秦學強
(招金礦業股份有限公司 技術中心,山東 招遠265400)
礦石中金含量的測定方法有滴定法、原子吸收法、發射光譜法等,但無論采用何種方法,試樣能否完全分解對結果的準確測定甚為關鍵,尤其對于含硫、砷、銻、碳等高的試樣,經浮選后這些雜質也被相應的富集,因此必須保證在酸分解之前去掉有害雜質。采用焙燒的方法可以有效地驅除雜質,控制焙燒溫度會得到滿意化驗結果。
試樣采用直接混酸溶樣一般適合于氧化礦,通常金常與硫砷銻等化合物伴生,混酸常不能將這些元素氧化為高價態,有的硫僅被氧化為單質狀態而包裹、吸附金,使分析結果明顯偏低。而采用焙燒方法可以除去這些物質,同時使含水礦物失去結晶水,試樣形成多孔狀,增大與酸接觸面積,有利于試樣的溶解。
焙燒可除去汞、鉈、碲等對某些方法測金的干擾,能使銀生成難溶于酸的硅酸銀,減少銀的干擾。試樣經HCL—SnCl2溶液處理后將過濾所得殘渣進行灰化,并在800℃灼燒1小時,可除去80%—90% 的鉈。[1]
焙燒就是將硫、砷、銻、有機物、揮發性物質等有害雜質除去,避免在分解試樣時所產生的還原、吸附、包裹、絡合等反應的發生,避免試樣溶解時的蹦濺所造成的金損失。
焙燒過程由于馬弗爐空間的限制,供氧有限,最初是以還原性氣氛為主,逐漸轉化為以氧化性氣氛為主,期間樣品內各種元素、化合物進行著復雜的反應,試樣進行著熱分解、脫水、氧化還原、揮發、重新化合等復雜的物理化學反應[2],因此,選擇合適的焙燒條件,對試樣分析的準確性非常重要。

表1 實驗結果g/t
2.2.1 溫度選擇
隨著焙燒溫度的變化,試樣中發生著復雜的化學分解、合成等過程,在不同的溫度焙燒決定了樣品的處理結果,采用不同溫度對樣品進行了對比試驗見表1。
由表中數據看出,在600℃以下焙燒結果明顯偏低于火試金法,可能原因是硫化物沒有完全除去,導致溶樣過程中產生單質硫(硫球)吸附包裹金,結果偏低。在800℃焙燒,偏低原因可能是樣品中含有砷(分析結果3.06%),砷與金形成低沸點的砷—金合金,合金揮發導致了金的損失;對于As:Au>800:1[3]時,易形成低沸點的合金,高于600℃,合金揮發造成損失,As:Au=5:1時,形成合金的可能性比較小,理論上在400℃就可揮發除去,但在實際操作過程中通常要采用高一點的溫度;另外焙燒溫度過高導致樣品結塊,粘附焙燒皿底產生損失。對焙燒后的樣品用cs-800紅外碳硫分析儀進行殘硫分析,平均值見表,說明隨著溫度升高硫含量降低,但溫度高樣品結塊反而不利于金的分析。綜合考慮,選擇二段焙燒,采用低溫100℃升到400℃,450℃,500℃保持溫度1小時,再升溫700℃保持溫度1.5—2小時,焙燒分析結果見表2。

表2 分析結果g/t
由表2數據可以看出,采用450℃,500℃焙燒1小時,升溫700℃繼續焙燒2小時,結果基本一致,數據穩定,而400℃-700℃焙燒時數據波動較大。
2.2.2 其他焙燒方法
1)對含銻高的礦樣[4]應先加入3倍銻量的固體氯化銨混勻,從低溫升至240℃,焙燒2小時,使銻以氯化物形式揮發除去,再升溫至340℃,使多余的氯化銨揮發,再升溫到650℃焙燒1小時,能得到較好的分析結果。
2)對含硅高的試樣應加入試樣稱樣量0.5倍量的氟化氫銨混勻,從低溫升溫到300℃,保溫1小時,使試樣中二氧化硅以四氟化硅(SiF4)氣體逸出,再升溫至650℃保溫2小時。
3)含氯化物樣品的試樣焙燒時,金以氯化物形式揮發損失,閻玉琨[5]采用加入金屬氧化物形成金屬的氯化物升華。表明;當試樣含氯小于6%時,加于0.6倍試樣量的NiO,再經焙燒可以達到驅氯保金的效果。
綜上所述,在礦石分析時需根據礦石的特性,采用有效的預處理方法;采用二段焙燒法,即從低溫100℃開始升溫450℃焙燒1小時,再升溫到700℃焙燒2小時,降溫到400℃以下取出冷卻,采用王水溶樣分解,可以得到滿意的結果。
[1]薛光.地質實驗室[J].1989,5(2).
[2]南君芳,等.金精礦焙燒預處理冶煉技術[M].冶金工業出版社,2010.
[3]薛光.金的分析化學[M].宇航出版社,1990.
[4]徐寶余,等.冶金分析與測試[J].1984,1,65.
[5]閻玉琨.冶金分析與測試[J].1984,5,43.