铅精矿中金、银的火试金法法测定步骤及作用

1熔融试验除硝酸钾外，其它配料熔融过程一样，通过试验计算出样品实际所需的氧化剂或还原剂的量，用来控制铅扣的大小。 2配料称取试样,20g试样于烧杯中，与30g碳酸钠、10g二氧化硅、10g硼砂、100g氧化铅及预先试好重量的硝酸钾或淀粉混匀。 3熔融将配好的料放入熔融坩埚中，于900℃的试金炉内熔融30min，继续升温至1100℃（约30min），保温10min左右，立刻取出坩埚，将熔融物倒入铁模中。冷却，取出“铅扣”并除去熔渣，确保铅扣在28g-35g之间。 4灰吹将“铅扣”放入已在900℃高温炉中预热20min的灰皿内进行灰吹。关闭炉门，在900℃保温，待“铅扣”全部熔化并发亮后，控制在860℃左右进行灰吹，约1小时灰吹完成，合粒出现“闪光”现象。立即将灰皿移至炉门口，放置片刻，取出灰皿冷至室温。用合粒钳从灰皿中取出合粒，刷去粘附在合粒底部的杂物，用干净的不锈钢小锤将合粒打扁，用百万分之一天平称量，此为Au和Ag的合量。 5分金合粒放入原瓷坩埚中，加入20ml煮沸的HNO3（1+7），在低温电热板上加热。锤扁的合粒立即与HNO3反应，合粒由银白色变为黑色，并放出氧化氮气体。反应停止后，用倾泻法将溶液倾出。再加约20ml沸热的HNO3（1+1），第二次分Au的操作和diyi次相同。倾出溶液后，用热水洗涤3次。倾出坩埚中的水，把坩埚放在低温电热板上加热使合粒干燥。再把坩埚移到700℃左右的高温炉中退火数分钟，这时Au粒便从黑色的无定形状变为赤黄色的纯Au。待坩埚冷至室温，用百万分之一天平称Au粒的质量。前后两质量之差即为Ag的质量。 6二次熔融将熔融后的熔渣和灰吹后的灰皿磨碎，与50g二氧化硅、50g硼砂、50g碳酸钠、50g氧化铅和3g淀粉，按照以上的熔融、灰吹、分金程序进行，分别对金银的损失进行补正。   各步骤作用 1熔融试验测试样品的还原力，用以计算样品所需加入的硝酸钾或淀粉的质量，达到控制铅扣大小在28g-35g之间。铅扣太小，富集不完全；太大容易富集杂质，而且会超过灰皿吸收容量，污染环境。 2配料：配料熔剂的作用，是将样品中难熔的Al2O3、CaO或硅酸盐等基体成分熔化并生成良好的熔渣，从而将样品分解。 碳酸钠：强碱性助熔剂。对硅酸盐及金属氧化物有熔解作用，同时也有脱硫作用。在熔融时易与碱金属硫化物作用形成硫酸盐，有时起到脱硫或氧化作用，无水碳酸钠在852℃开始熔化，当加热至950℃时，开始放出小量的二氧化碳而略微分解。Ｎａ2ＣO3 →△Ｎａ2O+ＣO2 生成的氧化钠与酸性物质化合而生成盐类，Ｎａ2O+SiO2→△Ｎａ2 SiO3。 硼砂：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量的硼砂容易引起熔炼时物料溢出，造成坩埚内试样的损失。硼砂能和许多金属氧化物形成硼酸盐，它们的熔点要比相应的硅酸盐低。例如CaSiO2 的熔点是1540℃，Ca2SiO4的熔点是2130℃，而CaO·Ｂ2O3 的熔点只有1154℃，配料中加入硼砂后，可以有效地降低熔渣的熔点。 氧化铅（PbO）：又名黄丹粉，是一种很强的碱性熔剂，同时又是氧化剂、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，在较低的温度下与二氧化硅化合，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，加入的氧化铅定量地被还原为铅。氧化铅使用前必须检查金银含量，金含量应小于20×10-6%，银小于2×10-5%。否则就不能使用。 二氧化硅（SiO2）：是一种很强的酸性熔剂。 硝酸钾：强氧化剂。熔点339℃，1克硝酸钾可氧化3.5~4g铅成氧化铅。加入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，使金属氧化物进入熔渣中，同时避免了硫化物形成锍（各种金属硫化物的互溶体）而使贵金属受到损失。硝酸钾（KNO3）  又名硝石，是一种很强的氧化剂。在高温时分解释放出氧，将硫化物及砷化物等氧化成氧化物，控制硫化物对氧化铅的还原能力，以便获得质量合适的铅扣。使用硝酸钾时，必须将试样先进行氧化力试验，然后再计算硝酸钾的需要量，一般以每克硝酸钾能氧化4g金属铅来计算。 淀粉：淀粉（Ｃ6Ｈ10O5）是试金分析中常用的还原剂，它受热后失去水分，生成颗粒细微的无定形碳，能均匀地分布在坩埚物料中，在低于500℃开始起还原反应，当600℃时其反应速度Z快。面粉的还原力理论值是15 .3，即1g面粉能还原15. 3g铅，但实际上只能还原出10～12g铅。 3熔融：在熔炼过程中所发生的反应可分为四类：还原反应、氧化反应、硫化反应和熔渣的生成。 （1）还原反应火试金法中，捕集剂是以金属氧化物和含碳物质的混合物形式加入的（锍试金法除外。熔炼时，温度升高，金属氧化物被碳还原，生成微粒的金属或合金。它们的颗粒很细，比表面很大，因而与贵金属接触的机会多，这种形态的捕集剂有利于捕集贵金属。 （2）氧化反应若样品中含有大量的硫化物，还原力过剩，会使过多的PbO被还原不但生成的铅扣过大，延长灰吹的时间，而且使具有排除杂质能力的PbO在熔体中相应减少，排除杂质的能力减弱，导致部分杂质进入铅扣中。铅扣中的杂质增多后，会造成灰吹时贵金属的损失或给灰吹带来困难。由于这些原因，在熔炼硫化矿时，常常要在配料中添加一定量的氧化剂，将一部分硫化物氧化除去，使获得质量合适的铅扣。常用的氧化剂是硝酸钾，有时也用硝酸钠。 （3）硫化反应在坩埚试金法的熔炼过程中，有时会发生硫化反应。当以锍作为捕集剂时，有意识地加入硫化剂和金属氧化物，促使硫化反应顺利进行，通过生成的锍来捕集贵金属；对于含Cu，Ni，Fe的硫化矿物的试样，在试金过程中，如配料不当，试样中的S和Cu，Ni，Fe会形成锍，这是不希望的硫化反应。因为融体中生成了一层锍介于扣与渣之间，它能捕集贵金属，导致贵金属的损失。某些金属容易和硫迅速反应，生成金属硫化物，有些金属难和硫起反应。这和金属对硫的亲和力有关。金属对硫的亲和力按下列次序递减：Mn＞Cu＞Ni＞Fe＞Sn＞Zn＞Sb＞Pb。 （4）熔渣的生成试金熔炼的成败，与熔渣的性质密切有关。可以说良好的试金扣是孕育在合理的熔渣之中。所以对熔渣的研究，应予以重视。 4灰吹：灰吹是铅试金中贵金属与铅分离的重要手段。在灰吹时，先将灰皿在800～900℃的高温炉中预热，除去灰皿中的有机物、水分、二氧化碳以及其它的挥发性物质后，再把铅扣放到红热的灰皿上。如果灰皿预热时间不够就放上铅扣，则灰皿中残留的气体逸出，冲破融铅液面，把小铅滴抛出，这个现象叫做“吐唾沫”（spitting）。铅扣熔化后，融铅的表面被空气氧化，形成一层氧化铅薄膜。熔融状的氧化铅与融铅的表面张力不同，氧化铅能被灰皿表面湿润而吸收在多孔性的灰皿中（毛细管作用），融铅的内聚力大，不被灰皿吸收。 熔融的氧化铅从融铅表面上滑下来渗入灰皿中，露出新的表面又被氧化，刚生成的熔融状的氧化铅又被灰皿吸收，如此不断反复，直到铅全部氧化成氧化铅被灰皿吸收为止。在此过程中，只有约1.5％的氧化铅呈蒸气挥发到空气中，98.5％左右的氧化铅被灰皿吸收。金银不被氧化。随着铅成氧化铅被灰皿吸收后，金银逐渐浓缩，待这一过程进行完毕，金银成圆球形的小珠（又称合粒）留在灰皿凹部ZY。铅扣中的杂质在灰吹过程中也被氧化，它们氧化的先后顺序，与各种金属氧化物的形成热和自由能的大小有关。 锌、锡、铁、镍、钴、砷、锑在铅氧化之前，按顺序先后氧化，其中锌Zxian氧化成氧化锌，锡次之……。铅氧化后，是铋，铜、碲氧化。这些杂质在灰吹时生成的氧化物，有的成气体逸出（如As2O3、Sb2O3），有的氧化物能溶解在氧化铅中（如氧化铜），随着氧化铅也被吸收到灰皿中而被除去。 5分金：分金是指金银合粒经硝酸将银溶解除去，金不溶而被分离出来，达到金银之间的相互分离。将合粒置于上过釉的25mL瓷坩埚中，在650～700℃退火几分钟，冷却后，加入20mL煮沸的硝酸（1+7），在蒸气浴（或低温电热板）上加热。锤扁的合粒应立即与硝酸反应，由银白色变为黑色，并放出氧化氮气体。 在加热时，坩埚中的硝酸溶液不应沸腾，如见黑色的合粒薄片在溶液中翻上沉下，即表示加热温度太高，有可能使金片分散。加热20～40min，反应停止后，用倾泻法将硝酸银溶液倾出。再加20mL沸热的硝酸（1+1），第二次分金的操作和diyi次相同。倾出硝酸溶液后，用热的蒸馏水洗涤三次，然后把瓷坩埚放在电热板上低温加热，使金粒干燥，再把坩埚移到高温电炉上将金粒退火，这时金粒便从黑色的无定形状态变为黄色的纯金。金粒冷却后称重，为金的重量。前后两个重量的差值就是银的重量。