有色金属科学与工程  2019, Vol. 10 Issue (6): 76-80
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龙海珍, 王景凤, 王茂盛, 孔会民. 火试金富集-重量法测定锌阳极泥中银含量的方法研究[J]. 有色金属科学与工程, 2019, 10(6): 76-80. DOI: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2019.06.012.
LONG Haizhen, WANG Jingfeng, WANG Maosheng, KONG Huimin. Determination of silver content in zinc anode slime by fire assay gravimetry method[J]. Nonferrous Metals Science and Engineering, 2019, 10(6): 76-80.DOI: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2019.06.012.
火试金富集-重量法测定锌阳极泥中银含量的方法研究[PDF全文]
龙海珍1,2,3,4 , 王景凤1,2,3,4 , 王茂盛1,2,3,4 , 孔会民1,2,3,4     
1. 西部矿业集团科技发展有限公司, 青海 西宁 810006;
2. 青海西部矿业工程技术研究有限公司, 青海 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, 青海 西宁 810006;
4. 青海省有色矿产资源工程技术研究中心, 青海 西宁 810006
基金项目：青海省重大科技专项项目资助(2018-GX-A7); 青海省科技计划项目(2018-ZJ-782)
通信作者：龙海珍(1973—), 男, 大专, 工程师, 主要从事有色金属行业分析方法的研究, E-mail:365803640@qq.com
收稿日期：2019-06-12
摘要：文中研究了一种火试金富集测定锌阳极泥中银含量的方法.以铅富集银, 形成铅扣, 将铅扣在适当的温度下进行灰吹除铅, 灰吹时铅氧化成氧化铅渗透于多孔的灰皿中, 从而除去铅及杂质元素, 银不被氧化而留在灰皿中形成银粒, 用称量法得到银粒质量, 银粒质量减去氧化铅空白中银的质量即得银的含量.该方法不需要进行二次试金, 工作效率高、成本低、结果准确、重现性好, 能够快速、准确指导生产, 适合于现代化企业生产.本方法适用于锌阳极泥中银含量50~1000 g/t的测定.
关键词：火试金富集    锌阳极泥    银    方法研究    
Determination of silver content in zinc anode slime by fire assay gravimetry method
LONG Haizhen1,2,3,4 , WANG Jingfeng1,2,3,4 , WANG Maosheng1,2,3,4 , KONG Huimin1,2,3,4     
1. Technology Development of Western Mining Group Co.Ltd., Xining 810006, China;
2. The Engineering and Technology research of Qing hai Western Mining Co.Ltd., Xining 810006, China;
3. Qing hai Key Laboratory Plateau Comprehensive Utilization and Mineral Processing Engineering, Xining 810006, China;
4. Qinghai Nonferrous Mineral Resources Engineering Technology Research Center, Xining 810006, China
Abstract: In this paper, a method for determination of silver content in zinc anode mud by concentration of fire test gold is studied.Rich in silver by lead, form a lead buckle, to remove lead at suitable temperatures, when ash blows, lead oxidizes to lead oxide and penetrates a porous ash dish to remove lead and impurities, Silver is not oxidized and remains in the ash dish to form silver particles.Silver grain quality obtained by weighing method, Silver grain mass minus lead oxide blank silver mass is the amount of silver.The method does not require a second trial and has high efficiency, low cost, accurate results and good reproducibility, ability to direct production quickly and accurately, Suitable for modern enterprise production, This method can be used for the determination of the silver content in zinc anode mud 50 ~ 1000 g/t.
Keywords: Fire test gold enrichment    Zinc anode mud    Silver    Methodological research    

目前，我国是世界上锌生产和消费的大国，从1996年至今，锌产量稳居世界第一.锌冶炼工艺，大体可分为火法和湿法2种.火法炼锌即锌精矿经过焙烧-浸出-净液-电积，湿法炼锌即锌精矿直接浸出-净液-电积.无论是火法炼锌还是湿法炼锌，锌精矿是原料，查阅相关资料[1]证明金和锌不是伴生元素不共存，实际生产过程锌精矿中含有微量银，不含金，而锌阳极泥是锌冶炼过程的中间产品，锌阳极泥中含有低质量分数的银不含金，根据锌阳极泥的样品特性，以及随着锌冶炼技术的发展，锌产量的日益增加，锌阳极泥产量也在不断增加，如何对其中的贵金属银元素进行快速、准确的测定尤为重要.基于此，开展试验，建立适宜于锌阳极泥中银质量分数的检测方法.

目前关于锌阳极泥中银质量分数的测定没有标准方法，在参照铅阳极泥化学分析方法YS/T 775.5—2011[2]分析锌阳极泥中银质量分数时，存在以下缺陷：第一，分析成本高，尤其是物料成本和电耗成本；第二，分析过程耗时长，劳动强度大，难以满足企业的现代化生产要求；第三，由于铅阳极泥和锌阳极泥的化学成分及其质量分数差异，需确定适合于锌阳极泥的配料硅酸度，难度较大.文中要解决的技术问题是针对现有技术的缺点，提供一种操作简单、成本较低、耗时较短的锌阳极泥中银质量分数的测定方法，以提高企业的经济效益.

随着科学技术的发展，分析银的新技术、新仪器越来越多，银的分析测试技术经过几十年的发展，已扩展出火试金重量法[3-6]、原子吸收光谱法[7-11]、电感耦合等离子体原子发射光谱法[12-14]等诸多方法.相较于其他方法，火试金法具有取样代表性好、适应性广、富集效率高、分析结果可靠且准确度高等优点，已广泛应用于铅精矿[15]、铜精矿[16]、锌精矿[17]及冶炼中间产品中贵金属的分析检测[18-20].受到待测物料多样性的影响，火试金法针对性强，基于锌阳极泥样品的物理化学性质，进行试验研究，研究并确定了样品的较优试验条件，测定结果与参考值相比，没有显著性差异，在允许误差范围内，不但解决了实际工作中遇到的难题，而且在有色金属行业有很好的应用价值和推广意义.

1 实验 1.1 主要仪器

电子天平(型号：MSA6.6S-000-DM，感量：0.001 mg)；马弗炉(型号：RX2-14-13/1232型，最高加热温度1 350 ℃)；电子天平(型号：PL4002，感量0.01 g).

1.2 主要材料

黏土坩埚；镁砂灰皿；硼砂(工业纯)；二氧化硅(工业纯)；无水碳酸钠(工业纯)；红丹粉；面粉(分析纯)；滤纸；冰乙酸(分析纯).

实验室内控样品：样品名称：锌阳极泥；样品编号：XYJNKY-01~05；样品来源：锌业股份有限公司；参考值来源：青海省高原矿物加工工程与综合利用重点实验室；检测方法：铅阳极泥化学分析方法YS/T 775.5—2011.

1.3 实验方法

1)表 1所列为物料用量.按表 1称取一定质量的物料于同一黏土坩埚中，充分搅拌，使其混合均匀.

表 1 物料用量 Table 1 Reagent dosage
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2)将上述盛有物料的坩埚，放入880 ℃的马弗炉中，使其40 min左右升温到1 050 ℃，恒温15 min，取出，倾入铸铁模中，冷却，分离熔渣，保留铅扣.

3)将所得铅扣放入已在840 ℃预热30 min的镁砂灰皿中，关闭炉门进行灰吹，待出现银粒的闪光点后灰吹结束，取出灰皿，冷却，将银粒移入30 mL瓷坩埚中.

4)于盛有银粒的瓷坩埚中，加入冰乙酸(体积百分比：30%)20 mL，于低温电热板上微沸，洗涤银粒，待银粒表面不再有污浊物，用水洗净、保留银粒在瓷坩埚中，电热板上低温烤干，取下冷却，于感量为0.001 mg的电子天平上称重得m1.

每批次红丹粉需要做空白试验得到m0.

1.4 结果计算

采用称量法得到银的质量分数.为避免物料红丹粉中可能含有的微量银影响测定结果的准确度，每批次红丹粉需要做空白试验得到红丹粉中银的质量分数，由于锌阳极泥中不含贵金属金，故银粒质量减去试验消耗的红丹粉空白中对应的银的质量，即得试样中银的质量，从而得到试样中银的质量分数.

(1)

式中：m为试验过程称取试样的质量，g；m1为试验过程所得银粒质量，mg；m0为试验消耗的红丹粉空白中银粒的质量，mg.

2 结果与讨论 2.1 试样组分分析

火试金分析过程中红丹粉是主要的捕集剂，红丹粉的主要成分是氧化铅，试样中铅质量分数对分析结果没有影响；二氧化硅的量主要影响硅酸度和渣的流动性，需要确定其质量分数范围；试验中银质量分数较低，如果试样太少，代表性不够，增加试样质量，锌的质量相应增加，而锌元素对于火试金富集银的过程属于有害元素，所以如何调整试剂用量，在保证样品代表性的基础上保证分析结果的准确度至关重要.为了明确锌阳极泥样品中杂质元素含量，设计实验方案，对样品进行组分分析，试验结果见表 2.

表 2 样品组分分析结果 Table 2 Determination results of samples
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2.2 配料的选择

试验将各组分熔剂按表 3质量混合均匀，于1 050 ℃进行熔融，为了得到流动性好的熔渣，通过二氧化硅和硼砂的量调整硅酸度；为了得到质量好的铅扣(25~40 g)，通过调整淀粉的量调整铅扣大小，进行试验方案设计，试验结果显示方案3铅扣质量适宜，形成的熔渣流动性好，熔渣易碎，铅扣和熔渣容易分离而且铅扣光亮无黏连.故优选配料的试剂用量为：碳酸钠35.0 g，二氧化硅13.0 g，硼砂15.0 g，氧化铅90.0 g，淀粉6.0 g，试样10.00 g.试验结果见表 3.

表 3 优选配料试验结果 Table 3 Determination results
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2.3 熔融温度的选择

银的熔点是961.78 ℃，红丹粉在高温条件下捕捉贵金属形成铅扣，通过调整熔融温度进行试验.提高熔融温度，可增强渣的流动性，但是高温条件下会增加银的损失，降低熔融温度，贵金属不能完全有效的被捕集到铅扣中，为了保证测定结果的准确度，降低成本，选择降低熔融温度，延长熔融保温时间.试验结果证明，在优选配料的基础上，优选熔融温度为1 050 ℃，满足试验要求.

配料和熔融环环相扣，成功的依据为：首先，如图 1所示试验过程得到的熔渣流动性好，冷却后易碎，熔渣和铅扣完全自然分离；其次，如图 2所示铅扣外观光亮，表层没有熔渣黏连，外观像一个铅制的扣子一样，质量控制在25~40 g为宜.

图 1 熔渣和铅扣分离完全 Fig. 1 The slag and the lead buckle separated completely

图 2 铅扣质量 Fig. 2 Weight of lead clasp

2.4 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，样品不能熔解，灰吹不能正常进行，或者即使样品熔解了，在灰吹过程中由于温度低，熔液容易冻结，灰吹不能正常进行，解冻也需要升高温度容易造成银损失，使分析结果偏低.选择实验室内控样品，编号为XYJNKY-02，通过调整灰吹温度进行试验，优选灰吹温度为840 ℃，满足试验要求，试验结果见表 4.

表 4 灰吹温度试验结果 Table 4 Determination results
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灰吹成功的依据：铅扣在一定的温度下能够保持熔融状态以保证灰吹的正常进行，保证分析结果的准确度，灰吹完毕得到外观适宜的银粒，如图 3所示，银粒表面光滑，无明显的贱金属附着在表面，显示银的正常光泽，肉眼见不到灰皿壁有银粒的迸溅，整体呈现出一个“小馒头”的外观.

图 3 银粒外观 Fig. 3 Appearance of Silver

2.5 试样质量的选择

试样质量太少，代表性不好，误差较大.试样太多，一方面，在熔融过程容易造成熔渣的外溢，从而造成损失；另外一方面，固定的熔剂质量不能够完全富集样品中的贵金属，使贵金属造成损失.试样质量越多，引入有害元素的质量分数越多，在熔融和灰吹过程中不容易去除，给试验带来困难.选择实验室内控样品，编号：XYJNKY-02，进行试验，试验结果见表 5.试验结果证明试样的优选质量为10.00 g.

表 5 试样质量试验结果 Table 5 Determination results
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3 验证试验 3.1 准确度试验

为了验证锌阳极泥中银质量分数测定结果的准确度，选择实验室内控样品，样品编号分别为XYJNKY-01~05进行试验，将试验结果与参考结果进行比对，方法的准确度满足要求.方法适用于锌阳极泥中50~1 000 g/t银量的测定，试验结果见表 6.

表 6 准确度试验结果 Table 6 The accurate results
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3.2 精密度试验

为了验证锌阳极泥中银质量分数测定结果的精密度，选择样品编号分别为XYJNKY-01~05的内部控制样品进行平行试验，检测结果的相对标准偏差为1.58%~4.38%，方法的精密度满足精密度要求，试验结果见表 7.

表 7 精密度试验结果 Table 7 The results of precision test
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3.3 回收率试验

选择在控制样品XYJNKY-01中分别加入一定量的纯银(99.99%)进行分析，银的回收率在99.84%~99.93%之间，满足锌阳极泥中银量的测定要求，试验结果见表 8.

表 8 加标回收试验结果 Table 8 The results of recovery tests
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4 结论

通过试验建立了锌阳极泥中银质量分数的分析方法，能够较好地分离干扰元素，有效富集样品中的银，不用进行二次试金，环境友好，工作程序简单、容易掌握、分析成本低.该方法的银回收率在99.84%~99.93%范围内，相对标准偏差在1.30%~3.50%范围内，满足锌阳极泥中银的检测要求，能够快速、准确指导生产，值得推广应用.

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