銅陽(yáng)極泥中部分貴金屬及雜質(zhì)元素的分析方法

朱永紅

（金隆銅業(yè)有限公司，安徽銅陵 244021）

銅陽(yáng)極泥是由火法精煉[1]的粗銅陽(yáng)極在電解精煉過程中不溶于電解液的各種物質(zhì)所組成。 硫化銅精礦冶煉產(chǎn)生的銅陽(yáng)極泥，一般含金（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.8%～2.0%)、銀（質(zhì)量分?jǐn)?shù) 5%～15%）、銅（質(zhì)量分?jǐn)?shù) 10%～20%），并含有一定量的硒、碲、銻、鉛、鉍、砷等，但含鉑族金屬很少，僅鉑、鈀元素含量稍高。 冷雜銅電解所產(chǎn)生的銅陽(yáng)極泥，金、銀含量相對(duì)較低，而砷、鉛、錫含量較高。 部分冶煉企業(yè)在進(jìn)行硫化銅精礦精煉過程中會(huì)加入冷雜銅， 導(dǎo)致生產(chǎn)出來的副產(chǎn)品銅陽(yáng)極泥成分比較復(fù)雜。在生產(chǎn)控制及結(jié)算時(shí)，企業(yè)一般更關(guān)注銅、金、銀、硒等元素，針對(duì)其取樣和檢測(cè)方法的研究較多，而對(duì)其它元素的研究相對(duì)較少。 本文擬研究除上述4 種元素之外的貴、賤金屬檢測(cè)方法，以期有效指導(dǎo)后續(xù)陽(yáng)極泥的貿(mào)易、加工等。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑

實(shí)驗(yàn)所用試劑為鹽酸、硝酸、氫氧化鉀、無水碳酸鈉、氧化鉛、氧化硅、硼砂、淀粉。 所用試劑均為分析純；所用水為電阻率≥18．2 MΩ·cm 的超純水。

標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：1）砷、銻、鉍、鎳、鐵、鉛、鋅、錫、硒、碲、鈣標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液各1 份，每份質(zhì)量濃度1 mg/mL。2)鉑、鈀標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液各1 份,每份質(zhì)量濃度0.1 mg/mL。

1.2 儀器與材料

儀器與材料包括：1）天平3 臺(tái)，感量分別為1 g、0.001 g、0.001 mg。 2）試金電爐，最高加熱不低于1 200 ℃。 3）黏土坩堝，容積約 300 mL，材質(zhì)為耐火黏土。4）灰皿、瓷坩堝、鑄鐵模。5）電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)。

1.3 儀器測(cè)定條件

為得到較高的測(cè)量精密度和較低的檢出限，儀器測(cè)定條件見表1。

表1 儀器測(cè)定條件

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1)鉑、鈀分析:準(zhǔn)確稱取適量的銅陽(yáng)極泥試樣，采用鉛試金富集法將銅陽(yáng)極泥試樣中的鉑、鈀、金富集在合粒中，再將合粒溶解成溶液，然后用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀同時(shí)測(cè)定鉑、鈀和金含量。

2)砷、銻、鉍、鎳、鐵、鉛、鋅、錫、硒、碲、鈣量的測(cè)定:準(zhǔn)確稱取適量的銅陽(yáng)極泥試樣，置于燒杯中，加入適量硝酸、鹽酸及酒石酸溶液，于低溫電爐上加熱至清亮，取下，冷卻后轉(zhuǎn)移至100 mL 的瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻，采用ICP 測(cè)定上述元素含量[2]。

2 結(jié)果與討論

2.1 鉑、鈀分析實(shí)驗(yàn)

2.1.1 不同灰吹溫度對(duì)鉑、鈀測(cè)定影響

挑 選編 號(hào)為 C-140527-109-01 ～C-140527-109-09 的銅陽(yáng)極泥樣品，按照1.4 節(jié)第1 條所述方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，控制灰吹溫度，將其分別設(shè)定為850 ℃、870 ℃、890 ℃，得到金銀合粒后將其溶解[3]，再用ICP分別測(cè)定其中的Pd、Pt 含量,見表2。

表 2 Pd 和 Pt 含量 g/t

根據(jù)表2 數(shù)據(jù)，可以得到金屬Pd、Pt 含量隨著灰吹溫度的變化規(guī)律如圖1 所示。

圖1 Pd、Pt 含量隨灰吹溫度變化規(guī)律

由圖1 可知，Pd、Pt 含量隨著灰吹溫度的變化相差不大，反映出溫度變化對(duì)Pd、Pt 含量的影響小，從而判斷Pd、Pt 損失率不大。 此種偏差可能屬于平行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果偏差。

2.1.2 準(zhǔn)確度驗(yàn)證

按照上述分析過程，對(duì)兩批次陽(yáng)極泥進(jìn)行了平行測(cè)定，得到Pd、Pt 的含量，然后在陽(yáng)極泥試樣中加入鉑粉、鈀粉，進(jìn)行回收率實(shí)驗(yàn)。 回收結(jié)果見表3。

表3 回收率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

同時(shí)，金隆公司還委托貴研鉑業(yè)檢測(cè)科技有限公司作為第三方實(shí)驗(yàn)室也進(jìn)行了分析，兩個(gè)單位實(shí)驗(yàn)比對(duì)情況見表4。

表4 比對(duì)結(jié)果 g/t

從表3、表4 可以看出，所有實(shí)驗(yàn)的回收率均在95%～105%之間，實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)結(jié)果也較好，說明該方法測(cè)定可靠。

2.2 雜質(zhì)元素在火試金合粒中占比實(shí)驗(yàn)

此實(shí)驗(yàn)對(duì)《銅陽(yáng)極泥化學(xué)分析方法 砷、鉍、鐵、鎳、鉛、銻、硒、碲量的測(cè)定》(GB/T 23607－2009 )中的分析方法進(jìn)行了改進(jìn)，使得鋅、錫、鈣這3 個(gè)常見元素也能用儀器一起測(cè)定，擴(kuò)大了測(cè)定范圍，增強(qiáng)了實(shí)用性。

實(shí)際情況下，陽(yáng)極泥中銻、鉍、鎳、鉛的存在對(duì)陽(yáng)極泥中金銀含量的分析有影響。 這主要是由于在灰吹得到的合粒中會(huì)有這些元素的殘留， 且分金得到的金片中也有鉑、鈀、釕、銥等鉑族元素的殘留。在火試金分析銅陽(yáng)極泥中金銀的過程中， 有時(shí)候殘留的銻、鉍、鎳、鉛、鉑、鈀、釕、銥等雜質(zhì)元素能占到金銀合粒質(zhì)量的1%～5%。為了弄清楚在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件和人員技術(shù)水平下，雜質(zhì)元素在金銀合粒的殘余量，金隆公司進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，挑選10 個(gè)銅陽(yáng)極泥批次樣品，每個(gè)樣品進(jìn)行了8 次平行分析，求平均值，然后再算出雜質(zhì)在合粒中占比。 得到的數(shù)據(jù)見表5。

表5 樣品中金、銀含量以及雜質(zhì)元素在合粒中的殘余量及占比

從表5 可知， 雜質(zhì)元素在陽(yáng)極泥火法試金合粒中的含量范圍在 150～800 g/t， 占比在 0．2%～1%之間，相比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) YS/T 745．2－2016 規(guī)定的 Ag 的允差2%～6%要小得多，但是Pd、Pt 的含量之和卻大于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Au 的允差。 由此可見，雜質(zhì)元素的測(cè)定對(duì)于金銀含量的準(zhǔn)確測(cè)定有實(shí)際意義。

3 結(jié)語

通過上述實(shí)驗(yàn)， 可以確定測(cè)定銅陽(yáng)極泥中貴金屬(除金銀外)和賤金屬的基本分析方法。前期處理銅陽(yáng)極泥試料同火試金法，獲得金銀合粒后，分金得到的金粒用王水溶解后，與之前的分金液合并后，使用ICP－AES 分析法[4]測(cè)定溶液中的各種貴、賤金屬元素含量。該方法能夠滿足日常檢測(cè)分析需要，為銅陽(yáng)極泥加工及用于其它用途起指導(dǎo)意義。