用火試金法富集貴金屬溶液中的金和鈀

施 平，陳小蘭

廣東省工業(yè)技術(shù)研究院（廣州有色金屬研究院）分析測(cè)試中心，廣東 廣州 510650

用火試金法富集貴金屬溶液中的金和鈀

施 平，陳小蘭

廣東省工業(yè)技術(shù)研究院（廣州有色金屬研究院）分析測(cè)試中心，廣東 廣州 510650

將經(jīng)濃縮的小體積的貴金屬溶液直接加入到火試金配料中，用火試金方法分離貴金屬元素中的金和鈀及其它雜質(zhì)元素.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法的分析結(jié)果與經(jīng)典的活性炭吸附方法相符，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.02%～10.9%（n=6）.

貴金屬溶液；火試金法；金；鈀

貴金屬溶液是指在提取、富集及精煉貴金屬過程中產(chǎn)生的含貴金屬的溶液，準(zhǔn)確地分析貴液中的貴金屬，如金、鈀、銀、銠、銥和鉑等元素，是生產(chǎn)過程中十分重要的環(huán)節(jié).分析貴金屬溶液一般是先對(duì)貴金屬元素進(jìn)行富集，再進(jìn)行測(cè)定.常用的方法有溶劑萃取法、離子交換法、共沉淀法和活性炭吸附法（僅用于金元素的分析）等，但這些方法都存在著流程長(zhǎng)、費(fèi)時(shí)費(fèi)力的不足[1].隨著現(xiàn)代分析儀器的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在日常分析中也往往對(duì)貴金屬溶液不做任何分離富集，而是用儀器（如原子吸收、ICP等離子光譜等）直接測(cè)定，這往往受溶液中主體元素或含量比貴金屬元素高的雜質(zhì)元素的干擾，可靠性比較差.傳統(tǒng)的火試金法，對(duì)成分復(fù)雜、含量低的樣品分離富集效果好，測(cè)定結(jié)果可靠，但要求試樣為固體形態(tài)，對(duì)于液態(tài)的試樣，往往需先轉(zhuǎn)化為固體的形態(tài)，其操作手續(xù)較復(fù)雜，而且也易產(chǎn)生損失現(xiàn)象[2].

本文根據(jù)貴金屬溶液中金或鈀的大致含量，將貴金屬溶液直接濃縮到某一體積，然后用移液管準(zhǔn)確吸取一小體積的液體，放入到裝有配料的坩堝中，采用火試金法進(jìn)行分離富集.該法操作簡(jiǎn)單可靠，通過預(yù)先濃縮溶液體積，可有效地降低測(cè)定下限，而且測(cè)定過程中不易產(chǎn)生損失.該法測(cè)定結(jié)果比較準(zhǔn)確，適用于制定標(biāo)準(zhǔn)分析及仲裁分析.另外，本方法的操作步驟(對(duì)液體試樣)幾乎與火試金法處理固體試樣的操作步驟相同，這在同時(shí)處理液體和固體試樣時(shí)，能大大簡(jiǎn)化工作量.

1 試驗(yàn)部分

1.1 試劑及儀器

試劑:混合熔劑（碳酸鈉、硼砂、二氧化硅、一氧化鉛和銀粉）、硫酸鈉、硝酸、鹽酸，它們均為分析純；金標(biāo)準(zhǔn)溶液系列（1～100 μg/mL，介質(zhì)為5%鹽酸）、鈀標(biāo)準(zhǔn)溶液系列（1～100 μg/mL，介質(zhì)為5%鹽酸），活性炭.

儀器:WFX-IC原子吸收分光光度計(jì)（附金、鈀空心陰極燈及附屬設(shè)備），馬弗爐（附有溫度控制器，使用溫度為950℃）.

其它:陶土坩堝（容積為500 mL）；灰皿為自制，是在灰皿模上由水泥（425號(hào)）、鎂砂及水自制而成，其中鎂砂粒度為－0.074 mm占85%.首先按m（水泥）∶m（鎂砂）∶m（水）=15∶85∶10攪拌均勻，然后在灰皿模上壓制成型，陰干后備用.灰皿的頂部?jī)?nèi)徑約35 mm、外徑約40 mm、高約20 mm、深約15 mm.

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 預(yù)處理及熔樣

預(yù)處理:首先用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)量原始的貴金屬溶液中金（鈀）的大致含量，然后按表1對(duì)原液進(jìn)行預(yù)處理.

表1 貴金屬溶液的預(yù)處理Table 1 First treatment of precious metals solution

熔樣:將20 g的碳酸鈉、10 g的硼砂、7.5 g的二氧化硅、80 g的一氧化鉛及3.2 g的面粉和約0.1 g的銀粉放入陶土坩堝中并攪拌均勻，再在該混合熔劑中間壓一個(gè)凹位，將原始或濃縮后的一定體積的試液放入在凹位中，推平后在上面覆蓋一層硫酸鈉（約10 g），然后將陶土坩堝放進(jìn)馬弗爐中，升溫至950℃，并保溫10 min后，取出、冷卻，砸碎陶土坩堝，取出鉛扣，將其錘成方形.在熔樣過程中加入銀粉，是為了其和金（鈀）形成合金粒，并在灰吹過程中保護(hù)金（鈀），防止其損失.

1.2.2 灰吹及溶樣

灰吹:首先將灰皿放進(jìn)920℃的馬弗爐中，預(yù)熱約20 min后，將鉛扣放入在灰皿中，爐溫降低至880℃時(shí)進(jìn)行灰吹，當(dāng)灰皿中出現(xiàn)閃光的貴金屬合金粒時(shí)，取出灰皿，冷卻.

溶樣:把貴金屬合金粒放進(jìn)200 mL燒杯中，先加入10 mL硝酸，加熱使合金粒溶解，再加入10 mL鹽酸，繼續(xù)加熱至氯化銀沉淀凝聚，至最終溶液體積約在5 mL左右，取下冷卻，定容在100 mL容量瓶中.

1.2.3 測(cè)定

用原子吸收分光光度計(jì)，對(duì)制成試液及金、鈀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，分光光度計(jì)的測(cè)定參數(shù)列于表2.

表2 儀器的測(cè)定參數(shù)Table 2 The measuring parameters of the instrument

2 結(jié)果及討論

2.1 試液體積

由于所吸取的試液體積的大小對(duì)測(cè)試結(jié)果有一定的影響，因此一定要保證混合熔劑能完全將其吸收.否則，過多的試液會(huì)從外面包裹的混合試劑中滲出，進(jìn)而從陶土坩堝的縫隙中滲出，造成試液的流失，影響測(cè)試結(jié)果.另外含有水分較多的試樣，在熔樣過程中也易產(chǎn)生飛濺現(xiàn)象，引起測(cè)定結(jié)果的偏低.表3為吸取不同體積的金標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定結(jié)果.

由表3可知，隨著所吸取的金標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的增加，金的回收率逐漸降低，當(dāng)所測(cè)溶液體積為5 mL時(shí)，金的回收率最高；當(dāng)所測(cè)試樣體積為10 mL時(shí)，回收率達(dá)到97.5%.上面所述混合試劑的用量，可有效吸附10 mL的試液，但為保險(xiǎn)起見，選擇試液的體積為5.0 mL.

2.2 金、鈀元素在溶液中的檢測(cè)下限

由于貴金屬溶液中元素種類繁多，在溶液加熱的過程中如有沉淀物析出或溶液渾濁等現(xiàn)象出現(xiàn)，可適當(dāng)加入鹽酸、硝酸或兩者的混酸，并加熱使之溶解，但應(yīng)保持溶液的酸度在20%左右，若上述現(xiàn)象沒有消失，這表明對(duì)溶液的濃縮已到了極限，應(yīng)適當(dāng)稀釋溶液，使之保持澄清.根據(jù)溶液體積前后的變化，可得出溶液的最大富集倍數(shù)，由此算出此類溶液的檢測(cè)下限.

表3 吸取不同體積貴金屬溶液的測(cè)定結(jié)果Table 3 Results of testing precious metal solutions with different volume

2.3 加標(biāo)回收試驗(yàn)

2.3.1 金元素

取10個(gè)陶土坩堝，先加入混合熔劑，再在1～5號(hào)陶土坩堝中，分別加入5 mL銅試液及5.0 mL的含金20 μg/mL的金標(biāo)準(zhǔn)溶液，在6～10號(hào)陶土坩堝中，分別加入5 mL銅試液及5.0 mL的含金100 μg/mL的金標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后按照試驗(yàn)步驟進(jìn)行試驗(yàn)，

表4 金加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Results of gold recovery tests

表5 鈀加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Results of palladium recovery tests

2.4 精密度試驗(yàn)及方法對(duì)照

2.4.1 金元素

為了驗(yàn)證本法的可靠性，根據(jù)實(shí)際情況配制了金含量不同的三種試樣，含量分別為400 μg/mL，100 μg/mL和20 μg/mL（樣品編號(hào)分別為a，b和c），并用不同的方法分別對(duì)它們進(jìn)行多次的重復(fù)測(cè)定，不同試驗(yàn)方法對(duì)照結(jié)果列于表6.由表6可知，當(dāng)溶液中金的含量在20～400 μg/mL范圍內(nèi)，采用本文所用的方法測(cè)試，其精密度結(jié)果能滿足對(duì)外分析任務(wù)的要求.

2.4.2 鈀元素

為了驗(yàn)證本法的可靠性，根據(jù)實(shí)際情況配制了鈀含量不同的三種試樣，含量分別為350 μg/mL，140 μg/mL和35 μg/mL（樣品編號(hào)分別為d，e和f），并用不同的方法進(jìn)行多次的重復(fù)測(cè)定，并與其他方法對(duì)照，試驗(yàn)結(jié)果列于表7.由表7可知，當(dāng)溶液中鈀的含量在35～350 μg/mL范圍內(nèi)，采用本文所用的方法測(cè)試，其精密度結(jié)果能滿足對(duì)外分析任務(wù)的要求.測(cè)定結(jié)果列于表4.由表4可知，金的回收率在95%以上，能滿足本單位對(duì)外的分析服務(wù)要求.

2.3.2 鈀元素

取10個(gè)陶土坩堝，先加入混合熔劑，再在1～5號(hào)陶土坩堝中，分別加入5 mL銅試液及5.0 mL的含鈀20 μg/mL的鈀標(biāo)準(zhǔn)溶液，在6～10號(hào)陶土坩堝中，分別加入5 mL銅試液及5.0 mL的含鈀100 μg/mL的鈀標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后按照試驗(yàn)步驟進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果列于表5.由表5可知，鈀的回收率在95%以上，能滿足本單位對(duì)外的分析服務(wù)要求.

表6 本法金的精密度試驗(yàn)與經(jīng)典方法測(cè)定結(jié)果的對(duì)照Table 6 Comparison of results of gold precision between the fire-assaying and classical method

表7 本法鈀的精密度試驗(yàn)與其他方法測(cè)定結(jié)果的對(duì)照Table 7 Comparison of results of palladium precision between the fire-assaying and other method

3 結(jié) 論

采用用火試金法測(cè)定溶液中金、鈀元素，其測(cè)定結(jié)果分別與經(jīng)典的活性炭吸附法及溶液蒸干法的測(cè)定結(jié)果很好地吻合，金、鈀含量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均符合實(shí)際工作的測(cè)定要求，表明在本法的操作過程中貴金屬溶液中金、鈀元素基本上無損失.

[1]北京礦冶研究總院分析室.礦石及有色金屬分析手冊(cè)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1990:186.

[2]林海山.簡(jiǎn)易試金法測(cè)定的金和鈀[J].黃金，2002，23(5):44.

Concentration of the golden and palladium element in precious metals solution with fire-assaying method

SHI Ping，CHEN Xiaolan
Guangzhou Research Institute of Non-ferrous Metals，Guangzhou510650，China

Little volume of precious metals solution could be direct injected into the batching of fire-assaying,and the elements of the gold and palladium could be separated from the impurity elements by the method of fire-assaying.The gold analytical results using this method corresponded with the results of classical method.The relative standard deviation was 1.02%-10.9%（n=6）.

precious metals solution；fire-assaying method；gold ；palladium

O614.123；O614.82

A

1673-9981(2012)03-0211-04

2011-02-29

施平（1963-），男，浙江永康人，本科，高工.