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貴金屬含量測定依據

發布時間:2021-09-26 15:05:30

『壹』 GB/T 18043《貴金屬首飾含量的無損檢測方法X射線熒光光譜法》

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標准編號:GB/T 18043-2000
標准名稱:貴金屬首飾含量的無損檢測方法 X射線熒光光譜法
標准狀態:現行
英文標題:Precious metal jewellery content non-damaged test method--X-ray fluorescence spectrometry
替代情況:被GB/T 18043-2008代替
實施日期:2000-9-1
頒布部門:中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局
內容簡介:本標准規定了貴金屬首飾含量的X射線熒光光譜無損檢測方法及要求。本標准適用於首飾及其他工藝品中貴金屬金、銀、鉑等表層含量的測定及委託檢驗(需徵得委託方及被委託方同意)和生產企業內部管理(不包括生產質量控制)。
出處: http://www.csres.com/detail/58233.html
下載:http://www.csres.com/upload/qy/in/GBT18043-2000.PDF

『貳』 貴金屬檢測

二氯亞錫溶液可以簡單檢測

『叄』 貴金屬首飾純度如何進行鑒定

1.足金、千足金、萬足金的區別

以上三種金統稱純金,三種材質的區別主要在含金量:

足金:含金量不小於99.0%可稱為足金

千足金:含金量不小於99.9%可稱為千足金

萬足金:含金量不小於99.99%可稱為萬足金

目前國家標准(GB)中對黃金製品純度的中文標識最高的為千足金,因此購買萬足金的顧客請認明證書上的純度備註:99.99%。

2.如何鑒別黃金首飾

購買黃金首飾,首先要認清黃金首飾的質量檢驗標識。市場上銷售的黃金首飾,多數配有質檢機構的檢驗標識,標識明確標注首飾
的金含量、重量。所有黃金製品(金條和首飾)上都會有明確標示,也叫印記。印記包括廠家代號、材料和純度,如:X金990、
XAu990、X足金等。其中,字母X為廠家代號。當採用不同材質或不同純度的貴金屬製作首飾時,材料和純度應分別表示。當首飾因
過細或過小等原因不能列印記時,應附有包含印記內容的標識。

(1)看標記:現在我國廠家生產的黃金首飾都是按國際標准提純配製而成的,並打上標記,用k來表示金屬製品中含金量的多少。足
金為24K,含金量達99.6%;22K含金量為91.3%;20K的含金量為83.3%;18K的含金量為74. 7%;14K的含金量為58.5%;9K
的含金量為37. 5%;8K的含金量為33. 3%;1K的含金量為4.166%。根據標記上的24K或18K等的字樣,便可知道該首飾成色如何
,但是按規定低於10K就不能打K金的印號。

(2)看顏色:黃金首飾一般純度越高,色澤越深。正如人們常說的「七青八黃九紫十赤」,即如果金飾呈青黃色,含金量可達70%
;呈黃色含金量可達80-90%;如果呈赤黃色,含金量可達95以上。當然,僅僅憑顏色辨別黃金首飾的成色、真假是遠遠不夠的。

(3)掂重量:黃金的比重為19.3,高於其他金屬。同樣體積的黃金,其重量是銀的1.8倍,銅的2.2倍。所以,真金托在手中應感覺
沉重,假黃金則感覺較輕。

(4)聽聲音:將金飾物拋向桌面,或扔在堅硬的地上,含金量越低,彈性越大,跳得越高,發出清脆的聲音,而且有餘音;含金量
越高,彈性越小,跳得越低,發出的聲音低悶、沉重,且無餘音。

(5)試硬度:首飾含金量越高越柔軟,用手很容易折彎,韌性好,不易斷,用硬東西刻劃會留下清晰的劃痕;含金量越低則越堅硬
,需要用較大的力氣才能彎動,而且易折斷,用硬東西刻劃時,劃痕不明顯。

(6)科學檢測:一是用火燒的方法來鑒別。把首飾放在無煙的火中灼燒,純金燒後顏色不變;顏色變暗或發黑的為假金或成色不足
。二是化學法。用濃度為45%或70%的硫酸點試,黃金無變化,保持原樣;銀變黑;銅冒綠泡。因為銀、銅等金屬均溶於酸,會發 生化學反應。

『肆』 貴金屬包括哪些元素,其分析有何特點

貴金屬分析有以下特點:(1)貴金屬在自然界中含量甚微,價格昂貴。因此,對分析測定結果准確度要求較高。(2)貴金屬在地殼中的平均含量都很低,即使富集在某些某些礦床中,其實際含量也不高。除銀(可達1000g/t)外,一般多為0.1~10 g/t或更低,因此,准確測定其含量,需要有高靈敏度的測定方法和特效的分離與富集技術。(3)貴金屬在自然界中多以顆粒狀的自然金屬和合金狀態分布在礦床中,其次以呈類質同象形式分布於某些礦物中。此外,幾中狀態同時存在也是常見的,使取樣和制樣變得十分復雜,這是貴金屬礦石分析的一個特性。如果沒有足夠的代表性試樣,就會使後面的分析變得沒有實際意義,這是分析工作者值得注意的問題。(4)貴金屬元素的分析,特別是鉑族元素的分析是現今人們公認的一個難題。鉑族元素具有相似的電子層結構和化學性質,使很多分析試劑能同時與多種鉑族元素發生相似的反應並產生互相干擾,很難找到一些特效的分析試劑。加之,它們又多伴生在一起,因此分離和測定十分困難。如銠、銥的分離,無論是在分析和濕法 治金方面都仍然是一個未能很好地解決的課題。鉑族元素具有d電子層結構,因此它們有多種變價狀態,且有形成絡合物的趨勢。這對於分析化學是十分重要的,了 解和掌握生成各種絡合物的條件及其穩定性是分析取得成功的關鍵。(5)貴金屬分析應用最早的技術是火試金法,雖然操作較繁雜,但它是貴金屬分析的特效方法,迄今仍廣泛採用。利用貴金屬的變價性質建立的氧化還原滴定法是測定高含量貴金屬的有效方法。絡合滴定法由於選擇性差,在貴金屬分析中用得不多。目前發展最快的是使 用各種有機顯色劑的吸光光度法,是各種技術中應用最廣的方法。極譜催化法已成功地用於痕量鉑族金屬的測定。溶出伏安法、離子選擇性電極電位法在貴金屬分析 中也有新的發展。原子發射光譜法(AES)用於純貴金屬的分析已日趨成熟。ICP-AES法及ICP-MS法的應用,為各種貴金屬的分析開拓了廣闊前景。 原子吸收光譜法(AAS)用於Au、Ag的測定是十分成功的,並用於某些鉑族元素的分析。此外,X射線熒光光譜法 (XRF)、中子活化分析(NAA)也有應用。根據不同的分析對象和要求選用適當的分析技術是十分重要的。元素分析儀

『伍』 任務金礦石中金含量的測定

——泡沫塑料富集原子吸收光度法

任務描述

金在礦石中的含量一般較低,大概以0.xx~x.xxg/t計,在檢測時通常需要先採用富集的方法,火試金以鉛試金為主,濕法富集有泡沫塑料富集和活性炭富集等方法;然後採用原子吸收分光光度法進行測定。通過本次任務的學習,明白泡沫塑料富集金實驗條件,掌握泡沫塑料富集金的操作方法;能夠正確填寫數據記錄表格,正確填報實驗結果。

任務實施

一、儀器和試劑准備

(1)儀器:原子吸收分光光度計,金空心陰極燈。

(2)泡沫塑料:將100g聚氨酯軟質泡沫塑料(厚度約5mm)浸於400mL三正辛胺乙醇(3%)溶液中,反復擠壓使之浸泡均勻,然後在70~80℃溫度下烘乾,剪成0.2g左右小塊備用(一周內無變化)。

(3)硫脲-鹽酸混合溶液:含5g/L硫脲的鹽酸(2%)溶液。

(4)金標准溶液:稱取0.1000g純金置於50mL燒杯中,加入10mL王水,在電熱板上加熱溶解完全後,加入5滴氯化鈉(200g/L)溶液,於水浴上蒸干,加2mL鹽酸蒸發到干(重復3次),加入10mL鹽酸溫熱溶解後,用水定容至100mL,此貯備液含金1mg/mL。取該溶液配製含金至100μg/mL及10μg/mL的標准溶液[鹽酸(10%)介質]。

二、分析步驟

稱取5~30g試樣於瓷舟中,在550~650℃的高溫爐中焙燒1~2h,中間攪拌2~3次,冷後移入300mL錐形瓶中,加入50mL王水(1+1),在電熱板上加熱近沸約1h(如含銻、鎢時,應加入1~2g酒石酸,含酸溶性硅酸鹽應加入5~10g氟化鈉,煮沸),用水稀釋至100mL,加入約0.2g泡沫塑料(預先用水潤濕),用膠塞塞緊瓶口,在往復式振盪機上振盪30~90min,取出泡沫塑料,用自來水充分洗滌,然後用濾紙吸干,放入預先加入25mL硫脲-鹽酸混合液的50mL比色管中,在沸水浴中加熱15min,用玻璃棒將泡沫塑料擠壓數次,取出泡沫塑料,將溶液定容到50mL,按儀器的工作條件,用原子吸收光譜法測定。隨同試樣做試劑空白試驗。

工作曲線的繪制:吸取2.50mL、5.00mL、10.00mL、15.00mL、20.00mL含金10μg/mL的金標准溶液於50mL容量瓶中,25mL硫脲溶液(10g/L),以水定容;按試樣相同條件,用原子吸收光譜法測定。

三、分析結果計算

樣品中金的含量按下式計算:

岩石礦物分析

式中:w(Au)為金的質量分數,μg/g;m1為從校準曲線上查得試樣溶液中金的質量,μg;m0為從校準曲線上查得試樣空白中金的質量,μg;m為稱取試樣的質量,g。

四、質量表格填寫

任務完成後,填寫附錄一質量表格3、4、7。

任務分析

一、方法原理

試樣用王水分解,在約10%(體積分數)王水介質中,金用負載三正辛胺的聚氨酯泡沫塑料來吸附,然後用5g/L硫脲-2%(體積分數)鹽酸溶液加熱解脫被吸附的金,直接用火焰原子吸收光譜法測定。

二、方法優點

聚氨酯泡沫塑料分離富集金,萃取容量大、選擇性好、回收率高(97% 以上)。該法操作簡單快速、穩定性好、易於掌握、成本低,適用於大批量生產樣品的分析。

三、泡沫塑料分離富集方法簡介

泡沫塑料(PF,簡稱泡塑)屬軟塑料,為甲苯二異氰酸鹽和聚醚或聚酯通過醯胺鍵交聯的共聚物。

泡沫塑料已經廣泛應用於貴金屬的分離和富集。其分離與富集的機理可能包括表面吸附、吸附、萃取、離子交換、陽離子螯合等。泡塑吸附金屬的效能取決於泡塑及金屬配離子的類型、性質和配離子在溶液中的形成環境、擴散速度以及吸附方式。泡塑由於含有聚醚氧結構,適宜接受一價和二價的配陰離子,它的吸附行為與陰離子交換樹脂的類似,故其吸附具有選擇性。Au、Tl等以離子形式存在時,幾乎不被泡塑吸附,只有成[MeX4-型配陰離子時才能被吸附。

泡塑主要用於金的吸附分離。不同廠家生產的泡沫塑料的質量、結構和性質有差異,對金的吸附容量也不相同,通常在50~60mg/g之間。泡塑吸附的方式分為動態吸附和靜態吸附。靜態吸附是將泡塑塊投入含金溶液中振盪吸附金。動態吸附是將泡塑做成泡塑柱,金溶液流入柱中進行吸附。王水濃度在(4+96)~(15+85)范圍內對吸附無明顯影響,當王水濃度低於(2+98)時略有偏低;當王水濃度大於(1+4)時,泡塑發黑。溶液體積在50~200mL對吸附無影響,振盪時間30min可以基本吸附完全。用0.4 g泡塑對20~100μg的金進行吸附,吸附率可達98% 以上。

動態吸附率稍高於靜態吸附。泡塑在王水(1+9 )介質中吸附金,吸附率可達99%以上,其吸附流速可在較大范圍內變化,以小於10mL/min為宜。

將萃取劑或螯合劑負載在泡塑上制備得到的負載泡塑兼有萃取和泡塑吸附兩種功能,因而對金具有更大的富集能力。負載泡塑的吸附性質取決於負載在泡塑上萃取劑的種類和性質。目前,在金的分析測定中應用最廣泛的載體泡塑有:磷酸三丁酯(TBP)泡塑、三正辛胺泡塑、雙硫腙泡塑、甲基異丁酮泡塑、二正辛基亞碸泡塑、二苯硫脲泡塑、三苯基膦泡塑、醯胺泡塑以及將活性炭和泡沫塑料兩種富集分離方法相結合而制備的充炭泡塑。其中,以二苯硫泡塑、三正辛胺泡塑、二正辛基亞碸泡塑、雙硫腙泡塑富集金的性能較好。

吸附完後,需要對金進行解吸,通常解吸有以下一些方法:

1.灰化灼燒法

將吸附金的泡沫塑料用濾紙包好,置於30mL瓷坩堝中灰化、灼燒。取出冷卻後,加2滴氯化鉀溶液(200g/L)、3mL王水,在水浴上蒸干。然後再加入10滴濃鹽酸,再次蒸干以除去硝酸。然後用光度法或原子吸收光譜法測定。

2.硫脲解吸法

當吸附金的泡沫塑料浸泡於硫脲熱溶液中,此時硫脲將Au(Ⅲ)還原為Au(Ⅰ),並形成Au(Ⅰ)硫脲配合物,其反應式為:

R-AuCl4+3SC(NH22+H2O→Au2SC(NH22+RCl+2HCl+OC(NH22

故金離子即能從泡沫塑料上被洗脫。硫脲解吸金的條件是:酸度以中性溶液或小於0.5mol/L鹽酸溶液為好。當鹽酸濃度大於0.5mol/L時,容易析出單體硫而使結果偏低,從反應式可以看出,鹽酸的存在顯然對解吸是不利的。在常溫下,硫脲解吸金的能力較低,4 h不能使金解吸完全,而在沸水浴中保溫20min 即可使金解吸完全,回收率可達95% 以上。保溫時間在20~90min不影響結果。硫脲的濃度為10~50g/L,通常採用20~30g/L。該法操作簡單快速,成本較低。適用於原子吸收光譜直接測定。

3.硝酸-氯酸鉀(HNO3-KClO3)分解法

泡沫塑料能夠被氧化性無機酸和氧化劑所分解。採用HNO3、H2SO4-KMnO4、HNO3-H2O2、HNO3-HClO4、HNO3-KClO3等分解泡沫塑料試驗表明,其中以HNO3-KClO3分解效果最佳。在HNO3-KClO3的作用下,泡沫塑料很快變成棕黑色塊狀體,軟化後而溶解,並析出黃色油脂狀物質浮在溶液表面。加熱則發生劇烈的反應而放出大量的NO2氣體。對於0.2~0.3 g泡沫塑料,硝酸用量在8mL以上,氯酸鉀在0.05 g以上,足使泡沫塑料分解完全,最後得到黃色清亮的溶液。

4.甲基異丁基酮(MIBK)解吸法

MIBK是金的有效萃取劑。利用MIBK的萃取性能可以將泡沫塑料吸附的金解吸。利用20mL MIBK,劇烈振盪2min,金的回收率可達95%~100%。

四、鉛試金法富集礦石中的金

經典的火法試金-鉛試金法應用於金和銀富集已有悠久歷史,方法也比較完善。20世紀初開始嘗試用經典的鉛試金法來富集樣品中的鉑族金屬。由於鉑族金屬在自然界中比金、銀更為稀少,故富集效果較差。為此50年代末期,相繼出現了銅鎳試金法、錫試金法、鎳鋶試金法和銻試金法。火法試金作為可靠的方法被長期廣泛採用,這是因為火法試金取樣量大,一般取20~40g,有時多至100g以上,這樣既減少了稱樣誤差,又使結果具有較好的代表性。同時火試金的富集倍數很大(105倍以上),能將幾十克樣品中的貴金屬富集於幾毫克的試金合粒中,而且合粒的成分簡單,便於後續測定。但火試金法也有其缺點:需要龐大的設備;又要求在高溫下進行操作,勞動強度大,在熔煉過程中產生大量的氧化鉛等蒸汽,污染環境。所以分析工作者多年來一直想找到一種新的方法,取而代之。近年來在這方面已有所進展,有的方法可以與火法媲美,但對不同性質的樣品適應性不如鉛試金。所以鉛試金仍被各實驗室用於例行分析或用以檢查其他方法的分析結果。

鉛試金的整個過程,可以分為配料、熔煉、灰吹、分金等幾個步驟。不同種類的樣品,其配料方法和用量比不一樣。根據配料的不同,鉛試金又可分為麵粉法、鐵釘法、硝石法等。麵粉法以小麥粉作還原劑。鐵釘法以鐵釘為還原劑,鐵釘還可以作為脫硫劑,用於含硫高的試樣。硝石法是以硝酸鉀作為氧化劑,用於含大量砷、碲、銻及高硫的試樣分解,此法不易掌握,一般不常用。常用的為麵粉法,它用麵粉把氧化鉛還原為鉛,使鉛和貴金屬形成合金,與熔渣分離。

1.配料

在熔煉前要在試樣中加入一定量的捕集劑、還原劑和助熔劑等。

(1)捕集劑:鉛試金以氧化鉛為捕集劑。在熔煉過程中,氧化鉛被還原劑還原為金屬鉛,它能與試樣中的貴金屬生成合金,一般稱「鉛扣」,與熔渣分離。

對氧化鉛的純度要求不嚴,只要是不含貴金屬的氧化鉛如密陀僧等,就可以採用。

(2)還原劑:加入還原劑是為了使氧化鉛還原為鉛。可用炭粉、小麥粉、糖類、酒石酸、鐵釘(鐵粉)、硫化物等,國內多採用小麥粉。

(3)助熔劑:常採用的助熔劑有玻璃粉、碳酸鈉、氧化鈣、硼酸、硼砂、二氧化硅等。根據樣品的成分,加入不同量的這些助熔劑,可降低熔煉溫度,使熔渣的流動性比較好,鉛扣和熔渣容易分離。

配料是鉛試金的一個關鍵步驟,配料不恰當會使鉛試金失敗。配料是根據試樣的種類,按一定比例稱取捕集劑、還原劑、助熔劑的細粉和試樣混合均勻。各實驗室的配料比例不完全相同,僅略有差異。

試樣和各種試劑應當混合均勻,使熔煉過程還原出來的金屬鉛珠能均勻地分布在試樣中,發揮溶解貴金屬的最大效能。混勻的方法有下列四種:

(1)試樣和各種試劑放在試金坩堝中,用金屬匙或刮刀攪拌均勻;

(2)在玻璃紙上來回翻滾混合均勻,連紙一起放入試金坩堝中。把玻璃紙的還原力也計算進去,少加些小麥粉等;

(3)把試樣和各種試劑稱於一個廣口瓶中,加蓋搖勻,然後倒入試金坩堝中;

(4)將試樣和各種試劑稱於重1g,長、寬各30cm的聚乙烯塑料袋中,縛緊袋口,搖動5min,即可混勻。然後連塑料袋放入試金坩堝中。配料時應把塑料袋的還原力計算進去,減少還原劑的用量。

2.熔煉

將盛有混合料的坩堝放在試金爐中,加熱。於是,氧化鉛還原為金屬鉛;它捕集試樣中的貴金屬後,凝聚下降到坩堝底部,形成鉛扣。這個過程稱為熔煉。熔煉過程應控制形成的鉛扣的大小和造渣情況,並防止貴金屬揮發損失。

常用的試金爐有柴油爐、焦炭爐和電爐三種,以電爐較為方便。

試樣和各種試劑的總體積不要超過坩堝容積的四分之三,根據配料多少可以採用不同型號的坩堝。在坩堝中的混合料上面覆蓋一層食鹽或硼玻璃粉,以防止爆濺和貴金屬的揮發,並防止氧化鉛侵蝕坩堝。坩堝放進試金爐後,應慢慢升高溫度,以防水分和二氧化碳等氣體迅速逸出,造成樣品的損失。升溫到600~700℃後,保持30~40min,使加入的還原劑及試樣中的某些還原性組分與氧化鉛作用生成金屬鉛,鉛溶解貴金屬形成合質金。然後升溫至800~900℃,坩堝中的物料開始熔融,漸漸能流動。反應中產生的二氧化碳等氣體逸出時,對熔融物產生攪拌作用,促使鉛更好地起捕集和凝聚作用。鉛合金的密度大於熔渣,逐漸下降到坩堝底部。最後升溫到1100~1200℃,保持10~20min,使熔渣與鉛合金分離完全。取出坩堝,倒入乾燥的鐵鑄型中。當溫度降到700~800℃時,用鐵筷挑起熔渣,觀察造渣情況,以便改進配料比。若造渣酸性過強,則流動性較差,影響鉛的沉降;若鹼性過強,則對坩堝侵蝕嚴重,可能引起坩堝穿孔,造成返工。

熔融體冷卻後,從鐵鑄型中倒出,將鉛扣上面的熔渣棄去,把鉛扣錘打成正方體。所得鉛扣量最好在25~30g之間,以免貴金屬殘存在熔渣中。如鉛扣過大(大於40g)或過小(小於15g),應當返工。鉛扣過大,說明配料時加的還原劑太多;鉛扣太小,說明加入的還原劑太少。所以重做時應當適當地減少或增加還原劑的用量。根據還原劑的還原力,計算出應補加或減少多少還原劑。

還原劑還原力的計算方法:若所用還原劑為純碳粉,它和氧化鉛在熔煉過程發生下列反應:

2PbO+C→2Pb+CO2

由反應式可以計算出1 g碳能還原氧化鉛生成34 g鉛。

假設用蔗糖作還原劑,反應如下:

24PbO+C12H22O11→24Pb+12CO2+11H2O

根據反應式可計算出1 g蔗糖能還原氧化鉛生成14.0 g鉛。試金工作者常稱:蔗糖的還原力為14.0 g;碳的還原力為34 g;小麥粉的還原力為10~12 g;粗酒石酸的還原力為8~12 g等。

試樣的組成是復雜的,有的具有氧化能力,有的具有還原能力。有還原能力的試樣應當少加還原劑;有氧化能力的試樣應當多加還原劑。例如含有硫化物的試樣,應當少加還原劑,因為硫化物能作用如下:

3PbO+ZnS→ZnO+SO2+3Pb

遇到陌生的樣品,難以確定配料比時,可以通過化驗測定各種元素的含量,或通過物相分析測定出主要礦物組分的含量,也可以進行試樣的氧化力或還原力的試驗,以決定配料的組成和比例。

錘擊鉛扣時,如果發現鉛扣脆而硬,這就表示鉛扣中含有銅、砷或銻等。遇到這種情況,需要少稱樣,改用硝酸鉀配料,重新熔煉。

礦石和團岩礦物的主要造渣成分為:SiO2、FeO、CaO、MgO、K2O、Na2O、Al2O3、MnO、CuO、PbO等。這些氧化物中,除了很少的氧化物能單獨在試金爐溫度下熔融外,大多數不熔,因而需要加入助熔劑。若為酸性氧化礦石應當加入鹼性助熔劑;鹼性氧化礦石則應加入酸性助熔劑,硫化物樣品可加鐵釘或鐵粉助熔。

3.灰吹

灰吹的作用是將鉛扣中的鉛與貴金屬分離。鉛在灰吹過程中,被氧化為氧化鉛,然後被灰皿吸收;而貴金屬不被氧化,呈圓球體留在灰皿上,與鉛分離。

灰皿是由骨灰和水泥加水搗和在壓皿機上壓制而成的。含骨灰多的灰皿吸收氧化鉛的性能較好,但灰皿成型較困難。應由具體試驗確定水泥和骨灰的比例。灰皿為多孔性、耐高溫、耐腐蝕的淺皿,重約40~50g,使用前,將清潔的灰皿放在1000℃以上的高溫爐中,預熱10~20min,以驅除灰皿中的水分和氣體。加熱後,如發現灰皿有裂縫,應當棄去不用。降溫後,將鉛扣放於灰皿中央,加熱至675℃,鉛扣熔融顯出銀一樣的光澤。微微打開爐門(注意:不要大開爐門,以防冷空氣直接吹到灰皿上,使鉛的氧化作用太激烈,發生爆濺現象)。這時鉛被氧化成氧化鉛,氧化鉛逐漸由鉛扣表面脫落下來,被灰皿吸收。銅、鎳等雜質被氧化為氧化銅和氧化鎳等,對灰皿也有濕潤作用,並滲透到灰皿中。

灰吹溫度不宜太高,應控制在800~850℃,使鉛恰好保持在熔融狀態。若溫度過低,氧化鉛與鉛扣不易分離。氧化鉛將鉛扣包住,可使鉛立即凝固,這種現象叫作「凍結」。凝固後再進行加溫灰吹,會使貴金屬損失加大。合適的溫度能使氧化鉛揮發至灰皿邊沿上,出現羽毛狀的結晶;若羽毛狀氧化鉛結晶出現在灰皿表面上,則說明溫度太低。

微量的雜質如銅、鐵、鋅、鈷、鎳等,部分轉變為氧化物被灰皿吸收,還有部分揮發掉。鉛也是如此,大部分成為氧化鉛被灰皿吸收,小部分揮發掉。貴金屬大都不被氧化。例如金、銀、鉑、鈀等,它們的內聚力較強,凝集成球狀,不被灰皿吸收,也不揮發。在鉛扣中的鉛幾乎全部消失後,可以看到球面上覆蓋著一個彩虹鏡面(或稱輝光點)。隨後這個彩虹鏡面消失,圓球變為銀灰色。將爐門關閉2min,進一步除去微量殘余的鉛後,再取出灰皿冷卻。若不經過2min的除鉛過程,則在取出灰皿時,因微量的余鉛激烈氧化發生閃光,會造成貴金屬的損失。

爐溫過高也會造成貴金屬的損失。雖然金、銀、鉑、鈀等揮發甚微,但在高溫下,它們會部分地被氧化而隨氧化鉛滲入灰皿中。灰吹過程溫度愈高,金、銀、鉑、鈀的損失愈大,所以應當嚴格控制溫度在800~850℃。

4.分金與稱量

分金是指將火法試金得到的金屬合粒中的金和銀分離的過程,它適用於金和銀的重量法測定。若所得金銀合粒中只有金和銀,利用銀溶液溶於熱稀硝酸而金不溶的特性,將金和銀分開。

分金用的硝酸不能含有鹽酸和氯氣等氧化劑。

5.鉛試金中鉑族元素的行為

鉑族元素在鉛試金中表現的行為很復雜,如釕與鋨在熔煉過程及灰吹過程容易被氧化成四氧化物而揮發,所以用鉛試金法測定釕和鋨是困難的。

銥在鉛試金的熔煉過程中,不與鉛生成合金,而是懸浮在熔融的鉛中。所以當鉛扣與熔渣分離時,銥的損失很嚴重。在灰吹過程中,銠不溶於銀,氧化損失嚴重。因此,銥、銠採用鉛試金分離富集,是不合適的。

鉑、鈀在鉛試金中的行為與金相似,在熔煉過程溶於鉛,在灰吹過程溶於銀,在熔煉和灰吹過程都損失甚微。只有含鎳的樣品使鉑、鈀損失嚴重,可以改用鋶試金及銻試金進行分離和富集。

6.金與銀、鉑、鈀的分離

若試祥中有金、銀、鉑、鈀,則進行鉛試金時,灰吹後得到的合粒為灰色。含鉑、鈀量較大時,在灰吹過程中,鉛未被完全氧化並被灰皿吸收之前,熔珠可能發生「凝固」,得到的金屬合粒表面粗糙。

金屬合粒中的銀比鉑、鈀多10倍以上時,須用稀硝酸分金多次。鉑、鈀可以隨銀完全溶於酸而與金分離。將殘留的金洗滌、烘乾、稱量,得到金的測定結果。

分離金以後的酸性溶液,加熱蒸發除酸,通入硫化氫將銀沉澱。硫化銀可以將鉑、鈀等硫化物一起沉澱下來。將沉澱用薄鉛片包裹起來,再進行灰吹。得到的金屬合粒用濃硫酸加熱處理,銀溶而鉑、鈀不溶,因此得以分離。

也可以用王水溶解上述硫化物。加入氨水,若有不溶殘渣,過濾除去。將濾液蒸干,加水溶解後,加入飽和氯化鉀酒精溶液,靜置,使鉑形成K2[PtCl6]沉澱,用恆重的玻璃砂芯漏斗過濾。用80% 酒精洗滌後,放在恆溫箱中乾燥,然後稱重。這個方法只適用於含鉑高的樣品。銀、鉑、鈀也可以在同一溶液中用原子吸收分光光度法或發射光譜分析法進行測定。

7.鉛試金中常見礦石配料

鉛試金中常見礦石配料見表7-2。

表7-2 鉛試金中常見礦石配料表

續表

8.提高試金結果准確度的幾項要素

試金分析的全過程有繁雜的手工操作,看起來似乎是個粗糙的過程,但實際上操作中的每一步都必須認真仔細。為提高分析結果的准確度,除了按操作規程認真操作外,還必須從下述幾個方面著手並盡力實現之,方可達到目的。

(1)灰皿材料及製作。灰皿材料宜使用動物骨灰、水泥或鎂砂。使用500 號水泥加10%~15% 的水壓製成水泥皿,自然乾燥後使用,由於水泥皿的空隙較粗大,灰吹時的貴金屬損失較大,合粒與水泥皿亦易黏結,故分析誤差較大,一般只是在骨灰缺乏時用於廠內部周轉料的分析。使用動物骨灰,最好是牛羊骨燒成骨灰,然後碾成0.175 mm以下,加10%~15% 的水壓製成骨灰皿,自然乾燥3 個月後使用。在灰吹前先將灰皿放入馬弗爐內於900℃左右燒20min以除去可能存在的有機物。

由於在灰吹過程中氧化鉛及賤金屬氧化物除少量進入空氣揮發外,絕大部分要被灰皿吸收。灰皿對金、銀也有一些吸收,即所謂金、銀損失。因此,不言而喻,灰皿製作時的壓力差異必然造成灰皿空隙的差異,從而造成金的灰吹損失的差異,增大了分析誤差。這就要求同一批材料來源的骨灰粉要用相同的壓力加工;在人力加工的條件下,同一盒灰皿要由同一個人加工;在灰皿將要用完的情況下,不要在不同盒的灰皿中挑選,以免造成分析誤差的擴大。更不能將不同來源的骨灰材料灰皿混批使用。

(2)火試金對馬弗爐的通風要求及補償措施。灰吹過程實際上是樣品中的賤金屬和鉛在高溫下的氧化過程,因此要求灰皿中熔融的物料與空氣有均勻的接觸機會,以保證氧化速度的一致,最理想的是鉛扣同時熔化,以同樣的速度灰吹,同時完成即同時達到輝光點。這就要求馬弗爐有合適的進出氣孔道。由於一般使用的馬弗爐不可能是理想的,除在設計製作時應進行改進外,應考慮到爐內不同位置接觸空氣的差異和溫度差異,對不同區域的樣品應使用相應的標准進行補正,其原則是盡量使標准能代表樣品。

實驗指南與安全提示

三正辛胺在酸性溶液中能與某些金屬配陰離子進行交換反應,泡沫塑料對一些有機和無機物質具有吸附性能,因此用負載三正辛胺的泡沫塑料更增強了對[AuCl4-1的吸附性能,而且經水多次洗滌不被洗掉,對0.5~1000μg的金,吸附回收率為96%~100%。

本法吸附金的酸度范圍較寬,即0.5~6mol/L鹽酸或5%~30%(體積分數)王水介質都能定量吸附金;但硝酸濃度太大時,使金的吸附率下降。

在非純標準的情況下,金的吸附速度隨金品位的降低和試樣數量的增加而降低,如30g含金0.0xg/t的樣品,振盪吸附時間需延長至90min,一般樣品振盪吸附30min即可。

在不加酒石酸和氟化鈉時,可允許20mg銻,10mg鎢,4000mg鐵及小於200mg的可溶性二氧化硅存在。加入1 g酒石酸,可消除300mg銻,100mg鎢的干擾。加入5 g氟化鈉,可允許5000mg鐵存在。可溶性二氧化硅需加入4.2 g氟化鈉,使之生成氟硅酸鈉晶體沉澱而消除干擾。

對含砷量高的試樣,焙燒時應從低溫開始,逐漸升高溫度,至480℃時保持1~2h,使砷揮發,然後再升高溫度繼續焙燒除硫,否則由於形成低沸點的砷-金合金而揮發,造成金的損失,導致測定結果偏低。

除鎢、銻、鐵和酸溶性硅酸鹽影響吸附和測定外,礦石中大量其他共存元素均無干擾。鎢、銻的干擾用加入酒石酸消除,大量鐵和一定量酸溶性硅酸鹽的干擾可加入氟化鈉使之生成氟硅酸鈉(Na2SiF6)晶體沉澱而消除。

金標准溶液的保存:Au3+濃度為2.5~25μg/mL 的溶液,盛於玻璃容器中可穩定300 d。金的濃度更低時,可被玻璃器皿吸附。當pH=2 時,吸附金的量最多,玻璃器皿吸附約30%,石英器皿吸附約60%;當pH=2~7 時,濾紙吸附金高達40%,因此,制備金的標准溶液時,不能用濾紙過濾。為了提高[AuCl4-的穩定性,有人建議在金的標准溶液中加入NaCl、KCl和鹼土金屬的氯化物。

拓展提高

ICP-MS法測定礦樣中的金

1.方法原理

試樣經800℃灼燒後,王水溶解,以氬等離子體激發,ICP-MS法測定。

2.試劑與設備

硝酸(ρ=1.42g/mL)、鹽酸(ρ=1.19g/mL)、鉈標准溶液(1mg/mL):國家標准溶液GSB G62070-90。

鉈內標工作液:移取鉈標准溶液2.5mL於2000mL容量瓶中,加入250mL王水,以水稀釋至刻度,混勻,此標准溶液含鉈0.25μg/mL。

金標准貯備液:稱取1.000 g純金(純度大於99.99%,使用前擦去表面氧化層)於250mL燒杯中,加入100mL水,60mL王水,加熱分解清亮,冷卻,移入1000mL容量瓶中,以水稀釋至刻度,混勻。此標准溶液含金1mg/mL。

金標准工作液:移取金標准貯備液2.50mL於100mL容量瓶中,加入1mL王水,以水稀釋至刻度,混勻。此標准溶液含金25μg/mL。

標准溶液的配製:移取金標准工作液0.00、1.00、2.00、4.00mL於一系列100mL容量瓶中,加入鉈內標工作液 10mL,用水定容,溶液中含金分別為 0.00,2.50,5.00,10.00μg/L。

氬氣(>99.99%)。

分析天平:感量0.0001 g。

等離子體質譜儀:ELAN9000。

3.分析步驟

按表稱取兩份試樣,置於75mL蒸發皿中,在800℃灼燒2 h。移入500mL燒杯中,加入20mL鹽酸,加熱5min,加入50mL王水,加熱濃縮體積至10~20mL,取下,冷卻,加熱分解清亮,冷卻,移入200mL容量瓶中,以水稀釋至刻度,混勻,按下表分取試液。

表7-3 分取量

移取樣品1.00mL加入已預先加5mL鉈內標的50mL容量瓶中,用水定容,混勻,將標准溶液和試液依次進行ICP-MS測定。測量元素同位素質量數:Au 197,Tl 205。

『陸』 請問怎麼辨別貴金屬檢測證書真假

貴金屬檢測證書跟翡翠、玉石、鑽石證書是相同的鑒別方法的
1.證書上必須印有內該機構的容資質
機構的資質認證有五種:CAL認證、CMA認證、CNAL認證、CNAS認證、ILAC-MRA認證
2.證書上必須印有機構的聯系信息
3.證書上必須有檢驗人員的簽名
4.證書上的鑒定內容比較全面、詳細:
鑽石分級證書:
最應關注的是鑽石的4C等級:顏色級別、凈度級別、切工級別、重量。當然,並不是所有的鑽石都有4C標准,美國寶石學院(gia)的標準是重量大於0.3克拉的鑽石才能出具鑽石分級證書。
貴金屬飾品純度檢驗證書:
最應關注的是貴金屬的種類及其含量。
珠寶玉石翡翠鑒定證書:
檢驗結論最重要。

『柒』 怎麼學習到貴金屬識別

對於貴金屬首飾檢測與鑒定,一般分兩種,分別是,一是檢測樣品是否為貴金屬,屬於哪一種貴金屬,即為定性檢測。
一般這類側重於判斷真偽,而不是百分比含量。
二是檢測貴金屬的成色含量,確定其中貴金屬的百分比,即為定量檢測。

『捌』 貴金屬檢測一般需要檢測哪些元素

根據國標的要求,看你要檢測什麼純度的那種貴金屬。
可以咨詢國家有色金屬及電子材料分析測試中心

『玖』 任務貴金屬分析方法的選擇

任務描述

貴金屬元素由於其性質的特殊性,在樣品溶解、分離富集等方面與一般元素有很大的不同之處。通過本次任務的學習,加深對貴金屬元素性質的了解,能根據礦石的特性、分析項目的要求及干擾元素的分離等情況正確選擇分離和富集方法,學會基於被測試樣中貴金屬元素含量的高低不同以及對分析結果准確度的要求不同而選用適當的分析方法,能正確填寫樣品流轉單。

任務分析

一、貴金屬在地殼中的分布、賦存狀態及其礦石的分類

貴金屬元素是指金、銀和鉑族(銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑)共8 種元素,在元素周期表中位於第五、六周期的第Ⅷ族和第IB副族中。由於鑭系收縮使得第二過渡元素(釕、銠、鈀、銀)與第三過渡元素(鋨、銥、鉑、金)的化學性質相差很小,因此貴金屬元素的化學性質十分相近。

鉑族元按其密度不同,分為輕重兩族。釕、銠、鈀為輕族;鋨、銥、鉑為重族。

金在自然界大都以自然金形式存在,也能和銀、銅和鉑族元素形成天然合金。根據最新研究成果,金的地殼豐度值僅為1 ng/g。金礦床中伴生的有用礦產很多。在脈金礦或其他原生金礦床中,常伴生有銀、銅、鉛、鋅、銻、鉍和釔等;在砂金礦床中,常伴生有金紅石、鈦鐵礦、白鎢礦、獨居石和剛玉等礦物。此外,在有色金屬礦床中,也常常伴生金。金的邊界品位一般為1 g/t。一般自然金里的金含量大於80%,還有少量的銅、鉍、銀、鉑、銻等元素。

銀在地殼中的平均含量為1×10-7,在自然界多以硫化物形式存在,單獨存在的輝銀礦(Ag2S)很少遇見,而且主要伴生在銅礦、鉛鋅礦、銅鉛鋅礦等多金屬硫化物礦床和金礦床中。在開采和提煉銅、鉛、鋅、鎳和金主要組分時,可順便回收銀。一般含銀品位達到5~10 g/t即有工業價值。

鉑族元素在自然界分布量很低,鉑在地殼中的平均豐度僅為5×10-9,鈀為5×10-8。它們和鐵、鈷、鎳在周期表上同屬第Ⅷ族,因此也與鐵、鈷、鎳一樣,具有親硫性。鉑族元素常與鐵元素共生,它們主要富集在與超基性岩和基性岩有關的銅鎳礦床、鉻鐵礦床和砂礦床內。銅鎳礦床中所含鉑族元素以鉑、鈀為主,其次是銠、釕、鋨、銥。鉻鐵礦中所含鉑族元素以鋨、釕、銥為主。鉑族元素之間,以及它們與鐵、鈷、鎳、銅、金、銀、汞、錫、鉛等元素之間能構成金屬互化物。在自然界存在自然鉑和自然鈀。自然鉑含鉑量為84%~98%,其餘為鐵,及少量鈀、銥、鎳、銅等。自然鈀含鈀量為86.2%~100%,同時含有少量鉑、銥、銠等。自然釕很少見,我國廣東省發現的自然釕中含有91.1%~100% 的釕。鉑族元素還可以與非金屬性較強的第Ⅵ主族元素氧、硫、硒、碲及第V主族元素砷、銻、鉍等組成不同類型的化合物。目前已知的鉑族元素礦物有120多種。在一些普通金屬礦物(如黃銅礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃鐵礦、鉻鐵礦等)以及普通非金屬礦物(如橄欖石、蛇紋石、透輝石等)中也可能含有微量鉑族元素。

鉑族元素的共同特性是具有優良的抗腐蝕性、穩定的熱電性、高的抗電火花蝕耗性、高溫抗氧化性能以及良好催化作用,故在工業上應用很廣泛,特別是在國防、化工、石油精煉、電子工業上不可缺少的重要原料。

二、貴金屬的分析化學性質

(一)化學性質

1.金

金具有很高的化學穩定性,即使在高溫條件下也不與氧發生化學作用,這大概就是在自然界中能夠以自然金甚至是以微小金顆粒存在的重要原因。金與單一的鹽酸、硫酸、硝酸和強鹼均不發生化學反應。金能夠溶解在鹽酸和硝酸的混合酸中,其中在王水中的溶解速率是最快的。用於分析化學中的金標准溶液通常就是以王水溶解純金來制備,但需要用鹽酸反復蒸發除去多餘的硝酸或氮氧化合物。在有氧化劑存在的鹽酸中,如 H2O2、KMnO4、KClO3、KBrO3、KNO3和溴水等,金也能夠很好被溶解,這主要是由於鹽酸與氧化劑相互作用產生新生態的氯氣同金發生反應所致。

2.銀

銀有較高的化學穩定性,常溫下不與氧發生化學作用,在自然界同樣能夠以元素形態存在。當與其他元素發生化學反應時,通常形成正一價的銀化合物。在某些條件下也可生成正二價化合物,例如AgO和AgF2,但這些化合物不穩定。

金屬銀易溶於硝酸生成硝酸銀,也易溶於熱的濃硫酸生成硫酸銀,而不溶於冷的稀硫酸中。銀在鹽酸和王水中並不會很快溶解,原因在於初始反應生成的Ag-以AgCl沉澱沉積在金屬表面而形成一層灰黑色的保護膜,阻止了銀的進一步溶解。但是如果在濃鹽酸中加入少量的硝酸,銀的溶解是比較快的。這是因為形成的 AgCl 又生成可溶性的[AgCl2-配離子。這一反應對含銀的貴金屬合金材料試樣的溶解是很有用的。銀與硫接觸時,會生成黑色硫化銀;與游離鹵作用生成相應的鹵化物。銀飾品在空氣中長久放置或佩戴後失去光澤常常與其表面上硫化物及其氯化物的形成有關。在有氧存在時,銀溶解於鹼金屬氰化物而生成[Ag(CN)2-配離子。銀在氧化劑參與下,如有Fe3+時也能溶於酸性硫脲溶液而形成復鹽。

3.鉑族金屬

鉑族金屬在常溫條件下是十分穩定的,不被空氣腐蝕,也不易與單一酸、鹼和很多活潑的非金屬元素反應。但是在確定的條件下,它們可溶於酸,並同鹼、氧和氯氣相互作用。鉑族金屬的反應活性在很大程度上依賴於它們的分散性以及同其他元素,即合金化的元素形成中間金屬化合物的能力。

就溶解能力而言,鉑族金屬粉末較海綿狀的易於溶解,而塊狀金屬的溶解是非常緩慢的。與無機酸的反應,除鈀外,鉑族金屬既不溶於鹽酸也不溶於硝酸。鈀與硝酸反應生成Pd(NO32。海綿鋨粉與濃硝酸在加熱條件下反應生成易揮發的OsO4。鈀、海綿銠與濃硫酸反應,生成相應的PdSO4、Rh2(SO43。鋨與熱的濃硫酸反應生成OsO4或OsO2。鉑、銥、釕不與硫酸反應。王水是溶解鉑、鈀的最好溶劑。但王水不能溶解銠、銥、鋨和釕,只有當它們為高分散的粉末和加熱條件下可部分溶解。在有氧化劑存在的鹽酸溶液中(如H2O2、Cl2等)於封管的壓力條件下,所有的鉑族金屬都能被很好地溶解。

通常,鹼溶液對鉑族金屬沒有腐蝕作用,但當加入氧化劑時則有較強的相互作用。如OsO4就能夠在鹼溶液中用氯酸鹽氧化金屬鋨來獲得。在氧化劑存在條件下,粉末狀鉑族金屬與鹼高溫熔融,反應產物可溶於水(對於Os和Ru)、鹽酸、溴酸和鹽酸與硝酸的混合物中,由此可將難溶的鉑族金屬轉化為可溶性鹽類。高溫熔融時,常用的混合熔劑有:NaOH+NaNO3(或NaClO3)、K2CO3+KNO3、BaO2+BaNO3、NaOH+Na2O2和Na2O2等。利用在硝酸鹽存在條件下的NaOH或KOH的熔融、利用Na2O2的熔融以及利用BaO2的高溫燒結方法通常被認為是將鉑族金屬如銠、銥、鋨、釕轉化成可溶性化合物的方便途徑。

在鹼金屬氯化物存在條件下,鉑族金屬的氯化作用同樣是將其轉化成可溶性化合物的最有效途徑之一。

(二)貴金屬分析中常用的化合物和配合物

1.貴金屬的鹵化物和鹵配合物

貴金屬的鹵化物或鹵配合物是貴金屬分析中最重要的一類化合物,尤其是它們的氯化物或氯配合物。因為貴金屬分析中大多數標准溶液的制備主要來自這些物種;鉑族金屬與游離氯反應,即氯化作用,被廣泛用於分解這些金屬;更重要的是在鉑族金屬的整個分析化學中幾乎都是基於在鹵配合物水溶液中所發生的反應,包括分離和測定它們的方法。

鉑族金屬配合物種類繁多,能與其配位的除鹵素外,還有含O、S、N、P、C、As等配位基團,常見的有

NH3、NO、NO2、PH3、PF3、PCl3、PBr3、AsCl3、CO、CN-和多種含S、N、P的有機基團。貴金屬的簡單化合物在分析上的重要性遠不如其配合物。對於金或銀雖然形成某些穩定配合物,但無論其種類或數量都無法與鉑族金屬相比擬。

2.貴金屬氧化物

金、銀的氧化物在分析上並不重要。金的氧化物有Au2O3、Au2O,Au2O很不穩定,與水接觸分解為Au2O3和Au。用硝酸汞、乙酸鹽、酒石酸鹽等還原劑還原Au(Ⅲ)可得到Au2O。Au(Ⅲ)與NaOH作用時,生成Au(OH)3沉澱。通常,Au(OH)3以膠體形態存在,所形成的膠粒直徑一般為80~200 nm。

向銀溶液中小心加入氨溶液時可形成白色的氫氧化銀。當以鹼作用時則有棕色的氧化銀析出。氧化銀呈鹼性,能微溶於鹼並生成[Ag(OH )2-;在300℃條件下分解為 Ag和O2

鉑族金屬及其化合物在空氣中灼燒可形成各種組分的氧化物。由於許多氧化物不穩定,或者穩定的溫度范圍比較窄,或者某些氧化物具有揮發性,因此在用某些分析方法測定時要十分注意。例如,一些採用重量法的測定需在保護氣氛中灼燒成金屬後稱重。Os(Ⅷ)、Ru(Ⅷ)的氧化物易揮發,這也是與其他貴金屬分離的最好方法。鉑族金屬對氧的親和力順序依次為:Pt<Pd<Ir<Ru<Os。鉑的親和力最差,但粉末狀的鉑能很好與氧結合。貴金屬的氧化物在溶液中多呈水合氧化物形式存在。

3.貴金屬的硫化物

形成硫化物是貴金屬元素的共性,但難易程度不同。其中IrS生成較難,而PdS、AgS較容易形成。貴金屬硫化物均不溶於水,其溶解度按下列順序依次減小:Ir2S3、Rh2S3、PtS2、RuS2、OsS2、PdS、Au2S3、Ag2S。在貴金屬的氯化物或氯配合物(銀為硝酸鹽)溶液中,通入H2S氣體或加入Na2S溶液可得到相應的硫化物沉澱。

4.貴金屬的硝酸鹽和亞硝酸鹽化合物或配合物

在貴金屬的硝酸鹽中,AgNO3是最重要的化合物。分析中所用的銀標准溶液都是以AgNO3為初始基準材料配製的。其他貴金屬的硝酸鹽及硝基配合物不穩定,易水解,在分析中較少應用。鉑族金屬的亞硝基配合物是一類十分重要的配合物。鉑族金屬的氯配合物與NaNO2在加熱條件下反應,生成相應的亞硝基配合物。這些配合物很穩定,在pH 8~10的條件下煮沸也不會發生水解。利用這種性質可進行貴金屬與賤金屬的分離。

三、貴金屬礦石礦物的取樣和制樣

含有貴金屬元素的樣品在分析之前必須具備兩個條件:①樣品應是均勻的;②樣品應具有代表性。否則,無論分析方法的准確度如何高或分析人員的操作如何認真,獲得的分析結果往往是毫無意義的。此外,隨著科學技術的發展,貴金屬資源被廣泛應用於各工業部門和技術領域,由於貴金屬資源逐漸減少,供需矛盾日漸突出,其價格日趨昂貴,因此對分析結果准確性的要求比其他金屬要高。

貴金屬礦石礦物的取樣、加工是為了得到具有較好代表性和均勻性的樣品,使所測試樣品中貴金屬的含量能夠較真實地反映原礦的情況,避免取樣帶來的誤差。貴金屬在自然界中的賦存狀態很復雜,又由於貴金屬元素的含量較低,故分析試樣的取樣量必須滿足兩個因素:①分析要求的精度;②試樣的均勻程度,即取出的少量試樣中待測元素的平均含量要與整個分析試樣中的平均含量一致。實際上貴金屬元素在礦石中的分布並不均勻,往往集中在少數礦物顆粒中,要達到取出的試樣與總試樣完全一致的要求是很難做到的。因此,只能在滿足所要求的分析誤差范圍內進行取樣,增加取樣量,分析誤差可能會減小。試樣中貴金屬礦物的破碎粒度與取樣量有很大關系,粒度愈大,試樣愈不均勻,取樣量也應愈大,因此加工礦物試樣時應盡可能磨細。為了達到一定的測量精度,除滿足上述取樣量的條件外,還應滿足測定方法的靈敏度。

一般的礦樣,可按常規方法取樣、制樣。金多以自然金的形式存在於礦石礦物中,它的粒度變化較大,大的可達千克以上,而微小顆粒甚至在顯微鏡下都難以分辨。金的延展性很好,它的破碎速度比脈石的破碎速度慢,因此對未過篩的和殘留在篩縫中的樣品部分絕對不能棄之,此部分大多含有自然金。金礦石的取樣與加工一般按切喬特經驗公式進行。對於比較均勻的樣品,K取值為0.05,一般金礦石樣品,K取值為0.6~1.5。

對於較難加工的金礦石,在棒磨之前加一次盤磨碎樣並磨至0.154mm,因為棒磨機的作用是用鋼棒沖擊和擠壓岩石再磨細金粒,能滿足一般金粒較細的試樣所需的破碎粒度。含有較粗金粒的試樣,用棒磨機只能使金粒壓成片狀或帶狀,達不到破碎的目的。而盤磨機是利用搓壓的作用力使石英等硬度較大的物料搓壓金粒來達到破碎的目的。

在金礦樣的加工過程中,應注意以下幾個方面:

(1)如果礦樣量在1kg以下,碎樣時應磨至200目。一半送分析用,一半作為副樣。如果礦樣量在1 kg以上,按加工流程進行破碎,作基本分析的樣品重量不應少於500~600 g。

(2)若樣品中含有明金時,應增設80目過篩和篩上收金的過程。

(3)對於1∶20萬區域化探水系沉澱物樣品,應將原分析樣混勻後分取40g,用盤磨粉碎至200目,混勻後作為金的測定樣。

(4)在過篩和縮分過程中,任何時間都不能棄去篩上物和損失樣品。

(5)所使用的各種設備每加工完一個樣品後必須徹底清掃干凈,並認真檢查在縫隙等處有無金粒殘留。

(6)礦樣經棒磨機粉碎至200 目後,送分析之前必須再進行混勻,以防止因金的密度大在放置時間過久或運送過程中金下沉而導致樣品不均勻。

由於金在礦石中的不均勻性,要製取有代表性、供分析用的礦樣,應盡可能地增大礦石取樣量。在磨樣過程中,對分離出粗粒的金應分別處理。其他貴金屬礦樣的取樣與加工要比金礦石的容易。

為了獲得准確的分析結果,貴金屬試樣在分析之前,取樣與樣品的加工,試樣的分解將是整個分析工作中的重要環節。另一方面,由於在大多數的分析方法中,獲得的分析結果常常是通過與已知的標准物質的含量,包括標准溶液和標准樣品進行比較獲得的,因此,准確的分析結果同樣也依賴於貴金屬標准溶液的准確制備。

四、貴金屬礦樣的樣品處理技術

貴金屬礦石礦物的分解有其特殊性,是分析化學中的難題之一。因為多數貴金屬具有很強的抗酸、鹼腐蝕的特點,常用的無機溶劑和分解技術難以分解。

含銠、銥和釕等試樣,在常溫、常壓,甚至較高溫度、壓力下用王水也難以分解。

砂鉑礦多由超基性岩體中的鉻-鉑礦風化次生而成,其密度及硬度極高、化學惰性極強,在高溫、高壓條件下溶解也較慢。

鋨銥礦是以鋨和銥為主的天然合金,晶格類型的差別較大(銥為等軸晶系,鋨為六方晶系)。含鋨高時稱為銥鋨礦,呈鋼灰色至亮青銅色;含銥高時稱為鋨銥礦,呈明亮錫白色。它們的密度都很大,性脆且硬,含銥、釕高時磁性均較強,鋨高時相反。化學性質也都很穩定,於王水中長時間煮沸難以被分解。

為了分解這些難溶物料,需要引入一些特殊的技術,如焙燒預處理技術、鹼熔融技術、加壓酸消解技術等。

(一)焙燒預處理方法

貴金屬在礦石中除以自然金、自然鉑等形式存在外,還以各種金屬互化物形式存在,並常伴生在硫化銅鎳礦和其他硫化礦中。用王水分解此類礦樣時,由於硫的氧化不完全,易產生元素硫,並吸附金、鉑、鈀等,使測定結果偏低,尤其對金的吸附嚴重,故需要先進行焙燒處理,使硫氧化為SO2而揮發。焙燒溫度的控制是很重要的,溫度過低,分解不完全;溫度過高,會燒結成塊,影響分析測定。常用的焙燒溫度為600~700℃,焙燒時間與試樣量和礦石種類有關,一般為1~2h。不同硫化礦的焙燒分解情況不同,其中黃鐵礦最易分解,其次是黃銅礦,最難分解的是方鉛礦。以下是幾種貴金屬礦石的焙燒處理方法。

(1)含砷金礦的焙燒。先將礦石置於高溫爐中,升溫至400℃恆溫2h,使大部分砷分解、揮發,繼續升溫至650℃,使硫和剩餘的少量砷完全揮發。於礦石中加入NH4NO3、Mg(NO32等助燃劑,可提高焙燒效率,縮短焙燒時間。如果金礦中砷的含量在0.2% 以上,且砷含量比金含量高800倍的條件下焙燒時,會生成砷和金的一種易揮發的低沸點化合物而使金損失,此時的焙燒溫度應控制在650℃以下。當金礦石中硅含量較高時,加入一定量NH4HF2可分解SiO2

(2)含銀硫化礦的焙燒。先將礦石置於高溫爐中,升溫至650℃,恆溫2h,使硫完全揮發。當礦石中硅含量較高時,即使加入NH4HF2,由於焙燒過程中生成難溶的硅酸銀,使測定結果嚴重偏低。為此,用酸分解焙燒試樣時,加入HF以分解硅酸銀,可獲得滿意的結果。

(3)含鉑族元素硫化礦的焙燒。與含金硫化礦的焙燒方法相同。

(4)含鋨硫化礦的焙燒。試樣進行焙燒時,易氧化為OsO4形式揮發損失,於焙燒爐中通入氫氣,硫以H2S形式揮發;或按10∶1∶1∶1比例將礦石、NH4Cl、(NH42CO3、炭粉混合後焙燒,可加速硫的氧化,對鋨起保護作用。

(二)酸分解法

貴金屬物料的酸分解法是最常用的方法,操作簡便,不需特殊設備。常用的溶劑是王水,它所產生的新生態氯具有極強的氧化能力,是溶解金礦和某些鉑族礦石的有效試劑。溶解金時可在室溫下浸泡,加熱使溶解加速。溶解鉑、鈀時,需用濃王水並加熱。此外,分解金礦的試劑很多,如HCl-H2O2、HCl-KClO3、HCl-Br2等。被硅酸鹽包裹的礦物,應在王水中加少量HF或其他氟化物分解硅酸鹽。酸分解方法不能用於含銠、銥礦石的分解,此類礦石只有在高溫、高壓的特定條件下強化溶解才能完全溶解。

(三)鹼熔法

固體試劑與試樣在高溫條件下熔融反應可達到分解的目的。最常用的是過氧化鈉熔融法,幾乎可以分解所有含貴金屬的礦石,但對粗顆粒的鋨銥礦很難分解完全,常需要用合金碎化後再鹼熔才能分解完全。本法的缺點是引入了大量無機鹽,對坩堝腐蝕嚴重,又帶入了大量鐵、鎳。使用鎳坩堝還能帶入微量貴金屬元素。此法多用於無機酸難以分解的礦石。

五、貴金屬元素的分離和富集方法

貴金屬元素在岩石礦物中的含量較低,因此,在測定前對其進行分離富集往往是必要且關鍵的一步。貴金屬元素的分離和富集有兩種方法;一種是干法分離和富集——火法試金;一種是濕法分離和富集——將樣品先轉為溶液,然後採用沉澱、吸附、離子交換、萃取、色層等方法進行分離富集貴金屬與賤金屬分離,主要有共沉澱分離法、溶劑萃取法、離子交換分離法、活性炭分離富集法、泡沫塑料富集法及液膜分離富集法等。目前應用最廣泛的是火試金法、泡沫塑料法、萃取法。具體方法詳見任務2、任務3、任務4的相關內容。

六、貴金屬元素的測定方法

(一)化學分析法

1.重量法測定金與銀

將鉛試金法得到的金、銀合粒,稱其總量。經「分金後」得到金粒,稱重。兩者重量之差為銀的重量。

為了減少金在灰吹中的損失和便於分金,在熔煉時通常加入毫克量的銀。如果試樣中含金量較高,加入的銀量必須相應增加,以達金量的3倍以上為宜。低於此數時,分金不完全,且銀不能完全溶解,影響測定結果。

在實際應用中,不同含金量可按表7-1所示的銀與金的比例加入銀,可滿意地達到分金效果。

表7-1 銀與金的比例

如合粒中含銀量低、金量高時,可稱取兩份試樣,一份不加銀,所得合粒稱重,為金銀合量。另一份加銀,分金後測金。二者重量之差為銀量。亦可先將金、銀合粒稱重,再加銀灰吹,然後進行分金,測得金量。差減法得銀量。

分金可採用熱硝酸(1∶7),此時合粒中的銀、鈀以及部分鉑溶解,而金不溶並呈一黑色的整粒留下來。如果留的下金粒帶黃色,則表示分金不完全,應當取出,補加適量銀,包在鉛片中再灰吹,然後分金。

用硝酸(1∶7)分金後,金粒中還殘留有微量銀,可再用硝酸(1∶1)加熱數分鍾除去。

2.滴定法

在貴金屬元素的滴定法中,主要利用貴金屬離子在溶液中進行的氧化還原反應、形成穩定配合物反應、生成難溶化合物沉澱或被有機試劑萃取的化合反應。被滴定的貴金屬離子本身多數是有顏色的,而且存在著復雜的化學形態和化學平衡反應,故導致滴定法的應用有一定的局限性。

金的滴定法主要依據氧化還原反應,包括碘量法、氫醌法、硫酸鈰滴定法、釩酸銨滴定法及少數催化滴定法和原子吸收-碘量法聯合的分析方法。其中碘量法和氫醌法在我國應用最普遍,它們與活性炭或泡塑吸附分離聯用,方法的選擇性較好,且可測得微量至常量的金,已成為經典的測定方法或實際生產中的例行測定規程。由於樣品的成分的復雜性,故用活性炭吸附分離-碘量法測定金時,還應針對試樣的特殊性採取相應的預處理手段。例如,含鉛、銀高的試樣,可加入5~7g硫酸鈉,煮沸使二氯化鉛轉化為硫酸鉛沉澱過濾除去,銀用鹽酸溶液(2+98)洗滌,可避免氯化銀沉澱以銀的氯配離子形式進入溶液中而被活性炭吸附。含鐵、鉛、銅、鋅的試樣,在滴定時加入0.5~1 g氟化氫銨可掩蔽50mg鐵、鉛,3~5mL的EDTA溶液(25g/L)可掩蔽大量鉛、銅、鋅,但需立即加入碘化鉀,以避免Au(Ⅲ)被還原為Au(Ⅰ)。含硫高時,於馬弗爐中500℃溫度下焙燒3h後再於650~700℃恆溫1~2h,可避免金的分析結果偏低。含銻的試樣,用氫氟酸蒸發2次,可消除其對金的影響。試樣中含鉑和鈀時,會與碘化鉀形成紅色和棕色碘化物,且消耗硫代硫酸鈉,可於滴定時加入5mL硫氰酸鉀溶液(250g/L),使之形成穩定的配合物而消除干擾。用碘量法測定金的誤差源於多種因素:金標准溶液的穩定性、活性炭吸附金的酸度、水浴蒸發除氮氧化物的條件、澱粉指示劑用量、滴定前碘化鉀的加入量、分取試液和滴定液的濃度、標定量的選擇等,因此應予以注意。

關於銀的化學滴定法,應用最普遍的是硫氰酸鉀(銨)和碘化鉀沉澱滴定法,其次是硫代硫酸鈉返滴定法、硫酸亞鐵氧化還原滴定法和二硫腙萃取滴定法等。

硫氰酸鉀滴定法測定銀:將試金所得的金、銀合粒用稀硝酸溶解其中的銀,以硫酸鐵銨為指示劑,用硫氰酸鉀標准溶液滴定至淡紅色,即為終點。其主要反應式如下:

Ag+KCNS→K+AgCNS↓

Fe3++3KCNS→3K+Fe(CNS)3

在鉑族金屬的滴定中,以莫爾鹽還原Pt(Ⅳ),用釩酸銨返滴定法或二乙基二硫代氨基甲酸鈉滴定法的條件苛刻,選擇性差,不能用於組成復雜的試樣分析中。於pH為3~4酸性介質中,長時間煮沸的條件下,Pt(Ⅳ)能與EDTA定量絡合,在乙酸-乙酸鈉緩沖介質中,用二甲酚橙作指示劑,乙酸鋅滴定過量的EDTA,可測定5~30mg Pd。利用這一特性,採用丁二肟分離鈀,用酸分解濾液中的丁二肟,可測定含鉑、鈀的冶金物料中的鉑。Pd(Ⅱ)的滴定測定方法較多,常見的是利用形成難溶化合物沉澱和穩定配合物的反應。在較復雜的冶金物料中,採用選擇性試劑掩蔽鈀,二甲酚橙作指示劑,鋅(鉛)鹽滴定析出與鈀等量的EDTA測定鈀的方法較多。

(二)儀器分析法

貴金屬在地殼中的含量很低,因此各種儀器分析方法在貴金屬的測定中獲得了非常廣泛的應用。主要有可見分光光度法、原子吸收光譜法、發射光譜法、電感耦合等離子體原子發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法等。具體的應用請參閱本項目的任務2、任務3、任務4的相關內容。

七、貴金屬礦石的分析任務及其分析方法的選擇

貴金屬礦石的分析項目主要是金、銀、銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑含量的測定,除精礦外,一般礦石中貴金屬的含量都比較低,因此,在選擇分析方法時,靈敏度是需要重點考慮的因素。一般,銀的測定主要用原子吸收光譜法和可見分光光度法,且10 g/t以上含量的不需要預富集,可直接測定。可見分光光度法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體原子發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法在金的測定上都獲得了廣泛的應用。金的測定一般都需要採取預富集手段。銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑在礦石中含量甚微,因此對方法的靈敏度要求較高。目前,電感耦合等離子體質譜法在銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑的測定的應用已經越來越廣泛和成熟。另外光度法、電感耦合等離子體發射光譜法也在銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑的測定中發揮了重要作用。

技能訓練

實戰訓練

1.學生實訓時按每組5~8人分成幾個小組。

2.每個小組進行角色扮演,利用所學知識並上網查詢相關資料,完成貴金屬礦石委託樣品從樣品驗收到派發樣品檢驗單工作。

3.填寫附錄一中質量表格1、表格2。

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