摘要:研究建立了火試金富集—重量法測(cè)定吸銀樹(shù)脂中銀含量的分析方法。將吸銀樹(shù)脂與試金配料混合后在坩堝中熔融、灰吹,得到銀粒,銀粒經(jīng)洗滌、干燥后用天平直接稱(chēng)量,分金除去其他貴金屬,二者之差即為銀粒質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了稱(chēng)樣量、面粉用量、試金配料、銀的補(bǔ)正系數(shù)、雜質(zhì)元素等影響因素。為補(bǔ)正火試金處理過(guò)程中銀的損失,稱(chēng)取與樣品中銀質(zhì)量接近的純銀隨同樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),計(jì)算補(bǔ)正系數(shù)。銀粒質(zhì)量與補(bǔ)正系數(shù)乘積即為樣品最終的銀質(zhì)量。該方法測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.27 %~1.57 %,加標(biāo)回收率為99.57 %~100.54 %,且與火試金富集—硫氰酸鉀滴定法測(cè)定銀結(jié)果一致。本方法操作簡(jiǎn)單,銀富集效果好,適用于吸銀樹(shù)脂中銀的測(cè)定。
關(guān)鍵詞:吸銀樹(shù)脂;火試金;重量法;銀;補(bǔ)正系數(shù);富集;試金配料
中圖分類(lèi)號(hào):TD926.3文章編號(hào):1001-1277(2024)10-0116-03
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:Adoi:10.11792/hj20241019
引言
吸銀樹(shù)脂是銀回收處理過(guò)程中的一種中間產(chǎn)品[1-2],準(zhǔn)確測(cè)定吸銀樹(shù)脂中銀含量,對(duì)判定樹(shù)脂的優(yōu)劣、優(yōu)化銀回收工藝和吸銀樹(shù)脂的交易非常重要。銀含量的測(cè)定方法有多種,對(duì)于高含量銀一般采用重量法[3-7]和容量法[8-11],低含量銀一般采用原子吸收光譜法[12]、X射線(xiàn)熒光光譜法[13]、電弧直讀發(fā)射光譜法[14]、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[15]或質(zhì)譜法[16] 。吸銀樹(shù)脂中的銀含量較高,可采用重量法或容量法來(lái)測(cè)定。硫氰酸鉀滴定法和電位滴定法測(cè)定銀選擇性好、靈敏度高,適用于可直接進(jìn)行酸分解的金屬及合金樣品中常量銀的測(cè)定,而吸銀樹(shù)脂不易被酸分解,不適合容量法測(cè)定。林海山[17]采用火試金—滴定法測(cè)定樹(shù)脂中銀含量,方法的回收率為99.4 %~101 %,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=7)小于0.85 %,取得了滿(mǎn)意結(jié)果。目前,采用重量法測(cè)定吸銀樹(shù)脂中銀含量的方法未見(jiàn)報(bào)道。吸銀樹(shù)脂樣品的前處理可采用火試金法、灰化灼燒法?;一茻ê臅r(shí)長(zhǎng),氣味大,污染重,且樹(shù)脂不易碳化完全,導(dǎo)致銀的測(cè)定結(jié)果偏低?;鹪嚱鸱ň哂蟹Q(chēng)樣量大,取樣代表性好,適用范圍廣,準(zhǔn)確性高等特點(diǎn),適合粒徑分布不均勻的吸銀樹(shù)脂樣品的前處理。吸銀樹(shù)脂的成分主要為含銀的有機(jī)配合物和少量金屬雜質(zhì)、陰離子,采用火試金前處理方法可以有效富集金屬銀并分離雜質(zhì)元素,因此本實(shí)驗(yàn)采用火試金富集—重量法直接測(cè)定吸銀樹(shù)脂中銀含量。實(shí)驗(yàn)考察了稱(chēng)樣量、面粉用量、試金配料、銀的補(bǔ)正系數(shù)、雜質(zhì)元素的影響,方法簡(jiǎn)單快速,銀的分離富集效果好,結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度良好,適用于吸銀樹(shù)脂中銀的分析。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1試劑與儀器
主要試劑:醋酸(1+4)、硝酸(1+7),醋酸、硝酸,均為分析純;碳酸鈉、二氧化硅、硼砂、氧化鉛、面粉、硫酸鈉,均為工業(yè)純;純銀(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.99 %);實(shí)驗(yàn)用水均為二級(jí)水。
主要設(shè)備與儀器:馬弗爐,灰吹爐,試金坩堝(300 mL),鎂砂灰皿,電子天平(感量0.1 mg)。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
稱(chēng)取在烘箱中干燥過(guò)的吸銀樹(shù)脂1.5 g(精確到0.000 1 g)于500 mL廣口瓶中,加入碳酸鈉20 g、硼砂10 g、二氧化硅6 g、氧化鉛60 g、面粉2.0 g,充分混勻后轉(zhuǎn)入500 mL試驗(yàn)坩堝中,加入15 g硫酸鈉覆蓋劑,然后放入950 ℃馬弗爐進(jìn)行高溫熔融,關(guān)閉爐門(mén),在45~60 min 升溫至1 100 ℃,保溫10 min后出爐,冷卻,取出鉛扣,將鉛扣錘成立方體。
將鉛扣放入預(yù)先在900 ℃灰吹爐中預(yù)熱20 min 左右的鎂砂灰皿中,關(guān)閉爐門(mén)1~2 min,之后微開(kāi)爐門(mén),控制爐溫在880 ℃進(jìn)行灰吹,當(dāng)出現(xiàn)光輝點(diǎn)后,立刻結(jié)束灰吹,取出灰皿,冷卻。用鑷子從灰皿中取出銀粒,放入50 mL燒杯中,加入20 mL醋酸(1+4),低溫加熱微沸10 min,傾出液體,用熱水洗滌3次后將銀粒放在電爐上烘干,冷卻至室溫,稱(chēng)量。
使用壓片機(jī)將銀粒壓成片,放入100 mL燒杯中,用二級(jí)水清洗3遍,加入50 mL硝酸(1+7),低溫煮沸溶解15min后,補(bǔ)加5 mL硝酸繼續(xù)煮沸溶解15 min。如果有硝酸不溶物,倒出溶液,二級(jí)水清洗沉淀4次,低溫烘干后稱(chēng)量,計(jì)算銀量。
稱(chēng)取與樣品中銀量相當(dāng)?shù)募冦y,試金配料中添加面粉3.0 g,其余配料相同,隨同樣品進(jìn)行銀的補(bǔ)正系數(shù)實(shí)驗(yàn),計(jì)算補(bǔ)正系數(shù)。銀粒質(zhì)量與補(bǔ)正系數(shù)的乘積即為樣品最終的銀質(zhì)量。
2結(jié)果與討論
2.1稱(chēng)樣量
稱(chēng)樣量小,樣品的代表性不好,給測(cè)定結(jié)果帶來(lái)偏差;稱(chēng)樣量大,有機(jī)物熔融過(guò)程中容易溢出,造成銀的損失,使測(cè)定結(jié)果偏低。按照實(shí)驗(yàn)方法,分別稱(chēng)取不同質(zhì)量的1#吸銀樹(shù)脂各5份,進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn),計(jì)算測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差,結(jié)果見(jiàn)表1。
從表1可以看出:當(dāng)吸銀樹(shù)脂稱(chēng)樣量為1.0~3.0 g時(shí),測(cè)定結(jié)果的精密度高,準(zhǔn)確度好。為節(jié)約試金配料,降低檢測(cè)成本,選擇稱(chēng)樣量1.5 g。通過(guò)調(diào)節(jié)試金配料比,控制鉛扣質(zhì)量在35~40 g,測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
2024年第10期/第45卷安環(huán)與分析安環(huán)與分析黃金
2.2面粉用量
樹(shù)脂主要成分是有機(jī)物,通常含有碳、氫、氧、硫等非金屬元素,具有一定的還原力。通過(guò)測(cè)試,1.0 g樹(shù)脂的還原力約為9.0 g鉛,1.0 g面粉的還原力約為12 g鉛。由于鉛扣質(zhì)量會(huì)影響測(cè)定結(jié)果,為使鉛扣質(zhì)量控制在35~40 g,實(shí)驗(yàn)選擇配料中面粉用量為2.0 g。
2.3試金配料
采用不同試金配料進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),在酸、堿熔劑保持不變情況下,通過(guò)改變氧化鉛用量控制硅酸度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。
從表2可以看出:不同硅酸度對(duì)銀的測(cè)定結(jié)果沒(méi)有影響。為節(jié)約檢測(cè)成本,減少鉛污染,試金配料選擇碳酸鈉20 g、硼砂10 g、二氧化硅6 g、氧化鉛60 g、面粉2.0 g。
2.4銀的補(bǔ)正系數(shù)實(shí)驗(yàn)
鉛扣在灰吹過(guò)程中,熔融銀蒸發(fā)及滲透于鎂砂灰皿中,導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低[18-19]。為補(bǔ)正灰吹過(guò)程中銀的損失,稱(chēng)取不同量純銀6份,按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果見(jiàn)表3。
從表3可以看出:銀回收率均低于100 %,穩(wěn)定在98.36 %~98.53 %。因此,為補(bǔ)正銀的損失,在實(shí)際樣品檢測(cè)過(guò)程中須稱(chēng)取與樣品中銀質(zhì)量接近的純銀隨同樣品進(jìn)行檢測(cè),即補(bǔ)正系數(shù)實(shí)驗(yàn)與樣品實(shí)驗(yàn)同步進(jìn)行。銀回收率的倒數(shù)即為補(bǔ)正系數(shù)?;鹪嚱鸶患亓糠y(cè)得的銀粒質(zhì)量與補(bǔ)正系數(shù)的乘積即為樣品最終的銀質(zhì)量。
2.5雜質(zhì)元素的影響
吸銀樹(shù)脂定向吸附銀離子的同時(shí),也吸附少量其他金屬離子?;鹪嚱鸱▽⒋蟛糠仲F金屬元素富集于銀粒中,為避免正干擾,通過(guò)銀粒分金操作,可去除金、鉑、銠、銥、釕等不溶貴金屬元素[20]。為考察火試金分離富集后銀粒純度,將銀粒分金后的溶液低溫蒸至近干,加入10 mL王水,在低溫電爐上溶解10 min,待溶液冷卻后轉(zhuǎn)入50 mL容量瓶中,定容,采用ICP-AES法測(cè)定溶液中的雜質(zhì)元素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:溶液中除檢出微量鉛元素外,未檢出其他金屬雜質(zhì),說(shuō)明銀粒的純度高,火試金分離富集效果好,可采用重量法直接測(cè)定銀含量。
2.6加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)
稱(chēng)取不同質(zhì)量1#吸銀樹(shù)脂5份,依次準(zhǔn)確加入適量純銀,按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn),補(bǔ)正后銀的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。從表4可以看出,本方法的加標(biāo)回收率為99.57 %~100.54 %,準(zhǔn)確度較高。
2.7方法的精密度
針對(duì)3個(gè)不同銀含量的吸銀樹(shù)脂樣品,按照實(shí)驗(yàn)方法對(duì)每個(gè)樣品平行測(cè)定7次,計(jì)算測(cè)定結(jié)果的平均值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差,并將本方法測(cè)定結(jié)果與火試金—硫氰酸鉀滴定法測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果見(jiàn)表5。從表5可以看出,本方法測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.27 %~1.57 %,且與火試金—硫氰酸鉀滴定法測(cè)定結(jié)果一致。
3結(jié)語(yǔ)
采用火試金富集—重量法測(cè)定吸銀樹(shù)脂中銀含量,方法分離富集效果好,樣品的加標(biāo)回收率為99.57 %~100.54 %,測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.27 %~1.57 %。本方法與火試金—硫氰酸鉀滴定方法進(jìn)行比較,同一樣品中銀的測(cè)定結(jié)果一致,方法準(zhǔn)確度高,精密度好,適用于吸銀樹(shù)脂中常量銀的快速測(cè)定。
[參 考 文 獻(xiàn)]
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Determination of silver in silver-absorbing resin by fire assay enrichment-gravimetry
You Yuping,Zhou Fengsa,Xiao Hongxin
(Center for Industrial Analysis and Testing,Guangdong Academy of Sciences)
Abstract:An analysis method is established for determining the silver content in silver-absorbing resin by fire assay enrichment-gravimetry.The silver-absorbing resin was hdjFbU18rAHJtOokjv6DXQ==mixed with assay flux,melted in a crucible,and cupelled to obtain metallic silver granules.After washing and drying the silver granules,their mass was directly measured using a balance.Parting is conducted to remove other precious metals,and the difference was taken as the mass of the silver granules.The method was optimized for factors such as sample weight,flour dosage,assay flux,correction coefficient for silver,and impurity elements.To account for silver losses during the fire assay,pure silver,with a mass close to the silver content in the sample,was added and a correction coefficient for pure silver was calculated.The final silver content in the sample was obtained by multiplying the mass of the silver granules by the correction coefficient.The relative standard deviation of the method ranged from 0.27 % to 1.57 %,and the recovery rate ranged from 99.57 % to 100.54 %.The results were consistent with those obtained by fire assay enrichment-potassium thiocyanate titration.This method is simple,provides effective silver enrichment,and is suitable for determining silver in silver-absorbing resin.
Keywords:silver-absorbing resin;fire assay;gravimetry;silver;correction coefficient;enrichment;assay flux