火试金分析:火是金灰吹方法
在火试金分析过程中,灰吹起到很重要的作用,金银的主要损失及误差来源均产生于操作步骤中。
火是金灰吹方法:
2操作步骤2.1灰吹的具体步骤为:
2.1.1 将干净无灰的灰皿在900"C- 920°C的灰吹炉内灼烧20分钟左右,除去灰皿中的有机物和气体物质。这些有机物不出去,会在灰吹过程中鼓泡而造成金银损失。
2.1.2将称量好的试样放入灰皿中,进行灰吹过程。由于银有很强的吸氧性,在灰吹结束阶段,温度下降,氧气会从试样中释放,这样就产生了开花现象。
火试金灰吹开花是什么原因?
开花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倍,在合粒中,随金含量的增加,吸收量逐渐减少,大约在银金比为2以下时,不再吸收,一般火试金法分析金锭成分, 银金比为2. 5~2.7,在液态时仍有-定的吸氧能力。液态银吸收的氧,在凝固时又重新释放。
火试金法中灰吹后,合粒释放氧一般有三种形式:一是集中于一处突然喷出,形成溅散:一种是集中一点较缓慢地释放,携带液态金属形成小的芽状突起;还有-一种是使合粒整体膨胀而在合粒表面形成裂纹。这些现象我们统称为“开花”。凡产生“开花”现象的合粒都会引起重量损失。以三种类型为设计大,造成分析结果无效。
开花有三种类型:
2.1.2.1 喷溅:快速从一个地方释放。
2.1.2.2拔刺:缓慢从-一个地方释放。
2.1.2.3表面裂纹:整体膨胀造成表面裂纹。
在高成色中,- -般采用加铜来减少和消除开花的现象,其原理是Cu部分灰吹,20%的铜残留在金银合粒中,残留于合粒中的铜与合粒在液态时( 此时铅已氧化完毕)吸收的氧相结合成为氧化物,由于氧少铜多,产生氧化亚铜。注意,加铜不要太多,当含铜量超过2%时,即可在灰吹后期形成冰铜而使灰吹无法继续进行。通常在1g纯金中加入40mg纯铜(各个国家加铜的比例是不一样的)。
2.2金银主要损失原因
银在灰吹过程中损失可能主要是氧化和氧化铅包裹,由于损失随温度升高而增加,所以灰吹应该在尽可能低的温度下进行,以便把损失减少极小值。金银氧化进入灰皿中,这是金银主要损失原因,其量约占全部损失的90%,另一个原因是金银的蒸发。
2.3“羽毛壮”的形成
铅的氧化是放热反应,特别是当它在含有骨粉的灰皿中进行的时候,骨灰粉用做绝缘体,铅比炉子的其它部分明亮得多。某些蒸发的氧化铅可能以树枝形状晶体的形式冷凝在灰皿的铅上方,这些“羽毛壮”的出 现标志着银量损失设计小。
2.3.1接近灰吹结束时,稍稍升高灰吹温度,这是当合金含银量变的丰富时,使合金保持熔融状态,以便除去剩余的氧化铅,当铅边面的氧化层变的很薄,这就导致了光干涉产生了一个“颜色的闪动”,而在灰皿中出现了旋转的小珠,由于铅除去后留下的液态金属是过冷的,当它凝固时潜热使温度升高,在这以后,银珠有一会儿变的很明亮。在“耀光"之后,把灰皿短时间停放在炉子中,然后取出,如获得大银珠,把灰皿移到炉子的前部,并放上一个热灰皿,目的是当银在下部凝固时,其表面保持融化状态,这是为了避免膨胀,膨胀是由溶液中的气体受迫逃脱而引起的。
2.3.2灰吹接近尾声时,需要保温2分钟,这是为了除掉多余的Pb。
2.4铅的配比
在实验过程中,应该针对不同的金银含量进行Pb的配比,Pb的用量应该根据杂质的总量来添加,因为对于高成色,灰吹时间越长,金银损失越严重,从而影响结果。灰吹结束后,应该等炉膛温度充分冷却后再打开炉门,不然在打开瞬间就会出现上面所说的几种严重影响测量的开花。实验证明,不同浓度的金银比,在相同灰吹条件下,会有不同的损失率。银含量越高,金银总量损失也越严重。
2.5铂族元素对和质金的影响
三灰皿的种类
火试金法的分析灰皿有两种,一种有动物骨灰制成,一种有镁砂制成。镁砂灰皿对标准金的吸收较小,当合质金中含有Pd元素,通过分金可以将其与金分离, 没有影响。
加Au与合粒“开花”的关系:
Ag在高温时,能吸收大量的氧气而在降低温度时则形成“ 银雨”,这是Ag具有的特性。在试金灰吹时,氧的释放基本有2种情况,一-是集中在一-点向外放出,二是在合粒上部已凝固的表面下向四周放出,由于氧释放产生合粒“开花”,引起Ag的损失,从而造成返工。
在控制灰吹条件下,小量Ag合粒不易产生“ 开花”,而大量Ag合粒(>200mg)“开花”的可能性较大,这是由于小合粒灰吹完后形成圆形,而大合粒灰吹完后成半球形。加入Au后,Au与Ag形成固溶体,即使灰吹结束后很快从炉中取出,也不会产生合粒“开花”。 为了更好的了解Au加入过程的情况,用加入Au量3倍的Ag,在同样的灰吹条件下,测出Au的回收率都在99.98%~100.05%,在整个灰吹过程中不损失,只作为Ag灰吹保护剂。
因而,采用加入熔点比Ag高的Au后,可解决火试金灰吹时合粒“开花”的问题,减少不必要的返工和补正。
提高Ag准确度的途径,一 是加Au后提高Ag合粒的重量,二是提高Au在合粒中的比例,增大Au作为Ag的灰吹保护剂。
对于低于X%含量的Ag矿,加入5~ 10mg的Au作Ag的灰吹保护剂,既满足Ag分析的准确度,又操作简单、提高分析速度。