金银贵金属火试金方法(五):影响熔炼灰吹的注意要点火试金价格多少?

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金银的火试金方法(四):影响熔炼的注意要点,影响火试金化验熔炼有哪些?灰吹过程应注意什么?

5.5.1.3影响熔炼的注意要点

气体逸出时产生的响声,在炉外也能听到(指电炉)。

当响声停止,表示坩埚内的反应基本结束,可以迅速升温,使熔渣的粘度降低,让捕集了贵金属的铅粒顺利地下沉,达到铅扣和熔渣的分离。根据试样的性质和采用的配料方法,升温到所需的温度后,保持10~15min,即可以出炉。

试金中所用的试剂和试样要充分混匀,增加它们之间的接触面,以便熔炼时试剂与试样之间

同时要注意贵金属的玷污。随着铅试金捕集贵金属范围的扩大,现在铅试金法已经不局限应用于金,银了,还用来富集铂、钯、铑、铱的,甚至也可用铅试金法来富集锇、钌。在富集这些贵金属时,常常加入其它种贵金属作灰吹保护剂,这些作为灰吹保护剂的贵金属在另一场合又是被分析的对象。因此,必须保持所用器皿、桌面、工具的清洁。若掉以轻心便会玷污试样和试剂,引起技术事故。在试样的加工和熔炼过程中,也要避免高品位的试样玷污低品位的试样。因玷污而造成的技术事故常常不易察觉,错误的结果继续产生,这点应引起充分的注意。

5.5.2灰吹过程和原理(Cupellationprocess&Principle)

5.3.4.1灰吹过程

将熔融后得到的铅扣,置于灰皿中,控温900℃进行熔炼,此时熔铅与空气中的氧接触变成氧化铅,由于表面张力的作用,大部分PbO被多孔的灰皿所吸收,小部分挥发掉,金银不被氧化,成合粒状留在灰皿之中。根据冶金学中高于金属氧化物熔点的氧化熔炼过程叫做灰吹,因此我们称这一分离手段叫灰吹过程。

灰吹过程可以分为三个阶段:铅扣的装入和熔化;铅扣的氧化和吸收;炫色和闪光。

(1)熔融和脱皮,

将铅扣放入已在900℃预热30min的灰皿中,关闭炉门,若灰皿已充分预热,则铅扣应立即熔化。起初表面上有一层暗黑色的浮渣,若炉内温度合适,则经过1~2mjn黑色浮渣即消失,融铅开始发亮,片刻间则呈现光辉的融铅表面,这种现象叫做脱皮。如果延迟了2~3min还没有脱皮,可能是高温炉的温度太低,或者灰皿没有充分预热,或者炉内气氛是强氧化性的,或是因为铅扣中存在了大量的锡、镍等杂质。锡,镍的氧化物熔点很高,覆盖在融铅的表面上。如果铅扣中杂质太多,只有在升高温度灰吹,但这样金、银的损失增大。如果铅扣较纯,只因炉温太低,则在炉门口放一块木炭,产生的还原性气氛可将氧化铅还原成金属铅,促使铅扣脱皮。

(2)氧化和吸收

脱皮后将炉门微开,露出一道缝隙,让空气进入炉膛,炉温可以降低到850℃,此时融铅的温度较周围的温度有显著的提高,这是由于铅被氧化而发热造成的,因而融铅表面发亮。已熔化的氧化铅渗入灰皿中,小部分氧化铅是呈气体挥发掉,象烟似地由灰皿上升。由于氧化铅被灰皿吸收,围绕着灰皿出现一个圆环,其位置恰好在融铅上面。假如圆环是亮红色,表示灰吹温度太高。如果灰吹温度太低,融铅表面上的温度低于氧化铅的熔点时,融熔的氧化铅会完全凝固,包住融铅,因隔绝了空气,所以融铅不再被氧化,灰吹也停止进行,这种现象叫做冻结。冻结现象经常发生在灰吹的后期,因为这时铅已很少,铅被氧化产生的热量和前期相比,已大大减少,融铅上的温度已在降低。如果这时炉温不升高,很多冷空气进入炉中,很容易发生冻结。冻结以后,如果再把炉温升高到灰吹重新开始时的温度,所得的分析结果常因温度太高而偏低。补救的办法是将已冻结的灰皿取出,马上加几克铅皮,重新放入炉内灰吹。

(3)炫色和闪光

在灰吹过程将要结束之前必须升高温度。因为这时融铅的表面大大减少,氧化所产生的灼热量也相应减少了,并且因为随着融铅减少,铅中金银的比例增高,合金更难熔化了。为了除尽设计后一滴铅,设计后的温度应达到900℃,但也不要升得太高,那样会造成金银的损失加大。合粒中银的成分越高,它的形状越圆,并映出氧化铅的滴子在它面上移动。随着设计后一滴氧化铅的失去,在合粒上面留下一层厚薄不同的氧化铅薄膜,产生了光的干扰作用,合粒呈旋转现象并有似虹的连续色彩,这种现象称为炫色。炫色只持续几秒钟之久,色彩消失后,合粒即变暗,隔几秒钟后合粒上设计后闪耀一次光辉,这是因为合粒中熔化潜热骤然放出而再次出现的光辉,这种现象称之为闪光。出现闪光现象表示灰吹作业已告结束,便可将灰皿取出。

5.3.4.2影响灰吹的因素

(1)灰吹的温度

温度对灰吹的影响是很大的,一般应控制在850℃~900℃,如温度太低会产生冻结,温度太高又导致金银在灰吹过程中的损失增加。一般说来,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。

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1g时,损失大增,特别在灰吹接近结束时,损失设计大。

(2)贱金属存在时对灰吹损失的影响

在试金熔炼时,除了贵金属进入铅扣外,还有一些易被还原或者易溶解于铅中的元素如铜,铋,硒、碲、砷,锑,镍等也会进入铅扣中。这些贱金属进入铅扣后,铅扣变硬,锤打时易裂口。不但改变了铅扣的物可靠能,还会给灰吹带来困难,并且使贵金属的损失增大。文献[5]报导了铅扣中贱金属对金、银在灰吹时损失的影响。

铜试样中的铜以不同的程度进入铅扣中,灰吹时铜氧化成氧化铜,氧化铜易溶解在氧化铅中,它与氧化铅一起被吸收在灰皿中。铜进入铅扣后,会使融铅的表面张力减小,增加金、银在灰吹时的损失。当铅扣中的铜达到2.5g时,对金、银的损失明显增大,尤其是对金的损失影响更为显著。铜量达3.0g时,灰吹便不能进行,设计后在灰皿上留下一颗表面为氧化铜的金属铜粒。含铜的铅扣在灰吹后氧化铜进入灰皿,在灰皿上留下污绿色,甚至几乎是黑色的污渍。

镍氧化镍在氧化铅中的溶解度很小,当铅扣中存在小量镍时形成暗绿色的浮渣,一部分留在灰皿上部,另一部分进入灰皿中,灰皿上略呈绿色。当铅扣中含镍在0.03g以上时,氧化镍盖住整个融铅的表面,使灰吹停止进行。

锑锑和铅在液态时能相互溶解,因而铅扣中可能含有大量锑。在灰吹开始时,它设计初放出Sb2O3的浓烟,在粗铅中含锑不少于2%的时候,生成黄色的熔渣。这种熔渣是由铅与锑的氧化物组成的,一部分浮在融铅的表面上,一部分渗入灰皿中。这种渣凝固时体积膨胀。如大量锑存在时,会因这种膨胀作用而使灰皿崩裂,招致铅液流掉。即使小量锑存在也会使灰皿轻微地龟裂,并留下黄色浮渣所形成的特殊凸纹。

砷砷的性质和锑相似,但是砷不容易进入铅扣中,而且在灰吹温度时,As2O3的蒸气压较Sb2O3的高得多,易挥发除去。由于这两个因素,砷和铅氧化物组成的浮渣不容易生成。

铁铁是不会进入铅扣的。外来的小量氧化铁溶于氧化铅中,在灰皿上留下暗红色的污渍。

锡在铅试金的条件下,试样中的锡不易被还原成金属,但因锡易溶于铅,所以一部分锡会进入铅扣中。在灰吹时,铅扣中的锡很快的氧化成SnO2。由于大量氧化锡的存在,会形成一层不溶性的锡酸铅的黄色浮渣盖住融铅表面,使灰吹停止。

铋铋是容易进入铅扣中的,铅扣中的铋在灰吹时是不易氧化的,所有的铅都被氧化后,铋仍与合粒在一起,直到设计后才氧化而被灰皿吸收。在合粒周围形成一个橙黄色的环。文献[7]报导了铋对熔炼和灰吹时的影响,当铅扣中的铋在0.2g以下,对0.5mg金和10mg银没有什么影响;超过0.2g时,金、银的损失随着铋含量增加而增大,主要损失于灰皿中。

碲碲对金、银有很强的亲和力,在熔炼和灰吹过程中对金、银造成较大的损失。碲易进入铅扣中,灰吹时不易氧化,量多时不易吹净。当试样中碲的总量在0.2g以下,熔炼和灰吹过程中对金、银的损失没有明显的影响。当碲量多时,灰吹后的金银合粒中会残留碲。合粒分金时,碲随银一起溶解在硝酸中,使银产生正误差。另一方面,碲又使银在灰皿中的损失增大,产生负误差。所以,碲的存在使银的误差复杂化。当铅扣中含碲达1.0g时,不能形成金银合粒了。

硒硒的性质与碲类似,但硒对金,银的影响比碲小。试样中硒的存在量在0.5g以下,在熔炼和灰吹过程中对金、银的损失没有明显的影响,当硒达1.0g时,对金、银的损失已很明显,金的回收率由99%降到95%左右。银的回收率由96~97%降至91%。金主要损失在渣中,银主要损失在灰皿中。当硒的量到达5.0g,铅扣灰吹结束时,0.5mg金和10mg银不能形成金银合粒。

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