火試金法測(cè)定精煉金中金含量的方法研究

摘要 火試金法是經(jīng)典的、在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的、測(cè)定結(jié)果zui為準(zhǔn)確的黃金含量直接測(cè)定方法。本文借鑒了國(guó)內(nèi)外同行的寶貴經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)方法應(yīng)用中的關(guān)鍵步驟進(jìn)行了研究試驗(yàn)，提出了解決辦法，系統(tǒng)地闡述了我司實(shí)驗(yàn)室新的測(cè)定精煉金中金含量的火試金分析方法。
Abstract: Fire assay is a direct accurate determination method that is classicand widely used in the world. This article researched key steps of method andput forward problem-solving ways during fire assay method employed based onexperiences of other laboratories.
關(guān)鍵詞 火試金法;測(cè)定;精煉金;金含量
Key words: Fire assay Determination Gold content

1 前言 倫敦金銀市場(chǎng)（LBMA）協(xié)會(huì)對(duì)精煉金試金分析能力的要求是：檢驗(yàn)結(jié)果大于或等于99.95%時(shí)允許誤差為±0.005%，檢驗(yàn)結(jié)果小于99.50%-99.95%時(shí)允許誤差為±0.015%。很明顯，我們?cè)瓉?lái)采用的現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法GB/T 11066.1-89已不能滿足LBMA的要求。我們?cè)谝酝暮腺|(zhì)金檢測(cè)中，設(shè)備和方法上都存在著較大的缺陷：檢測(cè)的試驗(yàn)環(huán)境條件較差；檢測(cè)設(shè)備的精度達(dá)不到要求；方法的應(yīng)用不到位。具體表現(xiàn)是：同一批次中同一樣品結(jié)果極差較大；標(biāo)樣的校正值波動(dòng)大且不穩(wěn)定；精度較差；準(zhǔn)確度亦較差。為了提高我司實(shí)驗(yàn)室試金分析水平并達(dá)到LBMA的要求，我們?cè)谠嚱鸱治龇椒ㄒ约跋嚓P(guān)的儀器設(shè)施上作了很大的改進(jìn)。
2 試驗(yàn)部分
2.1方法原理 試樣加入適量的高純銀和少量銅，包于鉛箔中，于950℃在試金爐中進(jìn)行灰吹，使所有賤金屬被灰皿吸收與貴金屬分離，將金銀合粒退火與碾片，用硝酸分金，金卷于800℃燒結(jié)。用超微量天平稱重后計(jì)算金量，隨同試驗(yàn)帶金標(biāo)樣以校正金的含量。
2.2儀器設(shè)備
2.2.1試金爐：zui高加熱溫度1600℃，1000℃時(shí)控溫精度±3℃；
2.2.2超微量天平：感量2μg；
2.2.3碾片機(jī)：可碾至厚度0.1 mm；
2.2.4分金籃：用0.5mm～1.0mm不銹鋼片制成。
2.3試劑材料
鉛箔：純鉛>99.9%，厚0.1mm，且不含金；
純銀：>99.99%，且不含金；
硝酸（1+1），分析純 ；
硝酸（2+1），分析純；
金標(biāo)樣：含量≥99.999％；
灰皿 ： 鎂砂灰皿(主要成分MgO)，尺寸?×h（mm）：40×35，凹面深度16mm。
2.4 方法步驟
2.4.1秤重：
2.4.1.1在秤出0.400或0.402克標(biāo)準(zhǔn)金和樣品金之后，秤準(zhǔn)至0.001毫克。標(biāo)準(zhǔn)金和樣品金必須交替秤重以防止天平受氣流影響導(dǎo)致秤重偏差和天平本身的任何系統(tǒng)偏差。
2.4.1.2 1.00—1.02克的不含金的銀（其純度在9999以上，在此之前燒結(jié)的），7毫克不含金的高純銅和樣品金一同包裹在不含金的鉛箔里。標(biāo)準(zhǔn)金的包裹法與此相同。
2.4.1.3包裹用的每一張的鉛箔大小和重量應(yīng)當(dāng)相同。在進(jìn)行灰吹之前原來(lái)的錐形鉛箔包裝必須改為圓形包裝并壓緊。
2.4.2灰吹：灰皿于950℃預(yù)熱20分鐘。把包裝好的鉛球（圓形）快速放入灰皿中。關(guān)閉爐門待鉛扣脫皮后，稍開(kāi)爐門?；掖禍囟葹?/span>950℃，待灰吹*后關(guān)閉爐門，于950℃保持2分鐘。然后關(guān)閉電源，待熔爐溫度降至750℃以下時(shí)取出凝固的金銀合粒。
2.4.3輾片：敲打合金的一側(cè)以除去灰皿中沾上的灰并使扁平紐扣形的合金變成方形。該合金在850℃時(shí)退火，然后碾成約100毫米長(zhǎng)、8毫米寬、0.2毫米厚的薄片，于750℃退火，使之冷卻，并把它卷成冠狀。
2.4.4分金：把每一個(gè)卷好的金卷按順序放入分金籃中。于80℃預(yù)熱好的熱硝酸（1+1）中浸30分鐘，然后取出用熱水洗滌三次。再將分金籃放入預(yù)熱至微沸的硝酸(2+1)中浸30分鐘。在上述的分金操作過(guò)程中，每30分鐘就要把盤子旋轉(zhuǎn)3次，使其受熱均勻。zui后取出分金籃，用熱水洗滌十次。
2.4.5干燥和燒結(jié)：把金卷連同分金籃一起在電爐上烘干，再用尖頭鑷子把每一個(gè)金卷輕輕夾入干凈的坩堝里，于800℃的馬弗爐中進(jìn)行燒結(jié)。
2.4.6 分析結(jié)果的計(jì)算與表述

式中：m1 測(cè)得試樣金卷質(zhì)量，mg; m2 試料的質(zhì)量，mg;
m3 測(cè)得標(biāo)樣金卷質(zhì)量，mg；m4 稱取標(biāo)樣質(zhì)量，mg
D 標(biāo)樣金的百分含量，％
注：稱金卷與稱樣品時(shí)應(yīng)使用同一臺(tái)天平，且環(huán)境條件保持一致。
3 結(jié)果與討論
3.1 結(jié)果
試驗(yàn)人員從方法的每一步驟進(jìn)行研究和摸索，做了大量的條件試驗(yàn)后得到了滿意的結(jié)果?，F(xiàn)將我室檢測(cè)LBMA標(biāo)準(zhǔn)樣品的測(cè)定結(jié)果匯總?cè)绫?/span>1：

表1 分析結(jié)果對(duì)照和精密度
樣品編號(hào) 檢測(cè)結(jié)果/% 平均值/% 極差/% SD/% 標(biāo)準(zhǔn)值/%
A 99.978 99.980 0.004 0.0016 99.980
A 99.980
A 99.980
A 99.982
B 99.838 99.842 0.007 0.0033 99.850
B 99.840
B 99.844
B 99.845
C 99.502 99.505 0.006 0.0032 99.506
C 99.507
CC 99.50299.508

3.2 討論
3.2.1分析結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度
火試金法對(duì)檢測(cè)人員的操作技術(shù)要求很高，操作過(guò)程的不確定因素很多，而且有些因素的影響無(wú)法予知，如果操作不過(guò)關(guān)，將無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定。上表數(shù)據(jù)表明：三個(gè)樣品結(jié)果的平均值與標(biāo)準(zhǔn)值之差分別在±0.005%或±0.015%以內(nèi)，且精密度均小于0.0050%，說(shuō)明通過(guò)改進(jìn)后的方法及我實(shí)驗(yàn)室的分析水平已能達(dá)到LBMA對(duì)試金分析能力的要求。
3.2.2 設(shè)備和環(huán)境的改進(jìn)
在此項(xiàng)工作開(kāi)始前，對(duì)試金分析所需的儀器設(shè)備和環(huán)境條件進(jìn)行了重新配備和改造，這是做好試金分析的*條件。
3.2.1.1 天平室：使用百萬(wàn)分之一天平；重新建造天平臺(tái)，保證稱樣天平的穩(wěn)定；控制天平室的環(huán)境（溫度25℃、濕度60%）。
3.2.1.2試金爐：改用控溫精度較高的試金爐（1000℃時(shí)控溫精度為±3℃）。
3.2.3 方法的改進(jìn)
根據(jù)國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn)，試金分析操作過(guò)程中zui重要的步驟是灰吹和分金這兩個(gè)過(guò)程；標(biāo)準(zhǔn)金的殘銀量應(yīng)當(dāng)控制在0.3至0.6毫克的幅度之間，太大或太小都表明操作的不夠穩(wěn)定。
3.2.3.1 秤重：秤樣時(shí)以灰皿放置圖的順序進(jìn)行稱樣。
灰皿放置圖如下：
A B P C B
P C A P A
B P C B P
G A P C G

P－金標(biāo)樣，A、B、C－樣品，G－管理樣
3.2.3.2 灰吹：根據(jù)試金爐內(nèi)的溫度變化特點(diǎn)確定標(biāo)樣、試樣及管理樣在試金爐中的灰皿擺放位置。
3.2.3.3 碾片：合粒碾薄的速度不宜過(guò)快，嚴(yán)格控制薄片的寬度和厚度。
3.2.3.4 分金：使用加熱溫度能進(jìn)行調(diào)節(jié)的可調(diào)式電爐控制分金溫度；對(duì)分金用的試劑（1+1）HNO3、（2+1）HNO3的密度進(jìn)行嚴(yán)格控制。
4 結(jié)論
我國(guó)黃金行業(yè)普遍采用的精煉金的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法即GB/T 11066.1-89與*的同類產(chǎn)品的分析方法有一定差距。我室根據(jù)現(xiàn)有條件，借鑒2005年LBMA貴金屬試金研討會(huì)上了解的*的試金方法以及國(guó)內(nèi)做試金分析較好的幾家實(shí)驗(yàn)室的好的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)大量條件試驗(yàn)建立的精煉金的火試金法是可行的，已接近或達(dá)到先進(jìn)水平。
參考文獻(xiàn)
[1] GB 11066.1-89，金化學(xué)分析方法 火試金法測(cè)定金量。
[2] GB/T 15429.1-94，合質(zhì)金化學(xué)分析方法 火試金重量法測(cè)定金量。
[3] ASTM B562-95，精煉金標(biāo)準(zhǔn)附錄 火試金法分析精煉金化學(xué)成分。
[4] The LBMA Assaying Seminar 21st＆22nd June 2005 TheArmourers′Hall，London。
[5] Corrected Fire Assay Method for High Gold Alloy 。apresentation by Chihiro Nakanishi，Chief engineer，Technical Department，Tanaka Kikinzoku KogyoK.K（TKK）at LBMA AssayingSeminar in London on Wednesday 22 June 2005。


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