秦学强
(招金矿业股份有限公司 技术中心,山东 招远265400)
矿石中金含量的测定方法有滴定法、原子吸收法、发射光谱法等,但无论采用何种方法,试样能否完全分解对结果的准确测定甚为关键,尤其对于含硫、砷、锑、碳等高的试样,经浮选后这些杂质也被相应的富集,因此必须保证在酸分解之前去掉有害杂质。采用焙烧的方法可以有效地驱除杂质,控制焙烧温度会得到满意化验结果。
试样采用直接混酸溶样一般适合于氧化矿,通常金常与硫砷锑等化合物伴生,混酸常不能将这些元素氧化为高价态,有的硫仅被氧化为单质状态而包裹、吸附金,使分析结果明显偏低。而采用焙烧方法可以除去这些物质,同时使含水矿物失去结晶水,试样形成多孔状,增大与酸接触面积,有利于试样的溶解。
焙烧可除去汞、铊、碲等对某些方法测金的干扰,能使银生成难溶于酸的硅酸银,减少银的干扰。试样经HCL—SnCl2溶液处理后将过滤所得残渣进行灰化,并在800℃灼烧1小时,可除去80%—90% 的铊。[1]
焙烧就是将硫、砷、锑、有机物、挥发性物质等有害杂质除去,避免在分解试样时所产生的还原、吸附、包裹、络合等反应的发生,避免试样溶解时的蹦溅所造成的金损失。
焙烧过程由于马弗炉空间的限制,供氧有限,最初是以还原性气氛为主,逐渐转化为以氧化性气氛为主,期间样品内各种元素、化合物进行着复杂的反应,试样进行着热分解、脱水、氧化还原、挥发、重新化合等复杂的物理化学反应[2],因此,选择合适的焙烧条件,对试样分析的准确性非常重要。
表1 实验结果g/t
2.2.1 温度选择
随着焙烧温度的变化,试样中发生着复杂的化学分解、合成等过程,在不同的温度焙烧决定了样品的处理结果,采用不同温度对样品进行了对比试验见表1。
由表中数据看出,在600℃以下焙烧结果明显偏低于火试金法,可能原因是硫化物没有完全除去,导致溶样过程中产生单质硫(硫球)吸附包裹金,结果偏低。在800℃焙烧,偏低原因可能是样品中含有砷(分析结果3.06%),砷与金形成低沸点的砷—金合金,合金挥发导致了金的损失;对于As:Au>800:1[3]时,易形成低沸点的合金,高于600℃,合金挥发造成损失,As:Au=5:1时,形成合金的可能性比较小,理论上在400℃就可挥发除去,但在实际操作过程中通常要采用高一点的温度;另外焙烧温度过高导致样品结块,粘附焙烧皿底产生损失。对焙烧后的样品用cs-800红外碳硫分析仪进行残硫分析,平均值见表,说明随着温度升高硫含量降低,但温度高样品结块反而不利于金的分析。综合考虑,选择二段焙烧,采用低温100℃升到400℃,450℃,500℃保持温度1小时,再升温700℃保持温度1.5—2小时,焙烧分析结果见表2。
表2 分析结果g/t
由表2数据可以看出,采用450℃,500℃焙烧1小时,升温700℃继续焙烧2小时,结果基本一致,数据稳定,而400℃-700℃焙烧时数据波动较大。
2.2.2 其他焙烧方法
1)对含锑高的矿样[4]应先加入3倍锑量的固体氯化铵混匀,从低温升至240℃,焙烧2小时,使锑以氯化物形式挥发除去,再升温至340℃,使多余的氯化铵挥发,再升温到650℃焙烧1小时,能得到较好的分析结果。
2)对含硅高的试样应加入试样称样量0.5倍量的氟化氢铵混匀,从低温升温到300℃,保温1小时,使试样中二氧化硅以四氟化硅(SiF4)气体逸出,再升温至650℃保温2小时。
3)含氯化物样品的试样焙烧时,金以氯化物形式挥发损失,阎玉琨[5]采用加入金属氧化物形成金属的氯化物升华。表明;当试样含氯小于6%时,加于0.6倍试样量的NiO,再经焙烧可以达到驱氯保金的效果。
综上所述,在矿石分析时需根据矿石的特性,采用有效的预处理方法;采用二段焙烧法,即从低温100℃开始升温450℃焙烧1小时,再升温到700℃焙烧2小时,降温到400℃以下取出冷却,采用王水溶样分解,可以得到满意的结果。
[1]薛光.地质实验室[J].1989,5(2).
[2]南君芳,等.金精矿焙烧预处理冶炼技术[M].冶金工业出版社,2010.
[3]薛光.金的分析化学[M].宇航出版社,1990.
[4]徐宝余,等.冶金分析与测试[J].1984,1,65.
[5]阎玉琨.冶金分析与测试[J].1984,5,43.