不同灰吹温度对铅火试金法检测结果的影响

灰吹过程就是把含杂质金属的金和银放在高温炉内灰皿 (由耐火或耐高温材料制成的平底多孔盘)中熔化，随后在 其上面吹入热空气气流来分离掉杂质的过程。铅、铜、锡和 其他需分离的金属杂质被热空气氧化，一部分挥发，一部分 被灰皿吸收。在火试金分析过程中，灰吹过程很关键，金的 主要损失及误差来源均产生于此操作步骤中。

灰吹过程中影响灰吹的因素主要来源于两个方面：(1) 仪器设备和试剂材料;(2)灰吹关键步骤的操作。

仪器设备和试剂材料

1.马弗炉

马弗炉，试金用的高温灰吹炉，这种炉子应具有使空气 流通的进气口和出气口，设计好能使空气预热并能使其稳定地 通过，炉温能均匀地由室温加热到1 000 920～1000，温度过低会产生冻结，温度过高又导致金 银在灰吹过程中的损失增加。通常情况下，金银是难氧化的， 但是随着温度的升高，金银的氧化程度也在增加。金银氧化 后，其氧化物随氧化铅吸收到灰皿中，或者散落在灰皿表面， 这是金银损失的主要因素，其量约占全部损失的90%。另一 个原因是金银在高温下的蒸发随温度升高而增加。所以灰吹 应该在尽可能低的温度下进行，以便把损失减少到极小值。 金银在整个灰吹过程中损失的程度是不一样的，开始时损失 很小，随着灰吹的进行，铅量逐渐减少，相应地金、银在铅 中的浓度增加，金、银的损失也随着加大，到灰吹后期，当 铅量剩下不到1 时，损失大增，特别在灰吹接近结束时，损失设计大。

2.灰皿

灰皿是灰吹铅扣时吸收氧化铅用的多孔性耐火器皿。灰吹法(火试金法)测定金合金饰中的金含量常用的灰皿有 两种：镁砂灰皿和骨灰灰皿。 骨灰灰皿是用牛羊骨头灼烧、磨细、再灼烧得到的，其 中有机物必须全部除去。它的成分主要为磷酸钙、级化钙、 氧化镁等。骨灰的细度要小于0.147 mm，其中0.088 mm 应占50%以上。用纯骨灰制的灰皿较松，试金分析一般使用 浅谈灰吹法中影响灰吹的因素 68骨灰和水泥的混合灰皿。 镁砂的主要成分是氧化镁，它是很好的耐火材料，能耐 碱性熔剂的侵蚀。铅扣灰吹时生成的氧化铅是极强的碱性熔 剂。在高温时氧化铅与二氧化硅的亲和力很强，能侵入灰皿 中的硅酸盐。骨灰灰皿中含的硅酸盐较多，用这种灰皿灰吹后， 皿表上会出现小坑，贵金属会因此而受到损失。使用镁砂灰皿， 灰吹后无此现象，表面很光滑。 笔者通过实验分别验证了镁砂灰皿和骨灰灰皿对实验过 程中金含量的影响，单位(%)见表1。

镁砂灰皿和骨灰灰皿对实验过程中金含量的影响灰皿种类

表1 的结果显示，样品金含量与理论金含量的结果偏差均小于0.1%，但采用镁砂灰皿其结果更接近理论值。 铅在高温下具有萃取贵金属的能力，作为捕集剂，其比重大，设计后沉降在试金坩埚的底部。冷却后的形状像钮扣， 称作扣或试金扣。用铅作捕集剂时，称这种捕集了贵金属的 金属铅为铅扣。铅对Ag，Au 的捕集效果很好，捕集率大于 99%。 在火试金实验中，将铅粒(分析纯，不含贵金属和铋) 熔化铸条，轧成0.2 mm 厚的铅箔，擦去油脂。由于试验中铅 箔重量和样品重量有比例要求，铅箔过厚使其面积太小，不 便于包裹标准金和样品，铅箔过薄又会在包裹标准金和样品 的过程中撕裂，致使标准金和样品损失。 由于样品成色越高且灰吹时间越长，致其在灰吹过程中 金银损失越严重，从而影响结果。所以在实验过程中，应根 据样品的金银含量进行铅箔的配比，铅箔的用量应根据样品 杂质的总量来添加。

灰吹关键步骤的操作

在火试金实验过程中，灰吹过程对实验结果影响很大， 实验中金银的主要损失及误差来源均产生于操作步骤中。根 据笔者多年的实验经验，归纳为以下实验关键步骤，更有利 于提高该方法的准确度和精密度。

(1)将干净无灰的镁砂灰皿在920的马弗炉内灼烧 20 min 左右，除去灰皿中的有机物和气体物质。如果样品与 镁砂灰皿在常温下一同放入马弗炉，会在灰吹过程中鼓泡而 造成金银损失。

(2)样品和标准金中加入适量的纯铜。火试金法在测定 高纯金合金样品时，样品和标金中要加入相当于金质量2.1~2.5 倍的高纯银。由于银有很强的吸氧性，在灰吹结束阶段，温 度下降，氧气会从样品中释放，这样就产生了“开花”现象。 其原因是银在高温液态下，吸收空气中的氧，吸收量可达银 体积的20 金银合粒释放氧一般有3种形式：集中于一处突然喷出， 形成溅散(spit);集中一点较缓慢地释放，携带液态金属 形成小的芽状突起(sprout);使合粒整体膨胀而在合粒表 面形成裂纹。这三种现象统称为“开花”。凡产生“开花” 现象的合珠都会引起金银重量损失。前两种损失设计大，造成 实验失败。 为了克服金银合珠“开花”， 在称量样品和标金时加入 适量的纯铜来减少和消除开花的现象，其原理是加入的铜部 分被灰吹，约20% 的铜残留在金银合珠中，残留于合珠中的 铜与合珠在液态时吸收的氧相结合成为氧化物(此时铅已氧 化完毕)，由于氧少铜多，产生氧化亚铜，使氧不再释放。注意， 加铜不要太多，当含铜量超过2% 时，在灰吹后期可能形成冰 铜而使灰吹无法继续进行。通常在1 纯金中加入40mg (3)铅箔包裹样品和标准金时，需将铅包挤压严实，不留空隙，有利于灰吹效果和减少金银合珠“开花”的发生。 将样品与标准金的铅包交叉排列放入马弗炉内的灰皿中，以 免炉温的不均造成误差。 (4)当样品是含镍的白色金合金(不含钯)时，可采用 增加铅箔用量的方法进行灰吹。即用6 左右铅箔对样品和标准金进行包裹，此时的铅箔用量相当于普通用量的1.7 倍，灰吹温度也要提高到1000~1 150。对于含有钯的白 色金合金样品，将经过一次灰吹和分金的合金卷和标准金再 铅箔(再加约50mg 的纯铜)进行包裹，在炉温为 000左右的温度下进行第二次灰吹。

结论

灰吹法(火试金法)作为测定金合金饰中的金含量的 仲裁方法，实验过程步骤较多，尤其灰吹过程对实验结果影 响较大，了解并掌握灰吹过程中影响灰吹的因素，将会大大 提高实验的精度度和准确度。