一種銅陽極泥溼法處理工藝的脫銅渣中金、鈀的測定方法與流程
2023-06-13 20:46:51
本發明屬於冶金分析技術領域，涉及一種脫銅渣中金、鈀的測定方法，特別涉及一種銅陽極泥溼法處理工藝的脫銅渣中金、鈀的測定方法。
背景技術：
電解精煉是一種利用不同元素在陽極溶解和/或陰極析出的難易程度方面的差異來提取純金屬的技術。電解時，用高溫還原得到的待精煉粗金屬作為陽極，用純金屬作為陰極，用含有該金屬離子的溶液作為電解液，控制電位使溶解電位比待精鍊金屬正的不活潑雜質不溶於電解液，最終存留在陽極上或者沉積在陽極泥中而落於電解槽底部(然後採用其他方法分離回收)，並使溶解電位比待精鍊金屬負的活潑雜質溶於電解液，但無法在陰極上沉澱析出，從而在陰極上得到精煉後的高純金屬。能夠利用電解精煉進行提純的金屬包括銅、金、銀、鉑、鎳、鐵、鉛、銻、錫、鉍等。
銅陽極泥是粗銅進行電解精煉時落於電解槽底部的泥狀細顆粒物質，其中往往含有大量的貴金屬元素(金、銀、鉑族元素等)和稀有元素(硒、碲等)，是提取稀貴金屬的重要原料。銅陽極泥的溼法處理工藝首先經過低酸浸出脫銅而得到浸出液和脫銅渣(後續步驟從略)，脫銅渣作為後續工藝的原料，需要知道其金、鈀量，因此需要對脫銅渣中的金、鈀含量進行分析測定。目前針對銅陽極泥溼法處理工藝的脫銅渣中金、鈀的測定方法還沒有相關報導。
中國專利文獻cn102778451a(申請號201210268394.x)公開了粗銅中金、銀、鈀含量的測定方法，包括火試金法富集得到合金粒，經王水溶解後採用電感耦合等離子體發射光譜儀在鹽酸硫脲介質中測定粗銅中金、銀、鈀的含量。該方法準確度好且重現性好，但火試金法耗時長、成本高、汙染大。
中國專利文獻cn103267736a(申請號201310178916.1)公開了一種冶煉物料中金元素的分析檢測方法，包括加入硝酸和酒石酸消解以分離雜質元素，過濾後濾渣於馬弗爐中灰化、灰分用王水消解分金並測定。該方法雖然簡單快速，成本低，但該方法並不完全適用於含有少量氯化銀沉澱的銅陽極泥脫銅渣中金、鈀的連續測定。
中國專利文獻cn105717095a(申請號201610078037.5)公開了銅陽極泥中金、銀、鈀的快速分析方法，包括實驗條件、樣品處理、工作曲線繪製、幹擾試驗、檢出限情況和準確性情況。該方法簡單快速、汙染小，但也不適用於含有氯化銀沉澱的樣品中金、鈀的分析。
技術實現要素：
為解決現有技術還沒有針對銅陽極泥溼法處理工藝的脫銅渣中金、鈀的測定方法的相關報導。傳統方法火試金法耗時長、成本高、汙染大，且現有金、鈀的溼法分析專利中並沒有解決對氯化銀對鈀吸附的缺陷，本發明提供一種銅陽極泥溼法處理工藝中所產生的脫銅渣中測定金、鈀的方法。
一種銅陽極泥溼法處理工藝的脫銅渣中金、鈀的測定方法，包括下列步驟：
1)、稱取一定量脫銅渣，加入酒石酸、硫脲溶液和硝酸進行加熱微沸消解並過濾，反覆用稀硝酸溶液洗滌濾渣，濾液和洗液均收集於容量瓶並定容，濾渣連同濾紙包好後轉入坩堝中；
2)、坩堝蓋上坩堝蓋，注意留一條縫隙，然後進行炭化，炭化後將含濾渣的坩堝轉入馬弗爐，蓋上坩堝蓋，注意留一條縫隙，然後進行灰化，待灰化結束後冷卻至室溫，加入王水進行加熱微沸消解濃縮，過濾並洗滌濾渣，得到濾液及濾渣；分別測定兩次消解所得濾液中金、鈀的含量，所得結果進行合併作為原料中金、鈀的含量。
進一步的，所述步驟1)中銅渣稱取量為1～2g。脫銅渣中的主要成分及其含量如下所述：au：50～150g/t，ag：2000～4000g/t，pd：50～100g/t，pb：10％～15％，cu：0.5％～2％。
進一步的，所述步驟1)中酒石酸用量為2～4g；硫脲溶液濃度為30～50g/l，用量為1～5ml；硝酸體積百分比為65.0％～68.0％，用量為20～40ml。
進一步的，所述步驟1)中硝酸分2～3次加入，加入的次間間隔為待無紅棕色氣體冒出，硝酸加完後，待無紅棕色氣體冒出即為消解完全。
進一步的，所述步驟1)和2)中過濾均為常壓過濾，所用濾紙為定量中速濾紙。
進一步的，所述步驟1)中洗滌濾渣所用硝酸體積百分比為30.0％～35.0％，洗滌次數為15～20次，每次用量為3～5ml。
進一步的，所述步驟2)中灰化溫度為700℃～750℃，灰化時間為30～60分鐘。
進一步的，所述步驟2)中炭化及灰化過程，坩堝蓋均不能完全蓋上，需留一條縫隙；步驟2)中王水為鹽酸與硝酸按體積比3:1混合，現配現用，用量為10～20ml,優選的，鹽酸體積百分比為36.0％～38.0％，硝酸體積百分比為65.0％～68.0％。優選的，步驟二中濃縮體積為1～2ml。
進一步的，所述步驟2)中洗滌濾渣所用稀硝酸溶液體積百分比為1.0％～3.0％，洗滌次數為5～10次，每次用量為2～3ml。
進一步的，所述步驟2)中用蒸餾水洗滌濾渣，洗滌次數為3～5次，每次用量為2～3ml。
進一步的，所述步驟2)中金、鈀含量的測定使用火焰原子吸收光譜儀。
有益效果：本發明將待處理樣品中加入一定量的酒石酸、硫脲和硝酸進行加熱微沸消解，過濾並洗滌濾渣，得到濾液和濾渣；濾渣和濾紙轉入坩堝後經過炭化和灰化後，加入王水進行加熱微沸消解，過濾並洗滌濾渣，得到濾液及濾渣；分別測定兩次消解所得濾液中的金、鈀含量，所得結果進行合併作為原料中金、鈀的含量。本發明適用於主要成分及其含量如下所述的所有銅陽極泥脫銅渣：au：50～150g/t，ag：2000～4000g/t，pd：50～100g/t，pb：10％～15％，cu：0.5％～2％。
通過加入酒石酸作為掩蔽劑，能夠消除fe、pb、zn等共存離子的幹擾；加入硫脲作為絡合劑，能夠與鈀絡合，降低氯化銀沉澱對鈀的吸附作用；硝酸的分次加入有利於消解的完全，提高鈀的分離富集效果；濾渣灰化能夠有效將可燃成分氧化去除只留下灰分，濾渣灰化前進行炭化，不僅能夠防止在灰化過程中試樣中水分急劇蒸發而使試樣飛揚，又能防止碳粒被包裹而使灰化不完全；該方法具有工藝簡單、成本低、無汙染、結果精密度和準確度均較高等優點。
附圖說明
圖1為本發明脫銅渣中金、鈀的測定方法流程圖。
具體實施方式
實施例
對照組實驗：按照有色標準yst745.2-2010方法，準確稱取1.0000g樣品，按質量比1g:20g:80g:7.5g:10g:3g將樣品、無水碳酸鈉、氧化鉛、二氧化矽、硼砂和澱粉混合後置於試金坩堝，攪拌均勻，覆蓋約10mm厚的氯化鈉。將坩堝置於900℃的試金爐中，關閉爐門，在45～60min內升溫至1100℃，保溫5min後出爐。將熔融物倒入已預熱的鑄鐵模。冷卻後將鉛扣和熔渣分離，將鉛扣錘成立方體。
將鉛扣放入已在900℃試金爐中預熱20min的灰皿中，關閉爐門1～2min，待熔鉛脫模後，半開爐門，同時控制爐溫在880℃進行灰吹，當合粒出現光輝點，灰吹結束並移出灰皿，放置1min，冷卻後去除合粒置於瓷坩堝中。
將熔渣及灰皿粉碎後，和30g:20g:30g:20g:3g的無水碳酸鈉、氧化鉛、二氧化矽、硼砂和澱粉混合後置於原試金坩堝中攪拌均勻，覆蓋10mm厚氯化鈉，重複進行一次熔融和灰吹得到合粒，同樣放於瓷坩堝中。
加入10ml冰乙酸於瓷坩堝中，加熱微沸10min，倒出溶液並洗淨，烤乾。冷卻後，除盡合粒表面的粘附物，用小錘將合粒錘平成0.2～0.3mm薄片，置於瓷坩堝中，加入15～20ml熱硝酸溶液於電熱板上加熱，保持近沸，使銀和鈀溶解。待反應停止後繼續加熱5～10min，取下，小心傾出溶液於250ml容量瓶中，用蒸餾水洗滌合粒兩次，洗滌液也傾入容量瓶中。再加入15ml熱硝酸於低溫電熱板加熱近沸，並保持15～20min，使銀、鈀完全溶解，將溶液傾入相同容量瓶，並定容至250ml。用火焰原子吸收光譜儀測定溶液中鈀的含量。用熱水洗滌瓷坩堝及金片(粒)3次，烤乾，在550℃馬弗爐中進行退火約5min，取出冷卻後，將金粒放在超微量天平上稱量，得金的質量。實驗平行做6組。
空白實驗1：稱取200g氧化鉛、40g無水碳酸鈉、20g二氧化矽10g硼砂、3g澱粉於試金坩堝中，按照對照組方法進行實驗。
實驗組實驗：準確稱取1.0000g脫銅渣於100ml小燒杯中，並加入2.0g酒石酸、3ml硫脲溶液(濃度為30g/l)和15ml硝酸(體積百分比濃度為66％)，蓋上表面皿於電熱板上進行加熱消解，保持溶液微沸，待溶液中不再冒紅棕色氣體後，補加15ml硝酸(體積百分比濃度為66％)，繼續蓋上表面皿於電熱板上進行加熱消解，保持溶液微沸(加入硝酸的總量為30ml)。待溶液中不再冒紅棕色氣體後即為消解完全。取下燒杯冷卻至室溫後，將燒杯內溶液及殘渣均轉入漏鬥中進行常壓過濾(濾紙為定量中速濾紙)。用硝酸(體積百分比濃度為33％)反覆洗滌濾渣，濾液和洗液均收集於250ml容量瓶，洗滌完全後定容用蒸餾水至250ml。
將含濾渣的濾紙包好後轉入30ml坩堝中，蓋上坩堝蓋(留一條縫隙)，在放有石棉網的電爐上進行炭化，炭化結束後將坩堝轉入馬弗爐並升溫至750℃(坩堝蓋需留一條縫隙)，在750℃下灰化40分鐘。灰化結束後將坩堝取出並冷卻至室溫。向坩堝中加入15ml王水(鹽酸和硝酸體積比為3:1，現配現用)，於電熱板上進行加熱消解，濃縮至體積為1～2ml，濃縮好後取下冷卻至室溫後，將坩堝內溶液及殘渣均轉入漏鬥中進行常壓過濾。用少量硝酸(體積百分比為1.0％)洗滌濾渣，再用少量蒸餾水洗滌濾渣。濾液和洗液均收集於50ml比色管中，洗滌完全後定容至50ml。
用火焰原子吸收光譜儀分別測定容量瓶和比色管中濾液的金、鈀含量，所得結果進行合併作為原料中金、鈀含量(如圖1所示)。實驗平行做6組。
空白實驗2：按照實驗組實驗方法進行空白實驗。
對照組實驗結果(空白已扣除)和實驗組實驗結果(空白已扣除)如表1所示。
表1各組金、各鈀含量實驗結果
根據樣品分析結果進行加標回收實驗，實驗結果如表2所示。
表2各組加標回收實驗結果
由表1和表2可知，採用本方法測定脫銅渣中金、鈀含量的分析結果分別為火試金法分析結果的97.89％和98.71％，與火試金法分析結果基本一致。且本方法中金的加標回收率在96.20％～97.60％，實驗結果相對標準偏差為1.6％；鈀加標回收率在96.40％～97.60％，實驗結果相對標準偏差為1.8％。實驗結果表明，採用本方法分析脫銅渣中金、鈀的含量，方法準確可靠，且重現性較好。