火试金反应原理及熔渣影响因素探究

火试金反应原理及熔渣影响因素探究

张天辉,李贵朋

阳谷祥光铜业有限公司    山东 聊城   252300

摘要：在首饰行业，测定999.5%。以下的金首饰及金制品中的金含量时，通常采用火试金法。本文主要对火试金反应原理及熔渣影响因素进行探究。

关键词：火试金；反应原理；熔渣

引言

火试金法是经典的贵金属分离富集方法，其原理是将样品和某些熔剂共熔，贵金属因富集在试金扣中而与样品基体分离，试金扣经灰吹后得到贵金属合金粒。

1贵金属火法分离富集过程

首先，要求试金配方能将物料中难熔的氧化铝、氧化钙等金属氧化物或硅酸盐等基体成分熔解并生成流动性良好的熔渣。另外就是要求试金扣的比重大，在流动性良好的熔渣中能顺利下沉到坩埚底部，从而与熔渣分离，实现贵金属的分离富集。因此，合理的火试金配方不仅决定了熔渣的性质、造渣能力及流动性的好坏，也决定了成扣形状、扣渣分离情况及贵金属的富集程度。火试金的熔渣不仅来源于试金过程中加入的碳酸钠、硼砂、二氧化硅等熔剂，物料的一些组成成分也会通过化合反应进入熔渣，因此，熔渣是一种复合熔融体，组成多种多样。在试金过程中熔渣必须具有良好的流动状态，以便于金属液体下沉、分离从而得到具有金属光泽的试金扣，同时，熔渣的成分及物理性质对试金过程有很大的影响。试金过程是否顺利，得到的试金扣是否合格，很大程度上取决于熔渣的性质。

2火试金反应熔渣影响研究

2.1含金焙砂浸出提金试验

黄金是中国战略金属之一。随着金矿资源的逐年开发，易处理金矿资源日益枯竭，复杂难处理金矿资源已成为中国黄金工业生产的主要原料来源。被硫铁矿包裹的金是难选金的典型代表，由于长期以来缺少针对性强的选冶提金技术，包裹金与浸金剂无法有效接触，即使细磨也不能获得理想的金浸出率。通常需要预处理才能有效提高金浸出率，预处理方法主要有焙烧氧化法、加压氧化法、生物氧化法等。焙烧氧化法是处理含金硫铁矿最常用的方法，通过对硫铁矿进行氧化焙烧，将硫铁矿包裹打开，让微细粒包裹金充分暴露，保证微细粒金与浸金剂充分接触，从而提高金浸出率。工艺矿物学研究结果显示，该焙砂中金主要以细粒、裸露/半裸露金形式存在，部分被铁矿物包裹。因此，通过细磨使包裹的金充分解离，然后采用浸出法提金。在浸出过程中，需要重点关注磨矿细度、矿浆pH、浸金剂用量、搅拌强度和矿浆浓度等工艺参数对金浸出指标的影响，并尽可能使用低毒浸出试剂，减少环境污染。待浸出完成后，用真空泵过滤，清水洗涤，固液分离，滤饼烘干，测定滤饼中金含量，计算金浸出率。

2.2样品中铂含量对火试金结果的影响

火试金法具有取样代表性好、方法适用性广、富集效果好等优点，是金银及贵金属化学分析的重要手段。同时，火试金法被GB11887指定为金合金首饰金含量分析的仲裁方法。若样品中含有不容于硝酸的成分，在多高含量的情况下可以大致认为对结果有较小的影响。验研究了灰吹法通过灰吹能除去的铂含量的限值，实验表明:加入铂的含量在25‰以内时，按照GB/T9288－2006方法，在取样范围200～300mg时，使用3～4g的铅皮对样品进行灰吹，灰吹后的样品中各金属元素与正常灰吹后的样品的金属元素含量无明显差异，结果在方法的重现性要求内。实验所得结论可用于火试金法在研究样品含有不溶于硝酸成分的参考。同时对含有铂的样品在结果火试金检测方面有一定的参考意义。

2.3高银硝酸分解液与沉钯后液中铂钯的测定

铂钯属于重要的贵金属，常被当作催化剂广泛应用于电力来源和各化工领域。我国钯资源极其匮乏，主要来源为进口和二次资源利用。对于冶炼企业而言，有效回收铂钯能够实现优化生产工艺、降本增效的经营目标，对企业发展有良好影响。常见对钯的测定方法有火法试金富集法，此法是富集贵金属的传统方法，但在火法富集冶炼过程中易产生重金属毒害气体，且富集效果稍有折扣，使得检测结果不够精确。此外还有仪器法，如分光光度法，火焰原子吸收光谱法，石墨炉原子吸收光谱法GF-AAS，电感耦合等离子体发射光谱法ICP-OES，电感耦合等离子体质谱法ICP-MS。其中分光光度法操作简便、快速，但测定结果较为粗略；另四种仪器法各都有自身的优缺点，火焰原子吸收光谱法单次只能测定一种元素，测定速度慢；石墨炉原子吸收光谱法检出限低，装备复杂且背景干扰高；ICP-MS法因检出限低，对仪器及操作条件、操作人员要求较高，运行成本也较高，推行度不高。ICP-OES集所有优点，利用原子发射特征谱线所提供的信息进行元素分析，具有灵敏度高、检出限低、线性范围广、可同时检验多种元素、快速准确，相对ICP-MS成本较低、操作简单，近年应用较广。

2.4分离富集技术在痕量贵金属分析中的应用

铅试金法是应用最早、最广泛的火试金方法，已形成多项国内国际检测标准。其主要以碳酸钠、黄丹粉、淀粉、二氧化硅、硼砂等组成熔剂，以氧化铅为捕集剂，将待测贵金属捕集至铅扣中达到分离富集的目的。铅试金法在分离富集含痕量金、铂、钯３种贵金属物料方面的应用较为成熟。但仍有研究者在提高富集效率和改善铅试金法工作环境方面做了很多工作。在铅试金法熔剂配料基础上，加入少量铜、铁、钴代替铅改善捕集效果，结果表明，3种捕集剂对贵金属矿标准物质AMIS0426中金及铂族元素的捕集回收率为835～1055，单独的铜、铁、钴或三者的两两组合捕集效果均没有三者共同作用的捕集效果好。该方法可以准确分析铂族元素并具有较高的成本效益。

2.5硝酸除杂-火试金重量法测定高杂铜阳极泥中的金量

取样量对测定结果的准确性和稳定性有很重要的影响，随着取样量增大，引入测定体系的杂质就会增多，硝酸处理样品的难度也会增大，造成杂质去除率低，对后续火试金重量法测金带来不利影响，如果取样量过小，代表性又很差，因此要根据样品的杂质含量选取适合的取样量，同时参考铜阳极泥化学分析方法第2部分：金量和银量的测定，确定取（0.5~2.0）g样品进行测定。分析发现：铜阳极泥中杂质元素种类多，含量高低不同。这些杂质元素经硝酸溶液处理后，每种杂质元素的去除率也有差异，杂质去除率在66%~91%之间，基本上可以将大部杂质元素去除，说明硝酸溶液起到很好的除杂效果。通过试验确定了消解最佳条件：硝酸溶液浓度为（1+1），消解温度为170℃，消解时间为15min，杂质综合去除率可达85%以上；金的加标回收率在97.8%~100.3%之间，金的相对标准偏差1.29%~2.35%之间，可见该方法精密度好、准确性高、抗干扰能力强、适用范围广，能满足铜阳极泥实际生产中金量测定分析要求，具有广阔的应用前景。

结语

近年来随着火试金技术的快速发展，新型火试金方法的不断涌现，熔渣的状态直接影响贵金属的捕集能力，因此，对不同火试金方法、不同物料试金配方的研究将是试金工作者关注的主要方向。

参考文献

［1］张磊，郭学益，田庆华，等．难处理金矿预处理方法研究进展及工业应用［J］．黄金，2021，42(6):60－68．

［2］蔡创开．某高硫难处理金精矿超细磨提金试验研究［J］．矿冶工程，2020，40(6):108－110．

［3］马红周，王丁丁，王耀宁，等．焙烧氰化尾渣中金的提取研究现状［J］．黄金，2021，42(2):68－71，75．

［4］刘淑杰，代淑娟，张作金，等．国内氰化法浸出金矿中金的研究进展［J］．贵金属，2019，40(2):88－94．

［5］马芳源，代淑娟，刘淑杰．中国难处理金矿石研究现状［J］．黄金，2017，38(1):64－67．