火法试金.docx

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火法试金

火法试金

火法试金不仅是古老的富集金银的手段.而且是金银分析的重要手段。

国内外的地质、矿山、金银冶炼厂都将它作为最可靠的分析方法广泛应用于生产。

一些国家已将该方法定为标准方法，我国在金精矿、俐精矿及首饰金、合质金中金的侧定上，也定为国家标准方法川。

随着科学技术的发展.分析金银的新技术越来越多.分析仪器也愈来愈先进，火试金法与其他方法比较.其操作程序较长并播要一定技巧.有许多分析工作者企图使用其他分析方法来代特火试金法。

然而，火试金法是不可替代的，对于高含皿金原料或纯金中金成分的侧定.其精确度和准确度为其他直接测定法所不及，在有关金银含且的仲裁分析中，火试金分析可以给出令争议各方信服的结果。

这是由于火试金法有许多其他分析手段所不具备的独特的优点:

（1）取样代表性好。

金、银常以小于g/t盆级不均匀地存在于样品中.火试金法取样f大，一般取20-40g.甚至可取多至100g或100g以上的样品。

因此，样品代表性好，可把取样误差减小到最低限度.

（2）适应性广。

几乎能适应所有的样品，从矿石、金梢矿到合质金，火试金法都能准确地进行金银的测定.包括那些目前用湿法分析还解决不了的辉锑矿在内。

对于纯金主成分的分析，火试金的分析同样可以获得满惫的结果，除了极个别的样品外，火试法几乎能适应所有的矿种。

（3）富集效率高。

达万倍以上.能将少A金银从含有大I基体元索的几十克样品中定It地富集到试金扣中，即使富集傲克f的金银，损失也很小，一般仅百分之几。

由于合位（或富集涟）的成分简单，有利于以后用各种侧试手段进行侧定。

（4）分析结果可命、准确度高。

南非兰德公司对纯金（大于99.9%）的常规分析，同一个样品的74次分析结果.标准偏差（S）0.0058%。

国内同类产品10次分析结果的S也在0.005%左右。

多年来，国内外一些学者企图用新的湿法化学分析或仪器分析去完全取代火试金法.但至今未能成功。

Werbicki等比较了溶液中Au的三种分析方法:

AAS,ICP-AES和试金法，给出了18个实验室分析的每一种方法的标准偏差S.结果是ICP-AES和AAS法从本一致，但都比试金法稍差。

wall指出火试金法适用于金t小于I5g-Ig的样品，且准确度和精密度优于其他仪器分析。

火试金分析实际上是以柑锅或者灰皿为容器的一种试金方法，种类策多，操作程序不一，有铅试金、秘试金、锡试金、锑试金、硫化镶试金、硫化钢试金、钥铁镍试金、铜试金、铁试金等。

但各种新试金方法的熔炼原理和试金过程中的反应仍与铅试金法有许多相同之处。

在所有的火试金法中.应用得最为普遍最为重要的是铅试金法，其优点是所得的铅扣可以进行灰吹。

铅试金法与灰吹技术相结合，可以使几十克样品中的贵金属富集在数毫克直的合校中。

铅试金法.Au的捕集率大于99%.对低至。

.2-0.3g/t的A。

仍有很高的回收率.铅试金对常It及徽蛋贵金属的分析准确度都很高。

以下以铅试金法为例简述火试金的原理。

铅火试金法主要分为3个阶段:

（1）熔炼。

它借助固体试剂与岩石、矿石或冶炼产品混合，在柑涡中加热熔融，用铅在熔触状态下捕集金银及贵金属，形成铅合金（一般称作铅扣.也称之为贵铅），由于铅合金的密度大，下沉到柑锅的底部。

与此同时，样品中股金属的氧化物和脉石与二暇化硅、翻砂、碳酸钠等熔剂发生化合反应.生成硅酸盐或确酸盐等熔渣.因其比盆小而浮在上面.俗此使金银从样品中分离出来。

因此，在火法试金过程中同时起了分解样品和富集贵金属的两个作用。

（2）灰吹。

把得到的铅合金放在灰皿中在适当的沮度下用进行灰吹除铅，灰吹时铅氧化成氧化铅而渗透于多孔的灰皿中.从而除去了铅扣中的铅及少最的残金属.金银及贵金属不被权化而保留在灰皿之中形成金银合校。

（3）分金。

以硝酸溶解金银合较，使银溶解.而金仍然保持固态，将获得的金较经淬火后称t.可计算出金的含，，根据金银合位质f与金质盆之差即可求出银的含It.

火试金法完成金银及贵金属的分离与富集后，除上述侧定金、银的贡量法外，用王水将金银合位溶解后.可用多种化学分析方法侧定金、银及其他贵金属。

本文关键词：

银浆回收

火试金的理论依据可概括为五个方面:

第一正确使用化学试剂使熔融点降低，保证能在试金电炉达到的沮度下得到流动性良好的矿物质。

第二，高沮熔化的金属铅对金银及贵金属有极大的捕收能力，可将熔融状态下攀礴出来的金银完全熔解在铅中。

第三，金属铅与熔液比重不同，熔融中铅下沉到底部形成铅扣.矿演澡浮其上，实现了铅扣与熔泣的良好分离。

第四，一定沮度下铅易教化.同时氧化铅能被细密多孔的灰皿所吸收，金银不能饭化形成合校保留灰皿之中。

第五.借金银在硝酸中溶解性的不同，进行金银分离，银形成硝酸银进人溶液，金经称重可以计算出金的品位。

试金熔炼用的增涡一般称为试金柑涡.材质为耐火钻土。

对试金柑坍的一般要求是具有足够的难熔度，即在高沮加热时增涡不变软或塌倒;在加热时仍能保持足够的压强，在钳取或叉出的时候不会破裂;能抵抗熔融体的化学作用.不致受到包括强酸、强碱或含有大盘氧化铅在内的各种熔融体的腐蚀.使姗塌穿漏。

灰皿是灰吹铅扣（或秘扣）时吸收板化铅（或氧化铸）用的多孔性耐火器皿。

常用的灰皿有三种:

水泥灰皿、骨灰一水泥灰皿和镁砂灰皿。

（1）水泥灰皿。

用400,500号的硅酸盐水泥，加8%一12%的水.混匀.在灰皿机上压制。

硅酸盐水泥的成分是含（VC）60%一70%,A12伪4%一7%,SiQ19%一24%,乓岛2%-6%。

水泥是价廉的普通材料。

水泥灰皿坚硬，不易开裂，但是灰吹时贵金属损失比后两种大一些。

（2）骨灰灰皿和骨灰一水泥灰皿。

骨灰是用牛羊骨头灼烧、磨细、再灼烧得到的，其中有机物必须全部除去。

它的成分为磷酸钙90%、级化钙5.65%、氧化镁1%、报化钙3.1%。

骨灰的细度要小于0.147mm,其中0.088mm的应占50%以上。

用纯骨灰制的灰皿较松.可用于粗金、合质金的灰吹。

试金分析一般使用骨灰和水泥的混合灰皿.骨灰和水泥按不同比例混匀，加8%-12%的水，在灰皿机上压制。

不同的人做试脸的结果不同.有的认为3:

7好.也有认为是4:

6或5:

5好。

骨灰一水泥灰皿比纯骨灰灰皿硬些，但比水泥灰皿松软。

用骨灰一水泥灰皿来灰吹.金、银的损失要比水泥灰皿小些。

骨灰的制备较麻烦，要经过灼烧、磨细好几道工序才能制成。

（3）镁砂灰皿。

将锻烧镁砂磨细.要求有63%以上通过0.074mm筛，预较为0.2一0.1mm的不超过20%,磨细后的镁砂要在几天内压完，否则放T久后又要结块。

取85份磨细的镁砂和15份500号水泥.混匀，加8%-12%水压制成皿。

用铁砂做成的灰皿灰吹时贵金属的损失比前两种小。

铁砂的主要成分是氧化镁，它是很好的耐火材料.能耐碱性熔剂的俊蚀。

铅扣灰吹时生成的氧化铅是极强的碱性熔剂。

在高沮时氧化铅与二氧化硅的亲和力很强.能侵人灰皿中的硅酸盐。

骨灰·水泥灰皿中含的硅酸盐较多，用这种灰皿灰吹后，皿表面会出现小坑，贵金属会因此而受到损失。

使用钱砂灰皿.灰吹后无此现象，表面很光滑。

金、银在三种灰皿中灰吹，20世纪70年代的重里法试验，证明使用镁砂灰皿损失最小，纯骨灰灰皿和骨灰一水泥（卜1）灰皿次之，水泥灰皿损失最大。

有人用Ag"i。

和Au19B同位家做了更直现的试验。

用Ag"w同位家和5mg非放射性银在骨灰和镁砂灰皿中灰吹（895'C）,侧盆灰皿中的Aguo.其结果见表5-1.银在骨灰灰皿中的损失比镁砂灰皿大25%.

火试金法要加人各种试荆，通过高沮熔融，把待测定的贵金属与样品中的基体成分分离。

加人的各种试荆所起的作用不尽相同[（3.41。

有的在高沮时经化学作用后能摘集样品中的贵金属.称作捕集剂;有的能将样品熔化，并与其中的基体成分化合而生成硅胶盐、翻酸盐等熔渣，称作熔荆或助熔剂、渣化剂。

按照试剂在熔炼过程中所起的作用来分类，试金用的试剂又分为七类:

熔荆、还原剂、氧化剂、脱硫剂、硫化荆、捕集荆和搜益剂。

有的试荆只有一种用途.如Siq仅作酸性熔剂用.但是另一些试剂兼有几种不同的用途，如PbO既是碱性熔荆.又是捕集剂和脱硫剂。

熔剂的作用.是将样品中难熔的A12伍,CaC，或硅酸盐等基体成分熔化并生成良好的熔演，从而将样品分解。

熔剂按照化学性质.分为酸性、碱性和中性三种。

二级化硅（Siq），即石英粉，是一种很强的酸性熔荆。

玻瑞粉（主要成分是工Na20"yCaO"zSiO2）是一种常用的酸性熔荆.可用来代替二权化硅粉。

玻瑞粉中除了含有酸性成分的si02外，还有CaO,Na2O等喊性成分，所以它的酸性较石英粉弱，一般2-3g玻璃粉相当于坛Siq。

通常是以平板玻瑞为原料.水洗干燥后在磨矿机中粉碎至0.246-0.175mm,

砚砂（Na2氏岛"10H20）是一种活泼而易熔的酸性熔剂，它在熔炼中在350℃时开始失去其中的结晶水.并迅速膨胀。

因此在配料中使用过，的翻砂容易引起熔炼时物料滋出，造成增锅内试样的撅失。

翻砂能和许多金属氧化物形成砚酸盐.它们的熔点要比相应的硅酸盐低。

例如CaS映的熔点是1540t,C92SiO4的熔点是2130t.而Ca0"残几的熔点只有1154r-.配料中加人翻砂后，可以有效地降低熔渣的熔点。

翻酸（H3303）是一种酸性熔剂.它可以代替翻砂。

翻酸加热后失去水分.生成造法能力很强的B203o

碳酸钠（Na2c03）是一种便宜的，常用的碱性熔剂，在熔融时易与碱金属硫化物作用形成硫酸盐.有时起到脱硫或级化作用，无水碳酸钠在（:

1.y?

℃开始熔化，当加热至950℃时，开始放出小t的二氧化碳而略微分解。

碳酸钾（K2W3）.其性质和碳酸钠相似，也是碱性熔剂。

它的价格比碳酸钠贵。

权化铅（PbO），又名黄丹粉.是一种很强的暇性熔荆，同时又是权化剂、脱硫剂和贵金属的捕集剂，所以在铅试金中用途很广。

氧化铅与二氧化硅有很强的亲和力.在较低的退度下与二级化硅化合，生成流动性很好的硅酸铅。

火试金法应用氧化铅的目的是捕收金银，加人的氧化铅定皿地被还原为铅。

氧化铅使用前必须检查金银含量.金含A应小于20xI0一‘%.银小于2x10"396，否则就不能使用。

四板化三铅（P6304），又名红丹粉.性质、用途和质It要求同暇化铅.其氧化力较氧化铅强得多。

氧化钙（CaO）是一种不常使用的碱性熔剂，价格低廉.能降低熔渣的比重，增加演的流动性.有些试金工作者主张在铬铁矿、钢镶矿试金时加人一定I的氧化钙。

奴化钙（CaF2）是一种不常用的中性熔剂，它能够埔加熔法的流动性，在某些铭铁矿和铜镍矿的配料中要加人氟化钙。

冰晶石（Na3AI凡）是一种很少应用的中性熔剂。

含板化铝离的试样试金时，加人冰晶石能降低造适的沮度。

还原剂的作用是将配料中加人的金属级化物还原成金属或合金.借此捕集贵金属。

另一个作用是将高价级化物还原成低价暇化物，有利于与二长化硅造渣。

在试金分析中常用的还原剂有碳水化合物，炭素类和金属铁。

碳水化合物有小麦粉、黑麦粉、玉米粉、蔗糖、淀粉等.其中最常用的是小麦粉。

炭素类还原剂中较常用的有木炭粉和焦炭粉。

金属铁既是还原剂，又是脱硫剂。

面粉（qH100s）是试金分析中常用的还原剂，它受热后失去水分，生成顺位细徽的无定形碳，能均匀地分布在增祸物料中，在低于500℃开始起还原反应.当600℃时其反应速度最快。

面粉的还原力理论值是15.3,即:

g面粉能还原15.3g铅，但实际上只能还原出10-12g铅。

加人氧化剂的目的是将试样中的硫化物部分地或全部地氧化成氧化物.使金肠氧化物进人熔济中.同时避免了硫化物形成镜（各种金属硫化物的互溶体）而使贵金属受到损失。

（1）硝酸钾（KNO3）又名硝石，是一种很强的氧化剂。

在高沮时分解释放出暇，将硫化物及砷化物等氧化成氧化物.控制硫化物对级化铅的还原能力，以便获得质盆合适的铅扣。

使用硝酸钾时.必须将试样先进行级化力试脸，然后再计算硝酸钾的需要l一般以每克硝酸钾能级化49金属铅来计算。

（2）硝酸钠（NaN伪）性质和硝敌钾相似.价格便宜，可代替硝酸钾。

（3）氧化铅（Pb0）与重金属的硫化物共热时，它很容易放出氧气.将硫化物权化成氧化物（贵金属和铅的硫化物除外）.氧化铅自身被还原成金属。

脱硫荆是一种对硫其有很强亲和力的物质，它可以把硫从其原来的化合物中夺取出来.并与硫结合。

（1）金属铁（铁钉）是还原剂和脱硫剂。

它能将许多金属氧化物、硫化物分解而还原成金属一般采用8号铁线截断成16.6cm长.视试验料含硫高低加人2-4根。

（2）碳酸钠（Na2CO3）其脱硫反应式如下:

MeS+Na2C03=MeO十Na2S+CO2

生成的MeO与SIO2化合生成硅酸盐渔。

Na2S溶于喊性演中。

含有硫化物的熔演不同程度上会溶解贵金属，致使熔炼过程中贵金属遭受损失。

在高沮时能使Cu,Ni等金属及其氧化物转变成为相应的硫化物的物质.称作硫化剂。

目前常用的有下列两种:

（1）硫成是很强的硫化剂.能与金属铜、镍、铁或CuO,NiO反应，生成CuS,Ni3S2和FeS,

（2）硫化铁（FeS）能与Cu,Ni的氧化物反应，生成Cu,Ni的硫化物。

在高沮时具有萃取贵金属能力的物质，称为捕集剂，它们一般是金属、合金或者是硫。

这些物质的密度大.最后沉降在试金柑飒的底部。

冷却后的形状像纽扣，称作扣或试金扣。

用铅作捕集剂时.称这种捕集了贵金属的金属铅为铅扣，用恢作捕集剂时称作镜扣。

（1）铅（密度11.34g/cm3.原子半径0.175run,熔点327.40）是最常用的，也是最有用的捕集剂之一。

它的密度大.易与演分离，浦集贵金属后的金属铅.能用简便的灰吹法使铅与贵金属分离.得到一籁组分简单的贵金属合拉，为下步侧定提供了方便的条件。

铅对Ag,Au,Pd,Pt,Rh,lr,Ru,Os的捕集效果良好，大部分在98%以上.个别的稍低一些。

（2）秘（密度9.75g/cm3,原子半径0.155run,熔点271.30）与贵金属在高a条件下能形成一系列的金属互化物或合金.能定t地捕集贵金属，效果较好，各种贵金属的捕集率分别为:

Au99%,Ag98%.Pt98%,Pd98%,Rh99%,lr98%,Ru97%e秘扣灰吹时.Os的损失严重。

秘及其化合物毒性很小.这一点比铅试金法优越。

（3）锡（密度7.3g/cm3,原子半径0.158nm，熔点231.90）能捕集8种贵金属。

锡与Au,Pt,Pd,Rh,Ir.Ru和Os形成金属互化物，如AuSn1,PtSn4,PdSn.,RhSn4.IrSnr,Ru2Sn7OsSn3等。

这些互化物随粉熔融的锡被富集在锡扣中。

（4）镶该（密度4.6一5.3g/crn3，熔点:

Ni3乓，如℃,FeS一1501，Cu2S1一20C，三者混合时的熔点800℃以下）镶镜也称镍冰铜。

其中起主要作用的成分是硫化镍.还包括来自样品中的（或加人的）铜铁等硫化物。

硫化镍捕集贵金属的能力比硫化锅强得多。

硫化镍或镶镜捕集贵金属（把除外）的效率在%%以上.在熔渣中的损失小于4%

（5）锑（密度6.68g/Crn3，原子半径。

.161run,熔点630.50）捕集Au,Pd,Pt,Rh,Ir,Ru.Os的性能良好.回收率达97%以上，在法中的损失小于3%,锑能灰吹.灰吹时Os不损失.这是它独特的优点.也是铅、秘试金所不及的。

锑在捕集贵金属的同时.也将Cu,Co,Ni,Bi,Pb等重金属捕集.灰吹时也不能将它们除去.所以锑试金法只能捕集成分简单的样品中的贵金属。

（6）铜铁镶合金（密度8-9g/cm3,原子半径:

Cu0一27nm,Ni0.125nm,Fe0.126run）一次能同时捕集Pd.Pt,Rh,It,Ru和0等6种铂族金属。

捕集效果很好，回收率在98%以上:

r稍差一些.约95%。

但下一步铂族金肠与大且Cu,Fe,Ni的分离困难。

操作过程冗长，而且钥铁镍试金储要1450℃的高沮一般试金炉难以达到。

（7）钢（密度8.89g/an3.原子半径0.127run,熔点10830）。

用铜作摘集荆，摘集Pd,Pt,Rh,Ir的回收率都在95%以上。

扭盖剂盖在柑祸中的物料上面起隔绝空气的作用，避免炉中的空气与物料之间产生不希望进行的反应。

同时也起到熔炼时阻止熔融物的飞溅、减小损失的作用。

常用彼盖荆有下列3种:

（1）翻砂。

它比柑涡中其他物料先熔化.最初熔化时.翻砂是很猫稠的，可以防止矿样粉末的损失。

确砂与熔融体结合后.会改变熔渣的酸度。

因此，在使用翻砂作扭盖剂时，应注意到这一点。

（2）食盐。

食盐是常用的、价廉的搜盖剂。

Pb,As,Sb以及Au,Ag的抓化物在高温时易挥发.在出炉时有大最有毒的PbCI:

白烟冒出，污染环境.这是人们不喜欢用它的一个原因。

（3）确砂一碳酸钠。

这种健盖荆性能同翻砂.只不过通过调节两者的比例.可以配成与柑塌中的物料相同的硅酸度.不致因板盖剂进人熔融体而改变涟的硅酸度。

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