火試金留鉛灰吹法測定銀精礦中的銀

張晶晶 馬麗軍 郝明陽 張廣盛 李征鵬 邵國強

摘要：采用火試金法測定銀精礦中的銀時，由于銀在灰吹過程中損失，造成銀回收率在98.9 %左右。實驗在臨近灰吹終點時，留下少量的鉛珠，水冷法取出，硝酸溶解后利用硫氰酸鉀滴定。通過條件優化實驗獲得最佳灰吹溫度為880 ℃，留鉛量為2.0～3.0 g，且樣品中銀量越低，銀損失率越高。火試金留鉛灰吹法測定結果相對標準偏差小于1.50 %，銀回收率高于非留鉛灰吹法，為99.83 %。該方法減少了銀在灰吹中的損失，測定結果更加準確。

關鍵詞：火試金;留鉛灰吹;銀精礦;留鉛量;銀

中圖分類號：TD926.3文獻標志碼：A

文章編號：1001-1277（2020）06-0075-03?doi：10.11792/hj20200618

引?言

火試金法為經典的貴金屬分析方法，至今無法被其他方法替代[1-3]。其原理為用于灰吹的灰皿具有一定的孔隙，可在鉛扣高溫熔融時，將鉛扣中表面張力較小的組分吸收而去除，鉛單質也被氧化成表面張力較小的氧化鉛，進而被灰皿吸收，獲得較純的貴金屬[4-6]。

在火試金法測定銀精礦中的銀時，由于銀的化學性質不如金穩定，在灰吹中部分銀因氧化成表面張力較小的氧化銀而被灰皿吸收，使其回收率僅為98.9 %左右，造成準確度偏低。由于臨近灰吹終點時，銀在鉛扣中的含量較高，其損失速率也較快。因此，實驗采用火試金留鉛灰吹法測定銀精礦中的銀，即在灰吹終點前停止灰吹，防止銀的損失，之后鉛珠用硝酸溶解，滴定法測定銀。該方法大幅度減少了銀在灰吹中的損失，對火試金法準確測定銀精礦中的銀提供了理論指導和技術支持。

1?實驗部分

1.1?儀器及設備

熔融電爐：最高加熱溫度不低于1 200 ℃;灰吹電爐：最高加熱溫度不低于1 000 ℃;坩堝：材質為耐火黏土，容積約為300 mL，或保證放置試料深度不超過坩堝深度的3/4;天平：感量分別為0.01 g、0.001 mg;鎂砂灰皿;鑄鐵模。

1.2?試?劑

碳酸鈉、硼砂、氧化鉛（w（Au）<0.02 g/t，w（Ag）<0.5 g/t）、二氧化硅，均為粉狀、工業純;玻璃粉（粒度≤0.18 mm）;面粉;硝酸（ρ=1.42 g/mL）。

銀標準溶液：移取50.00 mL 0.5 g/mL銀標準貯存溶液于500 mL棕色容量瓶中，加入10 mL硝酸，用不含氯離子的水稀釋至刻度，混勻。該標準溶液中銀質量濃度為50 μg/mL。

硫氰酸鉀標準滴定溶液：準確稱取硫氰酸鉀45.5 g，置于250 mL燒杯中，加入適量蒸餾水溶解，轉移到5 L試劑瓶中，蒸餾水稀釋至刻度，充分搖勻，靜置3 d。使用時進行標定。

硫酸鐵銨指示劑：稱取5.0 g硫酸鐵銨，置于250 mL 燒杯中，加入適量蒸餾水，使其成為飽和溶液，然后滴加硝酸至褐色消失，用蒸餾水稀釋至50 mL，搖勻。

1.3?實驗步驟

1）配料。稱取15 g銀精礦（精確至0.01 g）于坩堝中，加入40 g Na2CO3、10 g硼砂、120 g 氧化鉛，根據其還原力加入適量硝酸鉀或面粉，最后加入適量玻璃粉，攪拌均勻后，加入覆蓋劑。

2）熔融。將坩堝置于爐溫為900 ℃的熔融電爐內，關閉爐門，25 min升溫至930 ℃，保溫15 min，再經35 min升溫至1 200 ℃后出爐。將熔融物全部倒入預熱的鑄鐵模中。冷卻后，將鉛扣與熔渣分離，保留鉛扣。

3）灰吹。將鉛扣放入已在1 000 ℃電爐中預熱20 min的鎂砂灰皿中，并控制爐溫在880 ℃，灰吹至鉛珠（留鉛量）2.0～3.0 g。灰皿中留鉛量通過觀察鉛珠大小來近似確定，并用水冷法將鉛珠取出，置于瓷盤中。

4）溶解。將鉛珠用鐵錘錘成片狀，置于250 mL錐形瓶中，加入硝酸10 mL，于電爐上低溫加熱溶解，直至氮氧化物黃煙消失。

5）滴定。溶液中滴加硫酸鐵銨指示劑1～2 mL，搖勻后，用硫氰酸鉀標準滴定溶液滴定，溶液呈淡紅色為滴定終點。

1.4?分析結果表達

樣品中銀量計算公式：

式中：w為銀精礦樣品中銀量（g/t）;T 為硫氰酸鉀標準滴定溶液的滴定度（g/mL）;V為硫氰酸鉀標準滴定溶液消耗的體積（mL）;m為取樣量（g）。

2?結果與討論

2.1?留鉛量

實驗稱取100 mg純銀若干份，均用鉛箔包裹成約30 g的鉛扣，用鐵錘錘成立方體，排除其中的空氣，于880 ℃下進行留鉛灰吹，考察不同留鉛量對銀回收率的影響，結果如表1所示。

從表1可以看出：隨著留鉛量的增加，銀回收率有所提高。由于鉛扣中的銀在即將灰吹結束時含量較高，更易氧化成氧化銀而被灰皿吸收，從而造成銀的大量損失，因此留鉛量越大，銀回收率越高。但是，留鉛量過大，增加了硝酸溶液的消耗量，且析出大量的硝酸鉛晶體，給操作帶來不便。綜合考慮，實驗選用留鉛量2.0～3.0 g為宜。

2.2?灰吹溫度

實驗將100 mg純銀用鉛箔包裹成約30 g的鉛扣，用鐵錘錘成立方體，排除其中的空氣，分別于850 ℃、860 ℃、880 ℃、890 ℃、900 ℃下進行灰吹，留鉛量為2.0 g，結果如表2所示。

從表2可以看出：灰吹溫度為880 ℃時，銀回收率最高，平均為99.88 %。灰吹溫度為900 ℃時，銀氧化損失較大，銀回收率偏低。灰吹溫度過低，則會引起鉛扣的凍結，阻止灰吹的進行。因此，最佳灰吹溫度為880 ℃。

2.3?銀?量

灰吹時鉛扣中銀量不同，銀回收率也不同。為探究銀量高低對銀回收率的影響，實驗分別稱取30 mg、50 mg、100 mg、150 mg、200 mg純銀（精確至0.001 mg），用鉛箔包裹成約30 g的鉛扣，用鐵錘錘成立方體，排除其中的空氣，于880 ℃下進行留鉛灰吹，結果如表3所示。

從表3可以看出：樣品中銀量越高，銀回收率越高。灰吹至近終點時，鉛珠近似于球體，比表面積較小。球體表面的銀優先與氧氣發生氧化反應，銀量越高，球體內的銀量越大，其氧化損失量要遠遠小于銀量小的鉛珠。因此，樣品中銀量越高，銀回收率越高。留鉛灰吹法的銀回收率高于非留鉛灰吹法，且在銀量較低時，銀回收率提高越明顯。

2.4?加入標準物質回收率實驗

實驗選用已定值的不同品位的銀精礦樣品進行加入標準物質回收率實驗，分別采用非留鉛灰吹法與留鉛灰吹法測定。留鉛灰吹法灰吹溫度880 ℃，留鉛量為2.0 g，結果如表4所示。

從表4可以看出：留鉛灰吹法銀回收率大部分較非留鉛灰吹法高，由98.99 %提高至99.83 %。這是由于金屬氧化物的表面張力通常小于其金屬單質的表面張力，故金屬氧化物在灰吹熔融時，更易進入灰皿孔隙中而被灰皿吸收。在灰吹過程中，少量的銀接觸空氣被氧化為氧化銀而被灰皿吸收，造成銀量的損失，且銀量越高，被氧化為氧化銀的幾率越大。在臨近灰吹終點時，銀的損失較高，選擇合適時間停止灰吹，留下少量的鉛珠，在不對銀的滴定造成影響的情況下減少了銀的損失，提高了銀回收率。

2.5?方法的精密度

選用2種不同銀精礦樣品進行方法的精密度實驗，每個樣品平行測定8次，結果如表5所示。

從表5可以看出：方法測定結果的相對標準偏差小于1.50 %，表明精密度良好。

3?結?論

1）火試金留鉛灰吹過程中，鉛扣中銀量越高，銀損失越小。留鉛灰吹法最佳灰吹溫度為880 ℃，留鉛量為2.0～3.0 g。

2）火試金留鉛灰吹法銀回收率比非留鉛灰吹法有明顯的提高，平均從98.99 %提高到99.83 %。

3）火試金留鉛灰吹法測定銀精礦中的銀，有效提高了銀回收率，但留鉛灰吹時留鉛量不易控制，后續還需開發留鉛灰吹專用工具等。

[參 考 文 獻]

[1]?陳培軍，蘆新根，陳丹丹，等.直接灰吹法測定冶金物料中的金和銀[J].黃金，2010，31（3）：56-58.

[2]?劉仁杰，顧麗.粗金粉中金和銀的聯合測定[J].冶金分析，2012，32（7）：49-51.

[3]?林海山，王芳.火試金重量法測定導電銀漿中銀量[J].冶金分析，2013，33（1）：73-76.

[4]?肖劉萍.沉淀分離-鉛試金富集-氯化鈉電位滴定法測定貴鉍中銀[J].冶金分析，2019，39（3）：74-78.

[5]?肖文康，張文崗.火試金法測定銅精礦金銀含量誤差來源分析[J].中國新技術新產品，2013（8）：159.

[6]?曾秒先.火試金法在貴金屬元素分析中的應用[J].黃金，2003，24（5）：48-50.