有色金属科学与工程  2018, Vol. 9 Issue (3): 100-104
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王景凤. 火试金富集测定粗铅中金、银含量的改进试验研究[J]. 有色金属科学与工程, 2018, 9(3): 100-104. DOI: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2018.03.017.
WANG Jingfeng. Experimental research on the determination of Au and Ag content in crude lead by fire assay method[J]. Nonferrous Metals Science and Engineering, 2018, 9(3): 100-104.DOI: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2018.03.017.
火试金富集测定粗铅中金、银含量的改进试验研究[PDF全文]
王景凤1,2,3     
1. 西部矿业集团科技发展有限公司，西宁 810006;
2. 青海西部矿业工程技术研究有限公司，西宁 810006;
3. 青海省高原矿物加工工程与综合利用重点实验室，西宁 810006
基金项目：青海省企业研究转化与产业化专项资助(2016-GX-C9)
通信作者：王景凤(1980-)，女，工程师，主要从事有色金属行业分析方法的研究，E-mail:jingfeng3735@163.com
收稿日期：2018-01-03
摘要：通常粗铅中金、银含量的分析采用标准方法YS/T 248.6-2007，而该方法分析时要进行配料、熔融、二次试金、灰吹等关键试验环节，操作过程繁琐，一个样品的分析时间大约需要14 h，不但要进行高温作业，而且分析成本高，环境污染相对较大.响应国家节能、减排、降耗的号召，根据粗铅中铅含量在96 %以上的特性，对分析方法进行了改进试验研究，将粗铅试样直接在900 ℃下进行灰吹，突破了传统行业标准方法，体现了环保新理念，达到了节能、减排、降耗、省时的效果.经过验证，改进后的方法分析结果重现性好、准确度高，能够准确、快速指导生产.该方法适用于粗铅中金量为1~50 g/t，银量为50~5 000 g/t的测定.在样品中出现银量与金量的比例小于4时，在灰吹过程应补加纯银.
关键词：火试金    粗铅    金    银    改进    
Experimental research on the determination of Au and Ag content in crude lead by fire assay method
WANG Jingfeng1,2,3     
1. Technology Development of Western Mining Group Co. Ltd., Xining 810006, China;
2. Engineering and Technology Research of Qinghai Western Mining Co. Ltd., Xining 810006, China;
3. Qinghai Key Laboratory of Plateau Comprehensive Utilization and Mineral Processing Engineering, Xining 810006, China
Abstract: In general, the standard method YS/T 248.6-2007 is used to analyze the content of silver and gold in crude lead. This method includes some key processes such as compounding, melting, assaying two key links, and ash blowing test. As the operation is tedious, it will take about 14 hours to analyze a sample, during which we have to work in high temperature, and high costs of analysis and severe environmental pollution will be produced. In order to respond to the call for energy saving, emission and consumption reduction, and on the basis of the fact that the lead content in crude lead is more than 96 %, we reach the goal of saving energy, reducing emission and consumption and saving time by improving the experimental study in which the crude lead sample is directly cupellated at 900 ℃, breaking the standard method in traditional industry and reflecting the new concept of environmental protection. Experiments show that the improved method has a good repeatability and a high accuracy so that it could guide production accurately and quickly. The method is applicable to the determination of gold 1~50 g/t and silver 50~5 000 g/t. If the proportion of silver and gold in the sample is less than 4, then pure silver should be added during cupellation.
Key words: fire assay method    crude lead    gold    silver    improvement    

近10多年来，世界铅、锌精矿和铅、锌生产量的增量主要来自中国，中国已经成为名副其实的世界铅、锌加工国，并由此带来巨大的资源和环境压力[1].如何在保证产品质量和产量的前提下，从源头减少能耗和污染物的产生[2]，分析总结国外冶金工业源头节能减排的新方法、新技术并且进行无害化处置，必须引起我们的重视.文中通过方法的改进试验研究达到了节能、减排、降耗、省时的效果，减轻了环境压力，有很好的应用价值.

由于铅精矿原料中含杂的不同，其产出的粗铅纯度在96 %~99 %范围内，其中1 %~4 %为贵金属金、银、硒、锑等稀有金属及铜、镍、锡、铋、砷等杂质金属.粗铅中的贵金属价值有时要超过铅的价值.为有效富集和回收这些有价金属，粗铅必须进行有效的精炼处理[1].因此，在实际工作中能否快速、准确、有效地分析粗铅中贵金属的含量，这对于粗铅冶炼非常重要.

有关火试金法测定金银含量的报道[3-15]已有很多，常规粗铅中金量和银量的测定依据方法YS/T 248.6-2007[16]即火试金法，该方法具备很多优点：取样代表性好、适应性广、富集效率高、分析结果可靠且准确度高[17].但是粗铅中金银含量采用行业标准方法进行分析，分析时间长，消耗药剂多，在高温1 100 ℃电耗大，同时产生的废弃物污染环境，不容易处理，不能快速指导生产，结合粗铅样品的性质，改进了分析方法，将一定质量的试样在适宜的温度下直接进行灰吹得到金银合粒，准确度和精密度均能达到标准方法规定的要求[18]，能够有效减少环境污染，能够准确、快速指导生产，有很好的应用价值.

1 实验 1.1 主要仪器

AL104梅特勒电子天平(感量0.000 1 g)；箱式电阻炉(最高温度1 000 ℃)；镁砂灰皿；MSA6.6S-000-DM电子天平(感量0.001 mg)，瓷坩埚(30 mL)；定性滤纸(ϕ12.5 cm).

1.2 主要药剂

冰乙酸(体积分数为30 %)，硝酸(1+7)，硝酸(1+1).

1.3 样品预处理

将试样制备成屑状，过筛(450?滋m)，边长小于3 mm，筛上、筛下分别装袋，制样时防止杂质干扰和过热氧化.

1.4 分析步骤

按筛上、筛下比例，称取25.00 g(m)试样于一张定性滤纸中，包裹紧密，放入已在900 ℃预热好的镁砂灰皿中进行灰吹，待闪光后稍等片刻取出，冷却后将合粒移入瓷坩埚中.用冰乙酸(30 %)进行洗涤，所得合粒在感量为0.001 mg的电子天平上称重得m1.先用热硝酸(1+7)，再用热硝酸(1+1)进行分金，金粒于550 ℃马弗炉中淬火5 min，取出，冷却[19].将金粒于感量为0.001 mg的电子天平上称重得m2.金银合粒质量减去金粒质量即为银粒质量[20].

1.5 计算
(1)
(2)

式(1)、式(2)中:m为试样质量，g；m1为金银合粒质量，mg；m2为金粒质量，mg

2 结果与讨论 2.1 分析方法的选择

标准方法(YS/T 248.6-2007)的缺陷：分析过程需经过2次配料、1 100 ℃ 2次熔融等关键试验环节，分析时间长，劳动量大，分析成本高，环境污染相对较大，不能准确、快速指导生产.

改进后方法的优越性：将粗铅试样用滤纸包裹，直接在900 ℃下进行灰吹，突破了传统行业标准方法，体现了环保新理念，达到了节能、减排、降耗、省时的效果[21]，能够准确、快速指导生产.

2.2 样品质量的选择

为了能够实现铅对金银的有效富集，一般标准方法要求铅扣质量达到25~40 g比较适宜，结合粗铅中铅含量大于96 %的性质，选择控制样品(参考值Au：19.04 g/t；Ag: 5 109.24 g/t)的试样质量在20~45 g之间进行试验，根据方法改进后参考样品的分析结果与参考样品的参考值进行比对，确定适宜于该方法的样品质量，结果见表 1.

表 1 样品测定结果 Table 1 Determination results of samples
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由表 1实验结果表明：样品质量太大，一方面灰吹过程时间长，电耗加大，成本高；另一方面由于镁砂灰皿的容积有限，样品容易外溢，造成损失，使分析结果偏低；同时如果样品质量太大，镁砂灰皿不能完全有效地吸收铅及其中杂质元素，导致分析结果偏高.综合考虑，选择样品质量为25.00 g.

2.3 灰吹温度的选择

灰吹温度对于分析结果的准确度起着至关重要的作用，温度太高银容易挥发造成损失，使分析结果偏低；温度太低，样品不能熔融，灰吹不能正常进行；甚至即使在灰吹过程样品熔融，由于温度低，熔液容易冻结，使灰吹不能正常进行，即使解冻也需要升高温度，骤然升温容易使熔液外溢，造成银的损失，使分析结果偏低.根据青海西宁处于高海拔地区的地理特征，综合上述现象，选择900 ℃进行灰吹.

2.4 改进前后分析方法对比流程图

方法改进前(如图 1所示)，样品需要与一定质量的固体试剂均匀混合即配料，在高温1 100 ℃进行熔融，然后将熔渣和铅扣分离，得到熔渣和铅扣.将分离后的熔渣和坩埚进行破碎，重新与一定质量的固体试剂在高温1 100 ℃下熔融即二次试金.如果得到质量适宜的铅扣，则将该铅扣直接进行灰吹得到金银合粒，否则试验失败需要重新调整配料进行试验.

图 1 方法改进前操作流程 Fig. 1 The process diagram before the improvement

方法改进后(如图 2所示)，上述改进前的繁琐、耗时、劳动量大的操作步骤均省去，借助粗铅的样品特性，将样品直接进行灰吹，改进后的分析方法简单、快速、准确、有效.

图 2 方法改进后操作流程 Fig. 2 The process diagram after the improvement

2.5 讨论

如果按标准方法进行分析，二次试金环节需要将熔渣进行破碎、研磨、重新配料熔融，操作过程繁琐，劳动强度非常大，药剂消耗多，分析成本高，电耗非常大，工作时间长，增加了工作难度，而且产生的废弃物不容易处理，容易造成环境污染.方法改进后，将样品直接进行灰吹，利用粗铅的特性，在灰吹过程能够有效去除杂质元素的干扰，改进后的方法有很好的应用意义.

3 方法可靠性验证 3.1 对照试验

为了验证改进后方法的有效性，分别用不同品位的粗铅控制样品进行实验，将控制样品的测定结果与控制样品的参考值进行比对，结果见表 2.

表 2 样品比对结果/(g·t-1) Table 2 Comparison results of samples /(g·t-1)
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由表 2可知，通过对方法改进前后控制样品的分析结果进行对比，改进后的分析方法精密度和准确度均能满足标准方法规定的精密度要求范围.改进后的方法可以用于分析粗铅中金量和银量的测定.测定范围为：金量1~50 g/t；银量50~5 000 g/t.

3.2 加标回收试验

为了验证方法改进后的回收率，在控制样品中分别加入一定质量的纯银丝和纯金丝进行试验，分析结果见表 3.

表 3 加标回收试验结果 Table 3 The results of recovery tests
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根据表 3中加标回收实验结果可知，金的回收率在99.65 %~100.00 %之间，银的回收率在98.78 %~100.00 %之间，满足粗铅中金量和银量的分析要求.

可靠性验证结果表明：改进后的分析方法，准确度、精密度、回收率均能满足标准方法规定的要求，方法有效可行.

3.3 精密度实验

为了验证改进后方法的精密度，以控制样品(参考值Au:50.04 g/t；Ag:3 188.78 g/t)分别进行独立试验，试验结果见表 4.

表 4 精密度试验结果/(g·t-1) Table 4 The results of precision test /(g·t-1)
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将精密度试验结果与控制样品的参考值进行比对，误差在方法规定的精密度范围内，改进后的方法有效可行.

4 结论

1) 改进后的方法称取25.00 g样品于900 ℃试金炉中直接进行灰吹，体现了环保新理念，达到了节能、减排、降耗、省时的效果，能够准确、快速指导生产，有很好的应用意义，值得在同行业内推广.

2) 节约资源，不用行业方法所用的碳酸钠、二氧化硅、硼砂、氧化铅等化学试剂，降低了分析成本；节省能源，分析时间由原来的14 h缩短到6 h，大大降低了劳动强度，降低了电耗.

3) 改进后的分析方法能够有效地富集贵金属元素金和银，较好地分离其他干扰元素；分析结果的准确度和精密度符合行业标准方法的要求.

4) 改进后的分析方法，适用于粗铅中金量和银量的测定.测定范围：金量：1~50 g/t；与银量：50~5 000 g/t.

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