定的各元素浓度可计算出分金液中杂质元素铅、铋、铜的总量。1.4绘制杂质元素铜、铋、铅的工作曲线移取0mL、1.00mL、3.00mL、6.00mL、8.00mL、10.00mL混合标准(铜、铋、铅)溶液，分别放入容量瓶(定容体积：100mL)中，用来配制所需浓度的标准溶液；分别加入10mL盐酸(未稀释)，用超纯水稀释，到容量瓶的刻度线为止，充分摇晃至溶液均匀。以上的6瓶标准溶液，在选定的铜、铋、铅的波长(表1)处，相同的条件下，测定铜、铋、铅的发射强度；减去标准溶液中“零”浓度溶液的强度，以铜、铋、铅的浓度为横坐标，铜、铋、铅的发射强度为纵坐标，绘制工作曲线。 表1杂质元素铅、铋、铜的选定波长1.5银精矿中银量的计算硫化银中的含银量式(1)银精矿中银量补正系数K的计算式(2)银精矿中银量(g/t)的测定式(3)式中：m0为银精矿试样的称样质量(g)；m1为银精矿试样火试金得到的金银合粒质量(mg)；m2为银精矿试样火试金得到的金银合粒中金的质量(mg)；m3为空白试验测得的金的质量(mg)；m4为空白试验测得的银的质量(mg)；m5为硫化银标准的加入质量(mg)；m6为硫化银标准一次火试金合粒的质量(mg)；Z为分金液中铜、铋、铅的总质量(mg)；M1为硫化银的摩尔质量247.80g/mol；M2为银的摩尔质量107.868g/mol；ω为硫化银标准的质量分数。2结果与讨论2.1配料比渣型的确定不同的硅酸度对火试金的分析有不同的影响，硅酸度大于1的是酸性渣，铅扣与熔渣分离时，熔渣呈现玻璃状，极易粉碎；硅酸度小于1.0的是碱性渣，对耐高温粘土坩埚有一定的腐蚀性。用试验样品来做实验，通过加入不同量的二氧化硅来配制不同渣型的试料，来分析硅酸度对结果的影响。实验数据如表2所示。从表2的数据可知，0.5到1.0的硅酸度对实验结果影响不大，因此选择硅酸度为1.0。表2不同二氧化硅加入量实验(试验样，n=5)2.2氧化铅用量的确定由于银精矿是有色金属工业生产过程中的中间产品，火试金过程中，一部分铅用来产生铅扣用来富集稀贵金属，另一部分用来去除试样中铜、铁、镍、铬等元素的影响。利用同一试验样品，通过加入不同重量的氧化铅，来进行试验。结果如表3所示。 表3不同氧化铅加入量试验(试验样，n=5)从表3可以发现，不同氧化铅的加入量，试验结果之间差别并不大，对试样中银量的测定结果没有影响。但是氧化铅的用量过多，造成资源的浪费，又带来操作上的困难，所以氧化铅的用量100g为宜。2.3火试金灰皿材质的选择目前火试金使用较多的灰皿有镁砂灰皿和骨粉水泥灰皿，下面用试验样品做对比实验，根据结果的精密度来判断灰皿的稳定性，结果如表4所示。表4灰皿材质选择试验(试验样)由上表可以看出镁砂灰皿的稳定性更好，更适合于银量的系数补正的采用。2.4灰吹温度的确定用不同的温度进行火试金灰吹步骤，其结果见表5。由表5可知，灰吹温度低，铅扣冻死导致试验失败，随着灰吹温度的升高，银结果有逐渐偏低的趋势。900℃羽状铅的出现，证明温度合适，故选择900℃作为灰吹温度为宜。表5灰吹温度选择试验(试验样)(n=5)2.5金银合粒中的杂质确认 火试金过程中，银精矿试样中的成分，与配料用的碳酸钠、二氧化硅、硼砂、等熔剂发生各种反应；生成硅酸盐、硼酸盐，等熔渣，铅在熔融状态下，可以捕集稀贵金属。同时微量的杂质金属元素进入铅扣中，灰吹后的金银合粒中将可能存在的杂质元素如表6所示，通过火试金富集，电感耦合等离子体发射光谱法，对6个银精矿样品中试验所得的金银合粒进行测定。通过对表6中的数据进行分析，这批银精矿样品火试金富集得到的合粒中，含有的主要杂质元素为铅、铋、铜。针对特殊的样品，比如含Pt、Pd、Te等稀贵元素较高时；杂质元素需重新确认。2.6银量系数补正与残渣补正的结果比对火试金测定银精矿中的银量时，需要进行残渣补正，将熔渣和灰皿渣粉碎在配料进行二次试金；若银的含量过高，还需进行三次试金[6]。根据银精矿中银主要以硫化银的形式存在，文章利用高纯硫化银试剂做随同试验，得到硫化银中银量的回收率K，将试样中一次试金的得到的银量除以K，得到试样中的银量，将6个样品采用系数补正和残渣补正的结果对比，数据如表7所示。由以上数据可以看到，结果互有高低，相差不大。由此可以证明，系数补正可以适用于银精矿中银量的测定。表6合粒中存在的杂质元素单位：μg表7系数补正和残渣补正试验结果比对(n=7)2.7银精矿试验样品精密度试验选取6个不同银含量的银精矿样品，每个样品做7次独立试验，随同带硫化银标准试剂的试验，采用硫化银中银量的一次火试金回收率，作为系数进行补正。计算出平均值、标准偏差、RSD等精密度数据，如表8所示。由表8的各项数据可以看出，实验数据精密度较好，RSD在0.34%～1.11%之间，在精度方面可以满足银精矿试样中银量的测定。 2.8加入纯银的回收率试验称取10g(精确至0.001g)3#样品，加入不同定量的纯银标准(ωAg≥99.99%)，按照文章中实验部分进行实验，得到总的银量。通过减去样品中的银量得到回收的银量，计算出加标银量的回收率，数据如表9所示。由表9数据可以看出，加纯银的回收率在99.10%～100.03%间，由以上数据可以确定，使用该方法，银精矿样品中的银量回收率较好。表8银精矿试验样品的精密度数据统计表9银精矿中银标准加标回收的试验3结语文章通过多次实验，优化了银精矿中银量测定的各种试验条件。6个银精矿实验样品，银量的测定采用重量减杂法，试样中的银量的补正方法使用系数补正，精密度实验数据RSD在0.34%～1.11%之间，纯银的加标回收在99.10%～100.03%之间，该方法的精密度和准确度都比较理想，可在银精矿中银量的测定中，作为一种检测的方法。