火试金（Cupellation）是一种传统的金属冶炼和分离技术，主要用于分离和提纯贵金属，尤其是黄金和银。这一古老的技术在历史上广泛用于从矿石中提取贵金属，如黄金和银，以及用于检测金属合金的纯度。
下面是火试金的一般介绍：
原理：
火试金的基本原理是将含有贵金属的合金或金属粉末加热到高温，并让贵金属在氧气的存在下氧化，然后被吸附到吸附体上，通常是一块多孔的骨灰滗器（BoneAshCupel）。一旦贵金属氧化并被吸附，废渣中将剩下非贵金属的氧化物和其他杂质。
工作流程：
1、需要将含有贵金属的合金或金属粉末放入一个特制的坩埚中，通常是由玻璃或陶瓷制成。
2、坩埚与含有贵金属的物质被置于一个高温炉中。温度通常在1100°C至1200°C之间，取决于要处理的金属。
3、在高温下，坩埚内的物质开始氧化，贵金属被氧化成气体并逐渐吸附到骨灰滗器上。
4、一段时间后，处理结束，坩埚中剩下的废渣包括非贵金属的氧化物和其他杂质。
5、骨灰滗器中的吸附贵金属被取出，通常通过酸浸或其他化学方法，然后进一步处理以提纯黄金或银。
应用：
-提取贵金属：火试金广泛用于从矿石、金属合金或废料中提取黄金、银和铂等贵金属。
-贵金属分析：它用于分析金属合金的成分和贵金属的纯度，这在珠宝业和贵金属交易中非常重要。

-质量控制：火试金还用于确保金属制品，如硬币、金条、银器等的质量和纯度。

需要注意的是，尽管火试金是一个传统的方法，但它不是一种环保的方式，因为在过程中产生的废气含有毒性和有害物质。因此，在现代金属冶炼中，通常使用更环保和高效的技术来提取和分离贵金属，但火试金仍然在某些特定领域和文化中保持其重要性。

火试金设备通常由以下关键组件组成，这些组件协同工作，用于执行火试金过程，即提取贵金属，尤其是黄金和银，以及测定其纯度。这些设备通常用于贵金属冶炼、分析和检测：

1、坩埚（Crucible）：坩埚是通常用陶瓷或陶瓷涂层的金属容器，用于容纳含有贵金属的合金或金属粉末。它必须能够承受高温。

2、骨灰灰皿（BoneAshCupel）：骨灰灰皿是一种多孔的过滤器，通常由骨灰和其他陶瓷材料制成。在火试金过程中，它被用作吸附贵金属的介质。

3、电炉：电炉用于提供高温，通常在1100°C至1300℃之间。这是用于引发金属氧化反应的关键部分。可细分熔样炉、灰吹炉、火试金熔样灰吹两用炉。

4、加热元件：电炉通常使用电阻丝或硅碳棒加热元件

5、温度控制系统：这个系统用于监测和控制炉内的温度，确保在适当的温度下进行火试金。

6、氧气或空气供应系统：氧气或空气供应系统用于引入氧气，以使贵金属氧化。这是分离贵金属的关键步骤。

7、炉顶和炉底：炉顶和炉底是炉体的关键部分，用于封闭炉腔并确保安全操作。

8、排烟系统：排烟系统用于排放火试金过程中产生的废气，这些废气可能含有有害物质。

10、辅助工具：用于辅助火试金工作的工具，通常是铲子、叉子、置物架车。

这些是标准火试金设备的主要组件。设备的确切设计和规模可能因用途、贵金属类型和生产环境而异。需要根据具体的应用来选择和配置适当的设备。

火试金法的主要步骤

①取样，样品包括矿物、精制产品、碎屑等，要求细心地采集具有代表性的样品。由于贵金属常以无规则的分散状态存在于矿物中，往往需要用大量的矿物，才能取出具有代表性的试样，最后还要将试样仔细地粉碎。

②熔样，往试样中加入适当的熔剂，例如粉碎的碳酸钠、硼砂、硅酸盐、一氧化铅等，然后加热，使试样和熔剂熔融。一氧化铅还原为金属铅，和贵金属一起沉入容器底部，变成一种金属小球，其中含有贵金属和大量的金属铅，还有其他金属杂质。反应产生的熔渣弃去。

③烤钵试金，将含贵金属和铅的金属小球放在利用骨灰（或素烧瓷）制成的烤钵中，然后将烤钵放在一种特制的能提供强氧化气氛的炉子里加热。这时金属小球中的铅和其他金属杂质都被氧化，生成的氧化铅和其他金属氧化物成为炉渣，或者浸渍到烤钵的孔隙中，只有金和银没有氧化，仍然保持金属状态，与铅和其他金属的氧化物分开。从炉子里取出烤钵，使它缓慢*，所得小球经洗净、烘干后，即可当作试样，也可以用锤击或辗压的方法将小球制成薄片状试样。

④称量，称出含有金和银的试样的重量，即可测得金和银的总重量。

⑤金银分离，用热的稀硝酸处理含金和银的试样，即可将银溶解。

⑥称量，将除去银以后只含金的试样洗净、烘干后再称量，即可测得金的重量。

试样中的另外一些贵金属，如铂系元素中的铂、钯、铑、铱、锇、钌，它们在火试金法中发生的变化为：铂、钯、铑会溶解在熔融的金属铅中，当试样放在烤钵中加热时，它们不会被氧化，而和金、银一起存在于金属小球中，在加入热的稀硝酸溶解银时，只有钯会溶解，铂和铑不溶解而留在金内，使金的重量增加。如果有铱存在，它将在烤钵内被氧化，形成一种黑色的沉积物，粘着在金属小球表面。在金属小球放在烤钵中加热时，锇和钌生成挥发性的氧化物（氧化锇的沸点为130℃；氧化钌的沸点为100℃）而损失掉。由于以上原因，如果要分析试样中的铂系元素，就不能使用火试金法，而要用其他的化学分析法。

任务金矿石中金含量的测定

——泡沫塑料富集原子吸收光度法

任务描述

金在矿石中的含量一般较低，大概以0.xx～x.xxg/t计，在检测时通常需要先采用富集的方法，火试金以铅试金为主，湿法富集有泡沫塑料富集和活性炭富集等方法；然后采用原子吸收分光光度法进行测定。通过本次任务的学习，明白泡沫塑料富集金实验条件，掌握泡沫塑料富集金的*作方法；能够正确填写数据记录表格，正确填报实验结果。

任务实施

一、仪器和试剂准备

（1）仪器：原子吸收分光光度计，金空心阴极灯。

（2）泡沫塑料：将100g聚氨酯软质泡沫塑料（厚度约5mm）浸于400mL三正辛胺乙醇（3%）溶液中，反复挤压使之浸泡均匀，然后在70～80℃温度下烘干，剪成0.2g左右小块备用（一周内无变化）。

（3）硫脲-*混合溶液：含5g/L硫脲的*（2%）溶液。

（4）金标准溶液：称取0.1000g纯金置于50mL烧杯中，加入10mL王水，在电热板上加热溶解完全后，加入5滴氯化钠（200g/L）溶液，于水浴上蒸干，加2mL*蒸发到干（重复3次），加入10mL*温热溶解后，用水定容至100mL，此贮备液含金1mg/mL。取该溶液配制含金至100μg/mL及10μg/mL的标准溶液［*（10%）介质］。

二、分析步骤

称取5～30g试样于瓷舟中，在550～650℃的高温炉中焙烧1～2h，中间搅拌2～3次，冷后移入300mL锥形瓶中，加入50mL王水（1＋1），在电热板上加热近沸约1h（如含锑、钨时，应加入1～2g酒石酸，含酸溶性硅酸盐应加入5～10g氟化钠，煮沸），用水稀释至100mL，加入约0.2g泡沫塑料（预先用水润湿），用胶塞塞紧瓶口，在往复式振荡机上振荡30～90min，取出泡沫塑料，用自来水充分洗涤，然后用滤纸吸干，放入预先加入25mL硫脲-*混合液的50mL比色管中，在沸水浴中加热15min，用玻璃棒将泡沫塑料挤压数次，取出泡沫塑料，将溶液定容到50mL，按仪器的工作条件，用原子吸收光谱法测定。随同试样做试剂空白试验。

工作曲线的绘制：吸取2.50mL、5.00mL、10.00mL、15.00mL、20.00mL含金10μg/mL的金标准溶液于50mL容量瓶中，25mL硫脲溶液（10g/L），以水定容；按试样相同条件，用原子吸收光谱法测定。

三、分析结果计算

样品中金的含量按下式计算：

矿物分析

式中：w（Au）为金的质量分数，μg/g；m1为从校准曲线上查得试样溶液中金的质量，μg；m0为从校准曲线上查得试样空白中金的质量，μg；m为称取试样的质量，g。

四、质量表格填写

任务完成后，填写附录一质量表格3、4、7。

任务分析

一、方法原理

试样用王水分解，在约10%（体积分数）王水介质中，金用负载三正辛胺的聚氨酯泡沫塑料来吸附，然后用5g/L硫脲-2%（体积分数）*溶液加热解脱被吸附的金，直接用火焰原子吸收光谱法测定。

二、方法优点

聚氨酯泡沫塑料分离富集金，萃取容量大、选择性好、回收率高（97%以上）。该法*作简单快速、稳定性好、易于掌握、成本低，适用于大批量生产样品的分析。

三、泡沫塑料分离富集方法简介

泡沫塑料（PF，简称泡塑）属软塑料，为甲苯二异氰酸盐和聚醚或聚酯通过酰胺键交联的共聚物。

泡沫塑料已经广泛应用于贵金属的分离和富集。其分离与富集的机理可能包括表面吸附、吸附、萃取、离子交换、阳离子螯合等。泡塑吸附金属的效能取决于泡塑及金属配离子的类型、性质和配离子在溶液中的形成环境、扩散速度以及吸附方式。泡塑由于含有聚醚氧结构，适宜接受一价和二价的配阴离子，它的吸附行为与阴离子交换树脂的类似，故其吸附具有选择性。Au、Tl等以离子形式存在时，几乎不被泡塑吸附，只有成［MeX4］-型配阴离子时才能被吸附。

泡塑主要用于金的吸附分离。不同厂家生产的泡沫塑料的质量、结构和性质有差异，对金的吸附容量也不相同，通常在50～60mg/g之间。泡塑吸附的方式分为动态吸附和静态吸附。静态吸附是将泡塑块投入含金溶液中振荡吸附金。动态吸附是将泡塑做成泡塑柱，金溶液流入柱中进行吸附。王水浓度在（4＋96）～（15＋85）范围内对吸附无明显影响，当王水浓度低于（2＋98）时略有偏低；当王水浓度大于（1＋4）时，泡塑发黑。溶液体积在50～200mL对吸附无影响，振荡时间30min可以基本吸附完全。用0.4g泡塑对20～100μg的金进行吸附，吸附率可达98%以上。

动态吸附率稍高于静态吸附。泡塑在王水（1＋9）介质中吸附金，吸附率可达99%以上，其吸附流速可在较大范围内变化，以小于10mL/min为宜。

将萃取剂或螯合剂负载在泡塑上制备得到的负载泡塑兼有萃取和泡塑吸附两种功能，因而对金具有更大的富集能力。负载泡塑的吸附性质取决于负载在泡塑上萃取剂的种类和性质。目前，在金的分析测定中应用最广泛的载体泡塑有：磷酸三丁酯（TBP）泡塑、三正辛胺泡塑、双硫腙泡塑、甲基异丁酮泡塑、二正辛基*泡塑、二苯硫脲泡塑、三苯基膦泡塑、酰胺泡塑以及将活性炭和泡沫塑料两种富集分离方法相结合而制备的充炭泡塑。其中，以二苯硫泡塑、三正辛胺泡塑、二正辛基*泡塑、双硫腙泡塑富集金的性能较好。

吸附完后，需要对金进行解吸，通常解吸有以下一些方法：

1.灰化灼烧法

将吸附金的泡沫塑料用滤纸包好，置于30mL瓷坩埚中灰化、灼烧。取出*后，加2滴氯化钾溶液（200g/L）、3mL王水，在水浴上蒸干。然后再加入10滴浓*，再次蒸干以除去硝酸。然后用光度法或原子吸收光谱法测定。

2.硫脲解吸法

当吸附金的泡沫塑料浸泡于硫脲热溶液中，此时硫脲将Au（Ⅲ）还原为Au（Ⅰ），并形成Au（Ⅰ）硫脲配合物，其反应式为：

R-AuCl4＋3SC（NH2）2＋H2O→Au2SC（NH2）2＋RCl＋2HCl＋OC（NH2）2

故金离子即能从泡沫塑料上被洗脱。硫脲解吸金的条件是：酸度以中性溶液或小于0.5mol/L*溶液为好。当*浓度大于0.5mol/L时，容易析出单体硫而使结果偏低，从反应式可以看出，*的存在显然对解吸是不利的。在常温下，硫脲解吸金的能力较低，4h不能使金解吸完全，而在沸水浴中保温20min即可使金解吸完全，回收率可达95%以上。保温时间在20～90min不影响结果。硫脲的浓度为10～50g/L，通常采用20～30g/L。该法*作简单快速，成本较低。适用于原子吸收光谱直接测定。

3.硝酸-氯酸钾（HNO3-KClO3）分解法

泡沫塑料能够被氧化性无机酸和氧化剂所分解。采用HNO3、H2SO4-KMnO4、HNO3-H2O2、HNO3-HClO4、HNO3-KClO3等分解泡沫塑料试验表明，其中以HNO3-KClO3分解效果最佳。在HNO3-KClO3的作用下，泡沫塑料很快变成棕黑色块状体，软化后而溶解，并析出huangse油脂状物质浮在溶液表面。加热则发生剧烈的反应而放出大量的NO2气体。对于0.2～0.3g泡沫塑料，硝酸用量在8mL以上，氯酸钾在0.05g以上，足使泡沫塑料分解完全，最后得到huangse清亮的溶液。

4.甲基异丁基酮（MIBK）解吸法

MIBK是金的有效萃取剂。利用MIBK的萃取性能可以将泡沫塑料吸附的金解吸。利用20mLMIBK，剧烈振荡2min，金的回收率可达95%～100%。

四、铅试金法富集矿石中的金

经典的火法试金-铅试金法应用于金和银富集已有悠久历史，方法也比较完善。20世纪初开始尝试用经典的铅试金法来富集样品中的铂族金属。由于铂族金属在自然界中比金、银更为稀少，故富集效果较差。为此50年代末期，相继出现了铜镍试金法、锡试金法、镍锍试金法和锑试金法。火法试金作为可靠的方法被长期广泛采用，这是因为火法试金取样量大，一般取20～40g，有时多至100g以上，这样既减少了称样误差，又使结果具有较好的代表性。同时火试金的富集倍数很大（105倍以上），能将几十克样品中的贵金属富集于几毫克的试金合粒中，而且合粒的成分简单，便于后续测定。但火试金法也有其缺点：需要庞大的设备；又要求在高温下进行*作，劳动强度大，在熔炼过程中产生大量的氧化铅等蒸汽，污染环境。所以分析工作者多年来一直想找到一种新的方法，取而代之。近年来在这方面已有所进展，有的方法可以与火法媲美，但对不同性质的样品适应性不如铅试金。所以铅试金仍被各实验室用于例行分析或用以检查其他方法的分析结果。

铅试金的整个过程，可以分为配料、熔炼、灰吹、分金等几个步骤。不同种类的样品，其配料方法和用量比不一样。根据配料的不同，铅试金又可分为面粉法、铁钉法、硝石法等。面粉法以小麦粉作还原剂。铁钉法以铁钉为还原剂，铁钉还可以作为脱硫剂，用于含硫高的试样。硝石法是以*作为氧化剂，用于含大量砷、碲、锑及高硫的试样分解，此法不易掌握，一般不常用。常用的为面粉法，它用面粉把氧化铅还原为铅，使铅和贵金属形成合金，与熔渣分离。

1.配料

在熔炼前要在试样中加入一定量的捕集剂、还原剂和助熔剂等。

（1）捕集剂：铅试金以氧化铅为捕集剂。在熔炼过程中，氧化铅被还原剂还原为金属铅，它能与试样中的贵金属生成合金，一般称“铅扣”，与熔渣分离。

对氧化铅的纯度要求不严，只要是不含贵金属的氧化铅如密陀僧等，就可以采用。

（2）还原剂：加入还原剂是为了使氧化铅还原为铅。可用炭粉、小麦粉、糖类、酒石酸、铁钉（铁粉）、硫化物等，国内多采用小麦粉。

（3）助熔剂：常采用的助熔剂有玻璃粉、碳酸钠、氧化钙、*、硼砂、二氧化硅等。根据样品的成分，加入不同量的这些助熔剂，可降低熔炼温度，使熔渣的流动性比较好，铅扣和熔渣容易分离。

配料是铅试金的一个关键步骤，配料不恰当会使铅试金失败。配料是根据试样的种类，按一定比例称取捕集剂、还原剂、助熔剂的细粉和试样混合均匀。各实验室的配料比例不完全相同，仅略有差异。

试样和各种试剂应当混合均匀，使熔炼过程还原出来的金属铅珠能均匀地分布在试样中，发挥溶解贵金属的最大效能。混匀的方法有下列四种：

（1）试样和各种试剂放在试金坩埚中，用金属匙或刮刀搅拌均匀；

（2）在玻璃纸上来回翻滚混合均匀，连纸一起放入试金坩埚中。把玻璃纸的还原力也计算进去，少加些小麦粉等；

（3）把试样和各种试剂称于一个广口瓶中，加盖摇匀，然后倒入试金坩埚中；

（4）将试样和各种试剂称于重1g，长、宽各30cm的聚乙烯塑料袋中，缚紧袋口，摇动5min，即可混匀。然后连塑料袋放入试金坩埚中。配料时应把塑料袋的还原力计算进去，减少还原剂的用量。

2.熔炼

将盛有混合料的坩埚放在试金炉中，加热。于是，氧化铅还原为金属铅；它捕集试样中的贵金属后，凝聚下降到坩埚底部，形成铅扣。这个过程称为熔炼。熔炼过程应控制形成的铅扣的大小和造渣情况，并防止贵金属挥发损失。

常用的试金炉有柴油炉、焦炭炉和电炉三种，以电炉较为方便。

试样和各种试剂的总体积不要超过坩埚容积的四分之三，根据配料多少可以采用不同型号的坩埚。在坩埚中的混合料上面覆盖一层食盐或硼玻璃粉，以防止爆溅和贵金属的挥发，并防止氧化铅侵蚀坩埚。坩埚放进试金炉后，应慢慢升高温度，以防水分和二氧化碳等气体迅速逸出，造成样品的损失。升温到600～700℃后，保持30～40min，使加入的还原剂及试样中的某些还原性组分与氧化铅作用生成金属铅，铅溶解贵金属形成合质金。然后升温至800～900℃，坩埚中的物料开始熔融，渐渐能流动。反应中产生的二氧化碳等气体逸出时，对熔融物产生搅拌作用，促使铅更好地起捕集和凝聚作用。铅合金的密度大于熔渣，逐渐下降到坩埚底部。最后升温到1100～1200℃，保持10～20min，使熔渣与铅合金分离完全。取出坩埚，倒入干燥的铁铸型中。当温度降到700～800℃时，用铁筷挑起熔渣，观察造渣情况，以便改进配料比。若造渣酸性过强，则流动性较差，影响铅的沉降；若碱性过强，则对坩埚侵蚀严重，可能引起坩埚穿孔，造成返工。

熔融体*后，从铁铸型中倒出，将铅扣上面的熔渣弃去，把铅扣锤打成正方体。所得铅扣量最好在25～30g之间，以免贵金属残存在熔渣中。如铅扣过大（大于40g）或过小（小于15g），应当返工。铅扣过大，说明配料时加的还原剂太多；铅扣太小，说明加入的还原剂太少。所以重做时应当适当地减少或增加还原剂的用量。根据还原剂的还原力，计算出应补加或减少多少还原剂。

还原剂还原力的计算方法：若所用还原剂为纯碳粉，它和氧化铅在熔炼过程发生下列反应：

2PbO＋C→2Pb＋CO2

由反应式可以计算出1g碳能还原氧化铅生成34g铅。

假设用蔗糖作还原剂，反应如下：

24PbO＋C12H22O11→24Pb＋12CO2＋11H2O

根据反应式可计算出1g蔗糖能还原氧化铅生成14.0g铅。试金工作者常称：蔗糖的还原力为14.0g；碳的还原力为34g；小麦粉的还原力为10～12g；粗酒石酸的还原力为8～12g等。

试样的组成是复杂的，有的具有氧化能力，有的具有还原能力。有还原能力的试样应当少加还原剂；有氧化能力的试样应当多加还原剂。例如含有硫化物的试样，应当少加还原剂，因为硫化物能作用如下：

*bO＋ZnS→ZnO＋SO2＋*b

遇到陌生的样品，难以确定配料比时，可以通过化验测定各种元素的含量，或通过物相分析测定出主要矿物组分的含量，也可以进行试样的氧化力或还原力的试验，以决定配料的组成和比例。

锤击铅扣时，如果发现铅扣脆而硬，这就表示铅扣中含有铜、砷或锑等。遇到这种情况，需要少称样，改用*配料，重新熔炼。

矿石和团岩矿物的主要造渣成分为：SiO2、FeO、CaO、MgO、K2O、Na2O、Al2O3、MnO、CuO、PbO等。这些氧化物中，除了很少的氧化物能单独在试金炉温度下熔融外，大多数不熔，因而需要加入助熔剂。若为酸性氧化矿石应当加入碱性助熔剂；碱性氧化矿石则应加入酸性助熔剂，硫化物样品可加铁钉或铁粉助熔。

3.灰吹

灰吹的作用是将铅扣中的铅与贵金属分离。铅在灰吹过程中，被氧化为氧化铅，然后被灰皿吸收；而贵金属不被氧化，呈圆球体留在灰皿上，与铅分离。

灰皿是由骨灰和水泥加水捣和在压皿机上压制而成的。含骨灰多的灰皿吸收氧化铅的性能较好，但灰皿成型较困难。应由具体试验确定水泥和骨灰的比例。灰皿为多孔性、耐高温、耐腐蚀的浅皿，重约40～50g，使用前，将清洁的灰皿放在1000℃以上的高温炉中，预热10～20min，以驱除灰皿中的水分和气体。加热后，如发现灰皿有裂缝，应当弃去不用。降温后，将铅扣放于灰皿中央，加热至675℃，铅扣熔融显出银一样的光泽。微微打开炉门（注意：不要大开炉门，以防冷空气直接吹到灰皿上，使铅的氧化作用太激烈，发生爆溅现象）。这时铅被氧化成氧化铅，氧化铅逐渐由铅扣表面脱落下来，被灰皿吸收。铜、镍等杂质被氧化为氧化铜和氧化镍等，对灰皿也有湿润作用，并渗透到灰皿中。

灰吹温度不宜太高，应控制在800～850℃，使铅恰好保持在熔融状态。若温度过低，氧化铅与铅扣不易分离。氧化铅将铅扣包住，可使铅立即凝固，这种现象叫作“冻结”。凝固后再进行加温灰吹，会使贵金属损失加大。合适的温度能使氧化铅挥发至灰皿边沿上，出现羽毛状的结晶；若羽毛状氧化铅结晶出现在灰皿表面上，则说明温度太低。

微量的杂质如铜、铁、锌、钴、镍等，部分转变为氧化物被灰皿吸收，还有部分挥发掉。铅也是如此，大部分成为氧化铅被灰皿吸收，小部分挥发掉。贵金属大都不被氧化。例如金、银、铂、钯等，它们的内聚力较强，凝集成球状，不被灰皿吸收，也不挥发。在铅扣中的铅几乎全部消失后，可以看到球面上覆盖着一个彩虹镜面（或称辉光点）。随后这个彩虹镜面消失，圆球变为银灰色。将炉门关闭2min，进一步除去微量残余的铅后，再取出灰皿*。若不经过2min的除铅过程，则在取出灰皿时，因微量的余铅激烈氧化发生闪光，会造成贵金属的损失。

炉温过高也会造成贵金属的损失。虽然金、银、铂、钯等挥发甚微，但在高温下，它们会部分地被氧化而随氧化铅渗入灰皿中。灰吹过程温度愈高，金、银、铂、钯的损失愈大，所以应当严格控制温度在800～850℃。

4.分金与称量

分金是指将火法试金得到的金属合粒中的金和银分离的过程，它适用于金和银的重量法测定。若所得金银合粒中只有金和银，利用银溶液溶于热稀硝酸而金不溶的特性，将金和银分开。

分金用的硝酸不能含有*和氯气等氧化剂。

5.铅试金中铂族元素的行为

铂族元素在铅试金中表现的行为很复杂，如钌与锇在熔炼过程及灰吹过程容易被氧化成四氧化物而挥发，所以用铅试金法测定钌和锇是困难的。

铱在铅试金的熔炼过程中，不与铅生成合金，而是悬浮在熔融的铅中。所以当铅扣与熔渣分离时，铱的损失很严重。在灰吹过程中，铑不溶于银，氧化损失严重。因此，铱、铑采用铅试金分离富集，是不合适的。

铂、钯在铅试金中的行为与金相似，在熔炼过程溶于铅，在灰吹过程溶于银，在熔炼和灰吹过程都损失甚微。只有含镍的样品使铂、钯损失严重，可以改用锍试金及锑试金进行分离和富集。

6.金与银、铂、钯的分离

若试祥中有金、银、铂、钯，则进行铅试金时，灰吹后得到的合粒为灰色。含铂、钯量较大时，在灰吹过程中，铅未被完全氧化并被灰皿吸收之前，熔珠可能发生“凝固”，得到的金属合粒表面粗糙。

金属合粒中的银比铂、钯多10倍以上时，须用稀硝酸分金多次。铂、钯可以随银完全溶于酸而与金分离。将残留的金洗涤、烘干、称量，得到金的测定结果。

分离金以后的酸性溶液，加热蒸发除酸，通入硫化氢将银沉淀。硫化银可以将铂、钯等硫化物一起沉淀下来。将沉淀用薄铅片包裹起来，再进行灰吹。得到的金属合粒用*加热处理，银溶而铂、钯不溶，因此得以分离。

也可以用王水溶解上述硫化物。加入*，若有不溶残渣，过滤除去。将滤液蒸干，加水溶解后，加入饱和氯化钾酒精溶液，静置，使铂形成K2［PtCl6］沉淀，用恒重的玻璃砂芯漏斗过滤。用80%酒精洗涤后，放在恒温箱中干燥，然后称重。这个方法只适用于含铂高的样品。银、铂、钯也可以在同一溶液中用原子吸收分光光度法或发射光谱分析法进行测定。

7.铅试金中常见矿石配料

铅试金中常见矿石配料见表7-2。

表7-2铅试金中常见矿石配料表

续表

8.提高试金结果准确度的几项要素

试金分析的全过程有繁杂的手工*作，看起来似乎是个粗糙的过程，但实际上*作中的每一步都必须认真仔细。为提高分析结果的准确度，除了按*作规程认真*作外，还必须从下述几个方面着手并尽力实现之，方可达到目的。

（1）灰皿材料及制作。灰皿材料宜使用动物骨灰、水泥或镁砂。使用500号水泥加10%～15%的水压制成水泥皿，自然干燥后使用，由于水泥皿的空隙较粗大，灰吹时的贵金属损失较大，合粒与水泥皿亦易黏结，故分析误差较大，一般只是在骨灰缺乏时用于厂内部周转料的分析。使用动物骨灰，最好是*骨烧成骨灰，然后碾成0.175mm以下，加10%～15%的水压制成骨灰皿，自然干燥3个月后使用。在灰吹前先将灰皿放入马弗炉内于900℃左右烧20min以除去可能存在的有机物。

由于在灰吹过程中氧化铅及贱金属氧化物除少量进入空气挥发外，绝大部分要被灰皿吸收。灰皿对金、银也有一些吸收，即所谓金、银损失。因此，不言而喻，灰皿制作时的压力差异必然造成灰皿空隙的差异，从而造成金的灰吹损失的差异，增大了分析误差。这就要求同一批材料来源的骨灰粉要用相同的压力加工；在人力加工的条件下，同一盒灰皿要由同一个人加工；在灰皿将要用完的情况下，不要在不同盒的灰皿中挑选，以免造成分析误差的扩大。更不能将不同来源的骨灰材料灰皿混批使用。

（2）火试金对马弗炉的通风要求及补偿措施。灰吹过程实际上是样品中的贱金属和铅在高温下的氧化过程，因此要求灰皿中熔融的物料与空气有均匀的接触机会，以保证氧化速度的一致，最理想的是铅扣同时熔化，以同样的速度灰吹，同时完成即同时达到辉光点。这就要求马弗炉有合适的进出气孔道。由于一般使用的马弗炉不可能是理想的，除在设计制作时应进行改进外，应考虑到炉内不同位置接触空气的差异和温度差异，对不同区域的样品应使用相应的标准进行补正，其原则是尽量使标准能代表样品。

实验指南与安全提示

三正辛胺在酸性溶液中能与某些金属配阴离子进行交换反应，泡沫塑料对一些有机和无机物质具有吸附性能，因此用负载三正辛胺的泡沫塑料更增强了对［AuCl4］-1的吸附性能，而且经水多次洗涤不被洗掉，对0.5～1000μg的金，吸附回收率为96%～100%。

本法吸附金的酸度范围较宽，即0.5～6mol/L*或5%～30%（体积分数）王水介质都能定量吸附金；但硝酸浓度太大时，使金的吸附率下降。

在非纯标准的情况下，金的吸附速度随金品位的降低和试样数量的增加而降低，如30g含金0.0xg/t的样品，振荡吸附时间需延长至90min，一般样品振荡吸附30min即可。

在不加酒石酸和氟化钠时，可允许20mg锑，10mg钨，4000mg铁及小于200mg的可溶性二氧化硅存在。加入1g酒石酸，可消除300mg锑，100mg钨的干扰。加入5g氟化钠，可允许5000mg铁存在。可溶性二氧化硅需加入4.2g氟化钠，使之生成氟硅酸钠晶体沉淀而消除干扰。

对含砷量高的试样，焙烧时应从低温开始，逐渐升高温度，至480℃时保持1～2h，使砷挥发，然后再升高温度继续焙烧除硫，否则由于形成低沸点的砷-金合金而挥发，造成金的损失，导致测定结果偏低。

除钨、锑、铁和酸溶性硅酸盐影响吸附和测定外，矿石中大量其他共存元素均无干扰。钨、锑的干扰用加入酒石酸消除，大量铁和一定量酸溶性硅酸盐的干扰可加入氟化钠使之生成氟硅酸钠（Na2SiF6）晶体沉淀而消除。

金标准溶液的保存：Au3＋浓度为2.5～25μg/mL的溶液，盛于玻璃容器中可稳定300d。金的浓度更低时，可被玻璃器皿吸附。当pH＝2时，吸附金的量最多，玻璃器皿吸附约30%，石英器皿吸附约60%；当pH＝2～7时，滤纸吸附金高达40%，因此，制备金的标准溶液时，不能用滤纸过滤。为了提高［AuCl4］-的稳定性，有人建议在金的标准溶液中加入NaCl、KCl和碱土金属的氯化物。

拓展提高

ICP-MS法测定矿样中的金

1.方法原理

试样经800℃灼烧后，王水溶解，以氩等离子体激发，ICP-MS法测定。

2.试剂与设备

硝酸（ρ＝1.42g/mL）、*（ρ＝1.19g/mL）、铊标准溶液（1mg/mL）：国家标准溶液GSBG62070-90。

铊内标工作液：移取铊标准溶液2.5mL于2000mL容量瓶中，加入*mL王水，以水稀释至刻度，混匀，此标准溶液含铊0.25μg/mL。

金标准贮备液：称取1.000g纯金（纯度大于99.99%，使用前擦去表面氧化层）于*mL烧杯中，加入100mL水，60mL王水，加热分解清亮，*，移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此标准溶液含金1mg/mL。

金标准工作液：移取金标准贮备液2.50mL于100mL容量瓶中，加入1mL王水，以水稀释至刻度，混匀。此标准溶液含金25μg/mL。

标准溶液的配制：移取金标准工作液0.00、1.00、2.00、4.00mL于一系列100mL容量瓶中，加入铊内标工作液10mL，用水定容，溶液中含金分别为0.00，2.50，5.00，10.00μg/L。

氩气（＞99.99%）。

分析天平：感量0.0001g。

等离子体质谱仪：ELAN9000。

3.分析步骤

按表称取两份试样，置于75mL蒸发皿中，在800℃灼烧2h。移入500mL烧杯中，加入20mL*，加热5min，加入50mL王水，加热浓缩体积至10～20mL，取下，*，加热分解清亮，*，移入200mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，按下表分取试液。

表7-3分取量

移取样品1.00mL加入已预先加5mL铊内标的50mL容量瓶中，用水定容，混匀，将标准溶液和试液依次进行ICP-MS测定。测量元素同位素质量数：Au197，Tl205。

火试金富集

63.2.1.1铅试金富集

铅试金法是历史悠久、技术成熟的经典火试金法。该方法用铅作捕集剂，在高温熔融时，金与铅形成合金而与基体成分分离，经过灰吹，得到金的合粒，用重量法或容量法测定。

在确定铅试金的配料方案之前，应将试样进行光谱检查以了解矿石类型及其主要组成。根据不同试样选择不同的配料方案，遇特殊矿种时需要经过熔融试验后才能确定配料方案。常见的配料方案见表63.5。

表63.5常见矿石铅试金配料(m:g)

(1)试金配料的确定方法

A.试样还原力的测定

a.直接测定法。称取5g试样，10gNa2CO3、80gPbO、10g玻璃粉、2g面粉，按试金流程*作。称量所得铅扣量m1。

不含试样。称取l0gNa2CO3、80gPbO、10g玻璃粉、2g面粉。按试金流程*作。称量所得铅扣量m2，计算试样的还原力F:

*矿物分析第三分册有色、稀有、分散、*、贵金属矿石及*钍矿石分析

式中:F为试样的还原力;m1为称取试样所得铅扣质量，g;m2为未加试样所得铅扣质量，g;m为称取试样质量，g。

b.计算法。按下式计算试样的还原力:

*矿物分析第三分册有色、稀有、分散、*、贵金属矿石及*钍矿石分析

式中:F为试样的还原力;w(S)为试样中硫的质量分数，%;20为1g硫可还原出约20g铅扣的经验值。

B.配料方案

根据试样的化学组成、还原力及称取试样质量，按下列方法计算试剂加入量。

碳酸钠加入量:试样量的1.5～2.0倍。

氧化铅加入量按下式计算:

*矿物分析第三分册有色、稀有、分散、*、贵金属矿石及*钍矿石分析

式中:m3为氧化铅加入质量，g;m为试样的质量，g;F为试样的还原力。

玻璃粉加入量:为在熔融过程中生成的金属氧化物，以及加入的碱性溶剂，在1.5～2.0硅酸度时，所需的二氧化硅总量中，减去称取试样中含有的二氧化硅量。此二氧化硅量的三分之一用硼砂代替，三分之二按0.4gSiO2相当于1g玻璃粉计算出玻璃粉加入量。

硼砂加入量:按所需补加二氧化硅量的三分之一，除以0.39计算。至少不能少于5g。

*和面粉的加入量按下式计算:

*矿物分析第三分册有色、稀有、分散、*、贵金属矿石及*钍矿石分析

式中:m4为*加入质量，g;m5为面粉加入质量，g;m为试样的质量，g;F为试样的还原力。

(2)矿石试样分离富集步骤

确定配料方案后，将试样与所需配料置于广口瓶中混匀。倒入试金坩埚中，加含银5mg的溶液1mL，用20gNaCl洗刷配料瓶并盖于试金坩埚中的试样上面。同批随带空白，将坩埚放入已升温至600～800℃的试金炉内，在800℃左右维持1h，继续升温到1050℃时保持10min出炉(熔融时间最好不超过2h，否则铅易重新氧化)。将熔融体倒入铁模中，*后取出铅扣。将铅扣锤成正方形。称其质量(铅扣的质量应在25g左右为宜)。将灰皿置于已升温至850～900℃的高温炉中预热30min，然后依次将铅扣放入灰皿中进行灰吹。应注意灰吹的温度，尤其是灰吹末期的温度。因灰吹温度过低，所生成的氧化铅不仅不能使熔铅分离，反而将铅包住，并立即凝固。这种现象叫“冻结”，冻结以后要重新灰吹。最好控制温度为800～850℃，当氧化铅全部被灰皿吸收后，立即出现金、银合粒闪光，应迅速将灰皿取出，*，取出合粒，用小锤敲扁。

(3)地球化学勘查试样小试金方法

地球化学勘查试样中的贵金属含量通常较低，为降低试剂空白值，通常将氧化铅转化为碱式碳酸铅，以降低捕集剂铅中的贵金属含量。试金富集时需补加银将痕量的贵金属富集在银珠中。获得的银珠可以用粉末发射光谱法测定，此方法还可同时富集铂和钯。

碱式碳酸铅［2PbCO3·Pb(OH)2］的制备

将1.2kg工业纯氧化铅置于5000mL烧杯中，加入3500mL自来水，搅拌条件下加入600mLHNO3和100mL冰醋酸，继续搅拌25min。另取1g二苯基硫脲，溶于15mL热冰醋酸中，趁热将此溶液倒入铅盐溶液中，继续搅拌2h。加入1g活性炭(粒度为-0.075mm)，再搅拌1h。减压过滤后弃去不溶物，滤液盛于20L塑料桶中。另取800g工业纯碳酸钠，用3000mL热自来水溶解。在搅拌状态下逐步把碳酸钠溶液加入过滤得到的铅盐溶液中，至溶液pH>8。放置澄清后，倾滤去上部清液，再用15L自来水倾滤洗涤沉淀3次。将沉淀转入布氏漏斗中，减压过滤，并用自来水洗涤3次，取出产品，于150℃烘干，得到1.35kg碱式碳酸铅，研磨后备用。

小试金分析步骤

称取10g(精确至0.1g)试样，加入熔剂熔融(金属元素含量低，可称取40g试样分别熔融)，将所得铅扣灰吹，进行测定。

根据*性质的不同可采用以下几种配料方式。

酸性岩:17g碳酸钠，4g硼砂(Na2B4O7·5H2O)，12g碱式碳酸铅，1.4g面粉。

基性和超基性岩:11g碳酸钠，9g硼砂，12g碱式碳酸铅，1.4g面粉。

碳酸岩:11g碳酸钠，9g硼砂，12g碱式碳酸铅，1.4g面粉，3g石英粉。

若用Na2B4O7·10H2O的硼砂配料，则酸性岩加5.3g，基性和超基性岩、碳酸岩各加11.8g。

根据*试样的特性选择相应的配料，将试样和配料摇匀后，倒入高铝坩埚中，然后挖一小坑，加入0.1mL银浓度为10mg/mL的*溶液(用优级纯银粉配制)。将坩埚置于已升温至950℃的高温炉中，关闭炉门保温约7min。若反应激烈，应微启炉门，使坩埚边沿有溢出气泡下降的趋势。关闭炉门继续升温至950℃，并保持5min。取出坩埚，将熔融体倒入铁模中，*后取出铅扣，砸去熔渣，得到7～9g的铅扣。将铅扣放入已于920℃高温炉内预热20min的镁砂灰皿中，关闭炉门升温，待熔铅脱模后半启炉门，并控制温度在900℃灰吹至铅全部吹尽。从灰皿中取出银合粒，放入10mL瓷坩埚中，加入0.5mL乙酸。微热至银合粒上的粘附物全部溶脱。在水中漂洗银合粒，并放在滤纸上吸干水分。银合粒可装入光谱电极用发射光谱法进行测定。

63.2.1.2锑试金富集

由于一般氧化铅中含有微量金且铅试金灰吹时金略有损失，故铅试金法对痕量金的测定易产生误差，宜用锑试金富集。锑试金法富集痕量金，不仅富集完全，空白低，而且设备比较简单，适合于富集μg/g级，以及低至0.xng/g的金。

锑的密度较小，且易被氧化，经熔炼形成的锑扣，可用高温挥发除去。铜、钴、镍也被锑捕集，且不能灰吹除去;当锑扣中含有0.xg铋，则铋在锑后被氧化，并将它们从合粒中排出。此时50mg的铜，10mg的镍和20mg的钴均不产生干扰。在熔剂中加入一定量的碳酸钾助熔剂可提高熔渣的流动性，便于将锑扣与熔渣分开。

取10g试样与25g锑试金熔剂(碳酸钠-硫酸钾-硼砂=3+1+1，混匀)和11g捕集剂(三氧化二锑-三氧化二铋-淀粉=8+1+2)，混匀后移入50mL高铝坩埚中，滴入2滴*溶液(3mgAg/滴)。若用光谱测定，再加入2滴钯溶液(0.5mgPd/滴)。坩埚放入预热至950℃的高温炉中，当温度升至950℃后保温10min(至熔融体平静)。将熔体倒入铁模中，*，取出锑扣(质量约7g)，放在仰放的坩埚盖上.放入850～900℃高温炉中灰吹至合粒不再发光。取出，*。砸破坩埚盖，取出合粒。

火试金的具体过程,具体到每步的*作

简介了.干法—火试金法—铅试金的*作规程、试剂的作用、*作规程应注意的事项、*作规程中易出现的问题及克服的方法。介绍一个笔者多年使用的成熟的铅试金方法。

(二)测定金矿品位的方法简谈：

实践证明取样代表性的问题在金矿测定中很重要，在(一)中简谈了制备具有代表性的化验样品的问题。既是制备好的化验样，在测定时取样代表性也是不能忽略的，由于金矿中金的不均匀的特点，为保证测定结果的准确性和可靠性需大取样量。一般湿法试金取样量在10～30g，(当品位为Au≥0.5×10-6时，取样量≥25g，只有当品位Au≥10×10-6时才可以减少，但最少也不能低于10g，分散流化学探矿样品在5～10g)。火试金取样量为30～50g。

众所周知，不同含量的样品，由于方法的灵敏度不同，需用不同的测定手段。金矿测定更应重视测定手段的选择，需适当，否则会造成偏差或失败。举例见表3

金的品位与常选用的分析手段表3

含金量的范围

(单位10-6)

常选用的分析手段

0.0005～2。0

分光光度法.发射光谱法、原子吸收光谱法

>2。0～30。0分光光度法、

原子吸收光谱法、

滴定(碘量)法、火试金称量法

>30。0～100。0原子吸收光谱法、

滴定(碘量)法、火试金称量法

>100。0

滴定(碘量)法、火试金重量法

金矿测定时，试样的分解方法目前大体分为两种：一是干法即火法试金法;另一是湿法试金，下面分别简谈一下：

1.干法—火试金法

火试金法是一种液—液高温萃取浓聚法，既是样品熔解也是富集的方法。火试金虽然因一般实验室条件达不到，在我国使用并不普遍。但它是一个测定金品位的很好的、经典的、很成熟的、很准确的、速度快的方法,也是国标及世界各国普遍采用的标准方法,世界各国在商品交易时都确信火试金测定的结果,它不仅适用于金矿的测定,也适用于需要测定金的各种其它原材料和产品.用火试金测定矿石中金的含量,一般含量高的较准确,低含量误差较大.许多规程提到>1g/t的样品都可用火试金准确测定品位。火试金在我国不易普遍主要障碍是设备投入的费用高，实际上火试金所必须的两个设备：①高温炉(要求最高使用温度为1350℃)②感量十万分之一的精密天平。现已有很好的国产货供应，*一般化验室也可接受，建议中型以上的专业金矿化验室，应该具有火试金测定金的能力。含金量>2×10-6时，一般火试金都可得到准确测定结果。

火试金有铅试金、锍试金、锑试金、铋试金等方法，常用铅试金和锑试金。

一.铅试金：一般*作过程主要分为1.配料2.高温熔融熔炼3.灰吹4.分金及称量等几步*作,下面分别简述:

1.配料：

⑴配料有关名词：

①硅酸度：硅酸度是指炉渣中酸组分(SiO2)氧与碱组分氧(2RO…)之比,称硅酸度或硅度.

硅酸度=炉渣中酸组分氧/炉渣中碱组分氧.

..硅酸盐的硅酸度表4

*名称(以SiO2与RO比值命名)硅酸度*的化学组成(R-二价碱金属素)

碱式硅酸盐(亚硅酸盐)0.54RO·SiO2

中性硅酸盐1.02RO·SiO2

被半硅酸盐1.5RO·SiO2

两倍硅酸盐2.02RO·2SiO2

三倍硅酸盐3.02RO·3SiO2

②还原力：还原力是通过还原力试验得到的,试验:称取10g碳酸钠+60g氧化铅+5g硼砂+4g二氧化硅+5g试样于粘土坩埚中混匀,加7～10g覆盖剂(硼砂)熔融(1000℃～1100℃),倒入铁模中取出铅扣,捶去熔渣,秤铅扣量,代入还原力公式计算得还原力.

铅扣质量(g)

F(还原力)=

试样质量(g)

③氧化力：氧化力是通过氧化力试验得到的,试验:称取15g碳酸钠+50g氧化铅+7g硼砂+5g二氧化硅+2g淀粉+10g试样混匀,加7～10g覆盖剂熔融(条件同还原力试验),熔体倒入铁模中,取出铅扣,捶去熔渣称量,代入氧化力公式计算得氧化力.

铅扣质量(g)

氧化力=

试样质量(g)

④氧化铅空白值：新使用的氧化铅要测定它的含金量(空白值)，取三份测定金取平均值。

以上提到的目的是为了合理配料,熔融时能生成流动性好,能与铅很好分离,能使金完全为铅捕

⑵计算：可根据试样量和化学组成按下面的方法计算所需试剂的加入量。

①碳酸钠(加入量)=G×(1.5～2.0)式中G—试样量(g)

②氧化铅(加入量)=F×G×1.1+30F—还原力

还原力低时氧化铅的加入量不应少于80g，含铜量高时除生成30g铅扣需要的氧化铅量外，还要补加30—50倍铜量的氧化铅。

③玻璃粉(二氧化硅)(加入量)：先计算熔融过程中生成金属氧化物及加入的碱性熔剂，在0.5—1硅酸度所需的二氧化硅总量，减去试样中所含二氧化硅量，即为需加入的二氧化硅量。次量的1/3用硼砂代替，另外2/3按0.4g二氧化硅相当于1g玻璃粉还算出玻璃粉加入量(石英砂不用换算以二氧化硅计)。

④硼砂加入量=需加入的二氧化硅量×1/3÷0.39，但不能少于5g.

⑤*(加入量)=G×F—30式中G—试样量(g)

4F—还原力

⑥加入银的量:一般加入mg量的银,即加入含银5mg/ml的*1ml.实际上试样含银高时可不加.为了金捕集的完全,除了加够氧化铅生成所希望大小的铅扣外,加银量的多少也是非常重要的,试验证明Ag/Au>3,最少不能<2.5,如果银量比金量的三倍少,则会生成金包银,在分金*作中银分不净,影响金的测定结果偏高,多加银有利于生成较大的金银合粒,方便后面*作.

⑵混匀：可将试样和熔剂(配料)放在约一克，长×宽为30×30cm的聚乙烯袋中，缚紧袋口，剧烈摇晃5分钟即可均匀，，然后连袋防入试金坩埚中熔融，袋的还原能力算在内。

⑶应用实例：

下面简述硅酸度在铅试金富集金配料中的运用例子见表5:

2.高温熔融熔炼过程:

火试金实际上是一种液-液高温熔融萃取浓聚法,所以关键在于熔融能否使熔渣与金属分离彻底,并且使铅完全捕集金.在具体*作中注意以下几点:

熔融熔炼过程:掌握和控制好熔融温度是熔炼过程的关键,可分为三个阶段进行:

①预熔和造渣:有几种说法，400℃逐步升温到800℃～900℃保持0.5h;800℃～850℃或600℃～800℃保持40min～～80min,

②熔融最终温度也有几种说法:有1050℃～1100℃;有1060℃～1100℃;还有1160℃.

熔融时间一般为10min～15min.大多数人不用400℃预热,直接升温至800℃～900℃开始保温1h,继续升温至1050℃～1160℃保温10min～15min.整个熔融过程在两小时内完成即可.

③铅扣与熔渣分离：熔炼出炉，将坩锅平稳地旋动几次，并在铁板上轻轻地敲2—3下，使粘在坩锅壁上的铅珠下沉，接着小心仔细地将熔融物全部倒入事先预热的铸铁模中，*后，将铅扣与熔渣分离并将铅扣锤成正立方体并称量(应为25～40g)(有时还需要保留熔渣备查)。

硅酸度在铅试金富集金配料中的运用实例表5

*名硅酸盐矿氧化矿金矿铜矿铅矿

硅酸度1.5～3.01.2～1.50.5～0.70.7～1.00.7～1.0

碳酸钠试样量×1.5～试样量×1.3～试样量×1～试样量×1～试样量1～

2倍1.5倍1.5倍2倍1.5倍

氧铅扣27g,另加铅扣27g,加1/2或还原力<3时为铅扣27g,另加同金矿

化二氧化硅或其与试样相同量还原力×1.4×含银量的30～

铅它杂质所需的试样量.还原力>50倍

熔融造渣的量3时为还原力×

1.2×试样量

硼试样量×1/3同左同左试样量×1/2～

(不含水)1/3,铜含量高时试样量1/2

砂少加(干量)

二不加碱性熔剂和试样中

氧碱性成分造渣时用同左同左同左

化量减去试料中二氧

硅化硅含量

淀粉或试样量×2～淀粉量=(氧化力×硝石量=(还原力

3.5(淀粉)试样量+铅扣量)×试样量-铅扣同左同左

硝石÷12量)÷4

3.灰吹:

⑴灰吹前的准备工作①灰皿的制作及预热:灰皿的大小可根据需要制作,一般如图:制灰皿的原料使用骨灰和水泥做成(-80目骨灰;500#水泥等量混合加12%～15%的水压成形;纯水泥的灰皿不好用,最好使用纯-200目镁砂和500#水泥(855+15)混合制作灰皿.压成型的灰皿于荫凉通风处(避免日晒及烘烤)阴干(约三个月至半年).是用时于马弗炉1000℃预热30min后检查无裂纹才能使用②铅扣的制作及清理:经熔融的样品倒入预先摸了油的铁模中,*至室温,脱模,捶去粘在金属铅(扣)上的熔渣并刷去残留物(必要时需称量铅扣用于检查熔融过程及配料是否正确),用小锤将铅扣捶成正方体形.并将粘复在铅扣上的残渣清理干净。

⑵灰吹:将清理干净的立方体铅扣放入预热的灰皿中,将灰皿移入马弗炉里,关炉门于850℃～900℃保温,待铅扣全部熔融脱模熔化完全,隙开炉门供给充分氧气进行灰吹,灰吹的整个过程应保持800℃～850℃(温度过高会增大损失,温度过低反而会生成“铅包金”即所谓“冻结”现象,对分金不利需重新灰吹),当氧化铅生成并且被灰皿完全吸收后,会在灰皿表面出现金银合粒的“闪光,这时应立即将灰皿移至炉门口,*”,取出金银合粒.

⑶金银合粒的清理及称量:取出金银合粒后,用毛刷清理干净粘在上面的残渣,于感量十万分之一的精密天平称量得金银合量.

4.分金:望文生意分金就是把金从合粒中分出来.

(1)分金的原理和方法：分金的原理很简单:利用金不溶于硝酸,银铜等杂质很易为硝酸溶解的化学性质.普遍使用稀硝酸分金,用硝酸处理合粒，银及其它一些杂质溶解而金不溶,金银得以分开.一般使用一次或二次分金，分金前将清洁的合粒置于不锈钢砧上,用不锈钢小锤,捶成0.2～0.3mm的薄片,然后就可以进行分金了.

35mm

30mm

13m

Φ40mm

灰皿图

例:一次分金：于400ml烧杯中加20ml硝酸预热至90℃,放入合粒薄片,沸水加热30mi溶液,无13mmCl2蒸馏水清洗金片3～5次,转入瓷坩埚中,烘干灼烧后,*,二次分金法:其实与一次分金法没有原则的区别,方法之间不过是硝酸的浓度不一样或用硝酸处理的次数不同.二次分金用多一些硝酸,方法也有一些,但多大同小异,举一例简述如下:于50ml瓷坩埚中,加20ml硝酸(1+7)加热至近沸,将合粒薄片放入坩埚中,在蒸汽浴上加热至银分解完全(待氮的棕色氧化物基本停止逸出,再继续20min)金呈黑色残渣,用少量水稀释,小心将坩埚中液体倾出(勿将黑色残渣倒出).再加10ml硝酸(1+1),于电炉上加热至近沸15min后,再用少量水稀释,倾出溶液再用热水洗涤残渣4～5次,将坩埚烘干,放入500℃～600℃马弗炉中灼烧10min,此时金片呈金huangse.*.称量为金量.合粒量减去金量为银含量和银加入量之和.

(2)影响分金的准确与否的因素:

①熔融时银的加入量：一般为金量的3倍以上即可,但实际上为了*作的方便和金不损失按下面量加入的:

含金量<0.1mg～0.2mg>0.2mg～1mg>1mg～10mg>10mg～50mg>50mg银+金(银加入比例)20+1或30+110+16+14+13+1

②在分金*作中,各种方法都使用硝酸只是各方法使用的浓度不同或一次两次的区别,.当分金时出现合质金薄片不溶解并呈黑色整块或分金后留下来的金薄片不是黑色残渣,而是带huangse的整块时,说明分金失败或分金不完全.这时应取出合质金块(薄片),加适量银用铅皮包裹,重新进行灰吹和分金.

③补正试验:遇高含量金矿,分金后称量的结果偏低,往往误认为是分金失误或分金损失,实际上有时高含量金矿在熔融过程中会损失,这只有发生在金含量大于10×10-6时才会有.遇这种情况需做补正试验,所谓补正试验就是将熔渣和灰皿中吸收氧化铅部分带走的金回收加以补正.就是将脱铅后的熔渣及灰皿中吸收氧化铅部分的灰皿捣碎,倒入粘土坩埚中加40g氧化铅;50g硼砂;3～4g淀粉搅拌均匀,加0.2ml*溶液(15g/L),覆盖一层覆盖剂,重新进行熔融、灰吹、分金.将回收的金加在被补正样品的结果中.金含量大于10×10-6的样品不一定都需做补正试验,实际上许多含金量高的样品不需要做补正试验,只要铅扣的量够,银量加的充分一般不会偏低,只有很少数样品才需要做补正试验.

5.以下就铅试金为例谈谈在火试金的过程中，需要严格控制的因素：

⑴金的损失及防止：

(一)配料不均匀时损失(飞散)及克服：可将试样和熔剂(配料)放在约一克，长×宽为30×30cm的聚乙烯袋中，缚紧袋口，剧烈摇晃5分钟即可均匀，，然后连袋防入坩埚中熔融，袋的还原能力算在内。

(二)熔融过程的损失及克服：

①铅扣大小的影响：一般铅扣20～35克之间损失小。当称样量50克时，28克粗铅(铅扣)可以扑集全部金，铅扣小于15克时，金回收率减少。称样量15克时，铅扣需23克。称样量30克时，铅扣需30克，当试样量在70～100克时，铅扣量为试样量的40%这样才能保证金被全部捕集.

②熔融温度的影响：一般认为1160℃为熔融最佳温度,这时金的平均损失只有0.63%。低于1160℃损失增大：例1093℃时损失为0.81%;1038℃时损失为0.91%。这主要是因为熔渣粘度过大金不易下降到铅扣中所致.高于1160℃损失也会增大为0.88%。在实际*作中要灵活掌握温度,在考虑温度的同时要结合考虑其他因素.并非温度高或低就好，总之必须要有利于金富集于铅扣中。

③熔融时间对金损失的影响:：当熔融温度达到:1160℃后以保持1～2h最好,1.5h时平均损失为0.55%,>1.5h损失率增加为0.70%,在实际*作中往往是注意了最终的熔融温度和保温的时间,常忽略了造渣期间的保温时间(造渣温度600℃～700℃最好).

④覆盖剂的影响:一般覆盖剂用食盐或硼砂,实际上食盐在高温时会使银挥发,含铅时会生成有毒的挥发性的铅氯化物(PbCl2)污染环境,所以提出最好使用硼砂+苏打(10+15)做覆盖剂。

⑤金在渣和坩埚中的损失：控制好最终熔融温度可减少损失,940℃平均损失为0.39%;1000℃～1060℃平均损失为0.195%、1200℃～1300℃平均损失为0.146%。

⑥铅扣整形时平均损失:0.094%.

(三)火试金会吹过程中金的损失及克服：

①灰吹的温度影响：一般是温度越高损失越大,应在尽可能低的温度下灰吹,以铅扣不冻结为度,一般控制在800℃～850℃。

②金和银的比例对金损失的影响：例1000℃灰吹,不加银损失为1.2%,有十倍金量的银存在时灰吹金损失只有0.62%,有二十倍金量的银存在时灰吹金损失0.60%,有三十倍金量的银存在时灰吹金损0.58%，所以一般加入金量3倍以上的银防止灰吹时金的损失为宜。

③铅扣中杂质的影响：由粗金火试金精炼灰吹时的数据可见一斑,当Cu<2g时,金的回收率99,00%.当Cu增至2.5g时金的回收率降至93.60%.如铅扣中Cu为33g时,则灰吹不能进行,最后留下的是含金的铜粒。

二.铅试金外常用的火试金富集金的方法：

由于铅试金铅的毒性大,有许多研究用其它低熔点金属试金代替铅试金,目前尚有鋶试金、锡试金、锑试金、铋试金等方法.现将用的多的锑试金和鋶试金简介如下:

⑴锑试金:由于铅试金铅中含微量金,在灰吹中有微量损失.故铅试金正如上文中所述:微量金测定易产生较大误差,采用锑做捕集剂的新的火试金方法,它有一定的优越性.它富集微量金不仅富集完全,而且全部贵金属元素(包括六个铂族元素)都可富集完全.另一个优点是空白低.锑试金需用的设备简单.适合富集μg/g或ng/g微量或痕量级的金.锑比重小熔点低,易熔易生成锑扣,锑扣高温可使其挥发(灰吹)除去,如果锑中含有铋时,铋在锑后氧化并将铜、镍、钴从合金粒中排出,此时50mg铜10mg镍及20mg钴不影响灰吹,再加一些碳酸钾助溶剂,可提高熔渣的流动性有利于锑扣与熔渣分离.锑试金的分析步骤简述如下:10g样品与25g锑试金熔剂(碳酸钠+硫酸钾+硼砂=3+1+1)和10g捕集剂(三氧化二锑+三氧化二铋+淀粉=8+1+2)混合均匀后,移入50ml高铝坩埚中,滴入2滴*溶液(银为3mg/滴),若用发射光谱再加2滴钯溶液(钯为2mg/滴).坩埚放入预热至950℃的高温炉中,当温度回升至950℃时保温10min(使熔体平静)后,将熔体倒入铁模中,*,捶去熔渣取出锑扣(约7g),放在仰放的坩埚盖上,移入850℃～900℃高温炉中,灰吹至合粒不再发光发亮,取出,*,砸破坩埚盖,取出合粒.刷净称量和进行进一步测定程序.

⑵鋶试金最初用于富集锇铱矿后来证明可用于富集六个铂族元素.用于富集金少用.

三.实例：

称量法测定*矿石金和银的品位

1.主题及测定范围：

该方法适用于金矿石、*，矿石及炉渣中金量和银量的测定方法测定范围：

金>5×10=6;银>10×10-6。

2.方法提要：

火法—铅试金是经典、成熟、精确的方法，试样经配料、熔炼得到适当量的含有贵金属的铅扣，经灰吹后得金+银合粒称量得金银合量。

金银合粒用稀硝酸处理银溶解达到分金的目的，残留的金经灼烧称量为金量。

金银合量—金量=银量。

3.试剂(也可用工业纯，应通过40目筛孔)及作用、设备

3.1氧化铅熔炼中生成铅扣，*下沉时扑集金银*于铅扣中。

3.2二氧化硅或玻璃粉强碱性熔剂，熔炼时与金属氧化物生成硅酸盐是熔渣的主要成分。

3.3碳酸钠强碱性助熔剂可分解金属氧化物和硅酸盐，并可除硫。

3.4硼砂和硅酸盐结合呈盐基性熔剂又是酸性熔剂，降低造渣熔点增加熔融物流动性

3.5*强氧化剂。1g*可使3.5～4.0g铅氧化成氧化铅，熔点339℃。

3.6小麦粉(面粉)还原剂1g可还原生成10～12g铅。

3.7铁钉4寸，脱硫剂和还原剂。

3.8覆盖剂食盐或硼砂[最好使用硼砂+苏打(10+15)作覆盖剂],盖在试料最上层隔绝空气防止被还原物质再氧化。

3.9硝酸φ(NNO3)=30%取硝酸(ρ1.40g/ml)30ml,以水稀释至100ml

3.10硝酸ф(NNO3)=10%取硝酸(ρ1.40g/ml)10ml,以水稀释至100ml

3.11纯银(含量99.99%)溶液：称取5.00g纯银用50ml硝酸溶解后，再加50ml硝酸稀释至1000ml，此溶液ρAg=5mg/ml加入3倍金量，可使银完全熔解，消除熔炼过程中金包银导致分金失败。

3.12试金炉最高工作温度1350℃

3.13试金耐火坩锅一般用4#。

3.14铸铁模

3.15灰皿(或镁砂灰皿)骨灰皿：骨灰(*骨通过48目筛)+400#普通硅酸盐水泥按质量(3+7)的比例混匀，加适量(约10%)水充分拌匀，用灰皿机压制成型(干皿为50～60g)。制成的灰皿置于通风的荫处风干三个月后使用，不能烘烤暴晒和接触有酸雾的气体，有裂隙的灰皿不能使用。(注：镁砂灰皿参照前面文章)

3.16微量天平(精密)分度值0.01mg

4.试样

样品应用金矿化验样样特别程序加工粉碎、缩分、研磨至通过200目筛孔，送化验试样总量大于500g(并保存付样)，待测定的部分试样还应于100℃～110℃烘干1h，于干燥器中*至室温，并保存于干燥器中。

5.分析步骤

5.1试料

称取试样30.00g(m)

5.2空白试验

随同试料作不少于二份空白试验，所取试剂必须来自同一瓶试剂

5.3配料：

根据不同试样(确定配料方案前应先作光谱等试验以了解矿石及试样的类型及主要组成)选择不同的配料方案，特殊的矿种及试样需经熔融试验后才能经计算和实验进一步确定配料方案。常见矿石配料方案可参见下表

..

常见矿石配料(单位：g)

矿石名称样品碳酸钠氧化铅硼砂玻璃粉面粉铁钉硝石食盐

硅盐矿石305045102～53.030

碳酸盐矿石3045455～1010～153.030

硫化矿3055301015～20330

氧化矿3045451010～203.0～4.030

铬铁矿3060452035～403.0～4.030

橄榄辉岩3045451520～253.030

选矿样精矿305030815～203

5.4铅试金—分离富集

5.4.配料：确定配料方案后，将样品与所需配料倒入一广口瓶中混匀，倒入试金坩锅(3.13)中，加1ml纯银溶液(3.11)(若样品含银量大于含金量的3倍以上可不加)，用20g覆盖剂或食盐(3.8)洗刷配料瓶并均匀地盖在试金坩锅(3.13)的试料上面。同批带空白。

5.4.2熔炼：
小型CVD管式炉 高镍三元材料 koh刻蚀硅 小型气氛保护箱式炉 实验室管式电炉