铜阳极泥中部分贵金属及杂质元素的分析方法

朱永红

（金隆铜业有限公司，安徽铜陵 244021）

铜阳极泥是由火法精炼[1]的粗铜阳极在电解精炼过程中不溶于电解液的各种物质所组成。 硫化铜精矿冶炼产生的铜阳极泥，一般含金（质量分数0.8%～2.0%)、银（质量分数 5%～15%）、铜（质量分数 10%～20%），并含有一定量的硒、碲、锑、铅、铋、砷等，但含铂族金属很少，仅铂、钯元素含量稍高。 冷杂铜电解所产生的铜阳极泥，金、银含量相对较低，而砷、铅、锡含量较高。 部分冶炼企业在进行硫化铜精矿精炼过程中会加入冷杂铜， 导致生产出来的副产品铜阳极泥成分比较复杂。在生产控制及结算时，企业一般更关注铜、金、银、硒等元素，针对其取样和检测方法的研究较多，而对其它元素的研究相对较少。 本文拟研究除上述4 种元素之外的贵、贱金属检测方法，以期有效指导后续阳极泥的贸易、加工等。

1 实验部分

1.1 试剂

实验所用试剂为盐酸、硝酸、氢氧化钾、无水碳酸钠、氧化铅、氧化硅、硼砂、淀粉。 所用试剂均为分析纯；所用水为电阻率≥18．2 MΩ·cm 的超纯水。

标准贮存溶液：1）砷、锑、铋、镍、铁、铅、锌、锡、硒、碲、钙标准贮存溶液各1 份，每份质量浓度1 mg/mL。2)铂、钯标准贮存溶液各1 份,每份质量浓度0.1 mg/mL。

1.2 仪器与材料

仪器与材料包括：1）天平3 台，感量分别为1 g、0.001 g、0.001 mg。 2）试金电炉，最高加热不低于1 200 ℃。 3）黏土坩埚，容积约 300 mL，材质为耐火黏土。4）灰皿、瓷坩埚、铸铁模。5）电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)。

1.3 仪器测定条件

为得到较高的测量精密度和较低的检出限，仪器测定条件见表1。

表1 仪器测定条件

1.4 实验方法

1)铂、钯分析:准确称取适量的铜阳极泥试样，采用铅试金富集法将铜阳极泥试样中的铂、钯、金富集在合粒中，再将合粒溶解成溶液，然后用电感耦合等离子体发射光谱仪同时测定铂、钯和金含量。

2)砷、锑、铋、镍、铁、铅、锌、锡、硒、碲、钙量的测定:准确称取适量的铜阳极泥试样，置于烧杯中，加入适量硝酸、盐酸及酒石酸溶液，于低温电炉上加热至清亮，取下，冷却后转移至100 mL 的瓶中，以水稀释至刻度，摇匀，采用ICP 测定上述元素含量[2]。

2 结果与讨论

2.1 铂、钯分析实验

2.1.1 不同灰吹温度对铂、钯测定影响

挑 选编 号为 C-140527-109-01 ～C-140527-109-09 的铜阳极泥样品，按照1.4 节第1 条所述方法进行实验，控制灰吹温度，将其分别设定为850 ℃、870 ℃、890 ℃，得到金银合粒后将其溶解[3]，再用ICP分别测定其中的Pd、Pt 含量,见表2。

表 2 Pd 和 Pt 含量 g/t

根据表2 数据，可以得到金属Pd、Pt 含量随着灰吹温度的变化规律如图1 所示。

图1 Pd、Pt 含量随灰吹温度变化规律

由图1 可知，Pd、Pt 含量随着灰吹温度的变化相差不大，反映出温度变化对Pd、Pt 含量的影响小，从而判断Pd、Pt 损失率不大。 此种偏差可能属于平行实验的结果偏差。

2.1.2 准确度验证

按照上述分析过程，对两批次阳极泥进行了平行测定，得到Pd、Pt 的含量，然后在阳极泥试样中加入铂粉、钯粉，进行回收率实验。 回收结果见表3。

表3 回收率实验数据

同时，金隆公司还委托贵研铂业检测科技有限公司作为第三方实验室也进行了分析，两个单位实验比对情况见表4。

表4 比对结果 g/t

从表3、表4 可以看出，所有实验的回收率均在95%～105%之间，实验室间比对结果也较好，说明该方法测定可靠。

2.2 杂质元素在火试金合粒中占比实验

此实验对《铜阳极泥化学分析方法 砷、铋、铁、镍、铅、锑、硒、碲量的测定》(GB/T 23607－2009 )中的分析方法进行了改进，使得锌、锡、钙这3 个常见元素也能用仪器一起测定，扩大了测定范围，增强了实用性。

实际情况下，阳极泥中锑、铋、镍、铅的存在对阳极泥中金银含量的分析有影响。 这主要是由于在灰吹得到的合粒中会有这些元素的残留， 且分金得到的金片中也有铂、钯、钌、铱等铂族元素的残留。在火试金分析铜阳极泥中金银的过程中， 有时候残留的锑、铋、镍、铅、铂、钯、钌、铱等杂质元素能占到金银合粒质量的1%～5%。为了弄清楚在现有实验条件和人员技术水平下，杂质元素在金银合粒的残余量，金隆公司进行了大量实验，挑选10 个铜阳极泥批次样品，每个样品进行了8 次平行分析，求平均值，然后再算出杂质在合粒中占比。 得到的数据见表5。

表5 样品中金、银含量以及杂质元素在合粒中的残余量及占比

从表5 可知， 杂质元素在阳极泥火法试金合粒中的含量范围在 150～800 g/t， 占比在 0．2%～1%之间，相比行业标准 YS/T 745．2－2016 规定的 Ag 的允差2%～6%要小得多，但是Pd、Pt 的含量之和却大于行业标准规定的Au 的允差。 由此可见，杂质元素的测定对于金银含量的准确测定有实际意义。

3 结语

通过上述实验， 可以确定测定铜阳极泥中贵金属(除金银外)和贱金属的基本分析方法。前期处理铜阳极泥试料同火试金法，获得金银合粒后，分金得到的金粒用王水溶解后，与之前的分金液合并后，使用ICP－AES 分析法[4]测定溶液中的各种贵、贱金属元素含量。该方法能够满足日常检测分析需要，为铜阳极泥加工及用于其它用途起指导意义。