CN103728289A - 一种粗铜中金银的快速测定方法 - Google Patents

Abstract

一种粗铜中金银的快速测定方法，涉及一种贵金属测试分析方法，特别涉及到一种粗铜中贵金属金、银的快速测定方法。其特征在于其测定过程的步骤包括：(1)粗铜样品用酸溶解分离出铜得到滤渣；(2)再将滤渣用盐酸、硝酸的混合酸进行溶解；(3)采用电感耦合等离子体发射光谱仪ICP-AES进行金、银的分析测定。本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，用硫酸溶解分离铜基体后，得到的滤渣再用盐酸、硝酸的混合酸直接溶解后在ICP-AES上测定粗铜中金、银的分析方法，该方法不经过火试金富集和灰吹操作，改善了职工的工作环境，缩短了了分析流程。

Description

一种粗铜中金银的快速测定方法

技术领域

一种粗铜中金银的快速测定方法，涉及一种贵金属测试分析方法，特别涉及到一种粗铜中贵金属金、银的快速测定方法。

背景技术

GB/T512.2-2009规定了粗铜中金银的分析方法为：湿法分离-火试金重量法，该方法由于使用到了火试金，所以分析结果需要采用在纯铜中加入与样品中相同含量的金、银进行全流程跟踪补正或对一次试金熔渣进行二次试金进行补正，分析流程长；火试金过程用到氧化铅，灰吹时炉前温度接近1000℃，操作环境艰苦。用包铅灰吹法将除铜后过滤的得到的滤渣用铅包裹直接灰吹的方法测定了粗铜中的金银，该方法虽然在GB/T512.2-2009基础上省略了火试金熔炼的步骤，结果不用进行补正，但仍然需要操作者在高温炉前进行灰吹操作。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种不经过火试金富集和灰吹操作，能有效改善工作环境，缩短分析流程，快速准确的粗铜中金银的快速测定方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于其测定过程的步骤包括：

（1）    粗铜样品用酸溶解分离出铜得到滤渣；

（2）    再将滤渣用盐酸、硝酸的混合酸进行溶解；

（3）    进行金、银的分析测定。

本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于其步骤（3）是采用电感耦合等离子体发射光谱仪ICP-AES进行测定的。

本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于其测试为仪器条件的选择：选用电感耦合等离子体发射光谱仪作实验仪器，使用该仪器的最佳参数为：高频发生器功率：1000W，泵速：20 rpm/min，护套气流量2.50L/min，等离子气流量12.0L/min。

本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于其谱线的选择遵循所选谱线灵敏度高，干扰少的原则；通过在同一条件下，同时测定各谱线的强度及对待侧谱线周围干扰谱线的观察分析，确定了金、银的分析谱线为：金：242.795 nm， Ag：328.068 nm；

本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于其步骤（1）和（2）的过程是按照筛分比合称20.0g粗铜样品于1000mL烧杯中，加入20mL体积百分比为12.5%的硝酸，待反应出现淡蓝色后加入50mL浓硫酸，加热溶解至糊状，取下稍冷后加入300mL水，25mL质量百分比浓度为20g/L的氯化钠溶液和少量滤纸浆，加热煮沸5min左右，稍冷后抽滤，在抽滤器上放孔径为0.45μm的微孔滤膜，热水洗涤至滤膜上无蓝色为止，将滤膜连同滤渣转移至150mL的烧杯中，加入25mL王水，蒸发至溶液体积为3~5mL后冷却，用体积百分比为60%的盐酸定容至50mL容量瓶中。

本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于测量过程的操作为分取5.00mL转移至50mL容量瓶中以水容，在ICP-AES上测定金和银。

本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于测试的标准系列溶液的配置包括：

金标准贮存溶液：称取0.1000g纯金（纯度≥99.99%）于200mL烧杯中，加入15mL盐酸、5mL硝酸，盖上表皿，于电热板上加热溶解完全后，取下冷却至室温，加入5mL体积百分比为50%的盐酸温热溶解，冷却。用体积百分比为50%的盐酸冲洗表皿及杯壁并移入100mL容量瓶中，以体积百分比为50%的盐酸定容；此溶液1mL含1mg金；

金标准溶液：移取10.00mL上述金标准贮存溶液于100mL容量瓶中，加入5mL盐酸，以水定容；此溶液1mL含100μg金；

银标准贮存溶液：称取0.1000g金属银（纯度≥99.99%）于200mL烧杯中加20mL体积百分比为50%的硝酸，加热至完全溶解，冷却至室温，移入200mL棕色容量瓶中，用无氯离子交换水稀至刻度，混匀。此溶液1mL含500μg银；

银标准溶液：移取10.00mL上述银标准储备溶液于100mL容量瓶中，加入5mL硝酸，用无氯离子交换水稀至刻度，混匀。此溶液1mL含50μg 银；    

本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于测试的绘制工作曲线包括：分别移取0.00mL、1.00 mL、 2.00 mL、5.00mL、10.00mL上述金标准溶液于100mL容量瓶中，加入10mL盐酸，以水定容，测定金的标准曲线范围为0~10.0μg/mL；

分别移取0.00mL、2.00mL、 10.00mL、20.00mL、40.00mL上述银标准溶液于100 mL容量瓶中，加入10mL盐酸，以水定容，测定银的标准曲线范围分别为0~20.0μg/mL。

本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于测试的分析结果的计算是按下式计算金、银的含量，单位为g/t：

式中：c——标准曲线法测得的试样溶液的元素浓度，μg/mL；

V₁——被测溶液的体积，mL；

V₂——分取溶液的体积，mL；

V₀——试液的总体积，mL；

m——试样量，g。

本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于测试样品溶液定容时盐酸的浓度，研究了高达100mg的银在体积百分比为60%以上的盐酸介质中可以完全溶解，所以滤渣处理完毕定容时的酸度必须保证在60%。

本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于过滤所用的滤膜为微孔纤维滤膜，通过实验证明过滤后的滤渣溶解时，滤渣连同微孔滤膜一起用盐酸、硝酸的混合酸溶解对金、银测定结果均无影响。 

本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，对共存元素的影响研究，根据粗铜的典型成分，本发明主要试验了测定体系中可能含有的铜、铁两种共存元素对金银测定的干扰情况，实验结果证明被测溶液中含有100mg的铜和50mg的铁对金、银的测定无影响。

本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，溶液中残存的少量沉淀物对金、银测定结果的影响：由于粗铜样品的复杂性，样品经硫酸分离铜基体过滤后得到的滤渣，经酸处理之后得到的溶液经静置后，容器底部存在有少量的沉淀物，经试验验证沉淀物中几乎不含金、银，可以忽略不计。

本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，加标回收实验中，称取20.00g纯铜，分别加入不同量的金粉和银屑，按照实验方法在ICP-AES上进行测定，金的回收率在95.6%~102.2%之间，银的回收率在97.4%~103.9%之间，本发明的回收率良好，满足分析需要。

本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，选取粗铜样品一个，按照实验方法在ICP-AES上进行了15次独立测定，实验结果显示金的相对标准偏差为1.50%，银的相对标准偏差为1.45%，满足分析方法的要求。

本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，和GB/T512.2-2009规定的粗铜中金银的分析方法进行对照，两种测定方法的结果在分析误差允许范围内，进一步说明本发明测定结果的可靠性。

一种粗铜中金、银的快速测定方法，其测定依据粗铜样品在用硫酸分离除去铜后的滤渣能够溶解于硝酸、盐酸的混合酸，氯化银沉淀能够在一定浓度的盐酸介质中溶解以及电感耦合等离子体发射光谱法检测原理进行，方法包括仪器条件、样品处理、工作曲线绘制、分析结果计算、样品溶液定容时的酸度、滤膜的处理、共存元素影响、溶液中残存的少量沉淀物对金、银测定结果的影响、加标回收实验、精密度实验、方法对照试验。

本发明的一种粗铜中金银的快速测定方法，用硫酸溶解分离铜基体后，得到的滤渣再用盐酸、硝酸的混合酸直接溶解后在ICP-AES上测定粗铜中金、银的分析方法，该方法不经过火试金富集和灰吹操作，改善了职工的工作环境，缩短了了分析流程。 

具体实施方式

一种粗铜中金银的快速测定方法，其测定过程的步骤包括：（1）粗铜样品用酸溶解分离出铜得到滤渣；（2）再将滤渣用盐酸、硝酸的混合酸进行溶解；（3）进行金、银的分析测定，是采用电感耦合等离子体发射光谱仪ICP-AES进行测定的。

本发明仅适用确认为分析纯的试剂和蒸馏水或去离子水或相当纯度的水。

一种粗铜中金、银的快速测定方法，其测定依据粗铜样品在用硫酸分离除去铜后的滤渣能够溶于硝酸、盐酸的混合酸，氯化银沉淀在浓盐酸能够溶解以及电感耦合等离子体发射光谱法检测原理进行，方法包括仪器条件、样品处理、工作曲线绘制、分析结果计算、样品溶液定容时的酸度、滤膜的处理、共存元素影响、溶液中残存的少量沉淀物对金、银测定结果的影响、加标回收实验、精密度实验、方法对照试验，其中：

一、仪器实验条件

选用型号为JY-Ultima2电感耦合等离子体发射光谱仪作实验仪器，谱线的选择遵循所选谱线灵敏度高，干扰少的原则；通过在同一条件下，同时测定各谱线的强度及对待侧谱线周围干扰谱线的观察分析，综合选择该仪器的工作参数见表1。

表1电感耦合等离子体发射光谱工作参数

二、样品处理

1）试样处理：按照筛分比合称20.0g粗铜样品于1000mL烧杯中，加入20mL体积百分比为12.5%的硝酸，待反应出现淡蓝色后加入50mL浓硫酸，加热溶解至糊状，取下稍冷后加入300mL水，25mL质量百分比浓度为20g/L的氯化钠溶液和少量滤纸浆，加热煮沸5min左右，稍冷后抽滤（在抽滤器上放孔径为0.45μm的微孔滤膜），热水洗涤至滤膜上无蓝色为止，将滤膜连同滤渣转移至150mL的烧杯中，加入25mL王水，蒸发至溶液体积为3~5mL后冷却，用体积百分比为60%的盐酸定容至50mL容量瓶中。

2）测量：分取5.00mL转移至50mL容量瓶中以水容，在ICP-AES上测定金。视样品中银含量大小，分取适当体积的试液稀释后，保持体积百分比为10%的盐酸介质在ICP-AES上测定。

三、工作曲线绘制

1）标准系列溶液的配置

金标准贮存溶液：称取0.1000g纯金（纯度≥99.99%）于200mL烧杯中，加入15mL盐酸、5mL硝酸，盖上表皿，于电热板上加热溶解完全后，取下冷却至室温，加入5mL体积百分比为50%的盐酸温热溶解，冷却。用体积百分比为50%的盐酸冲洗表皿及杯壁并移入100mL容量瓶中，以体积百分比为50%的盐酸定容。此溶液1mL含1mg金。

金标准溶液：移取10.00mL上述金标准贮存溶液于100mL容量瓶中，加入5mL盐酸，以水定容。此溶液1mL含100μg金。

银标准贮存溶液：称取0.1000g金属银（纯度≥99.99%）于200mL烧杯中加20mL体积百分比为50%的硝酸，加热至完全溶解，冷却至室温，移入200mL棕色容量瓶中，用无氯离子交换水稀至刻度，混匀。此溶液1mL含500μg银。

银标准溶液：移取10.00mL上述银标准储备溶液于100mL容量瓶中，加入5mL硝酸，用无氯离子交换水稀至刻度，混匀。此溶液1mL含50μg银。   

2）绘制工作曲线：分别移取0.00mL、1.00 mL、 2.00 mL、5.00mL、10.00mL上述金标准溶液于100mL容量瓶中，加入10mL盐酸，以水定容，测定金的标准曲线范围为0~10.0μg/mL。

分别移取0.00mL、2.00mL、 10.00mL、20.00mL、40.00mL上述银标准溶液于100 mL容量瓶中，加入10mL盐酸，以水定容，测定银的标准曲线范围分别为0~20.0μg/mL。

四 分析结果的计算

按下式计算金、银的含量，单位为g/t.

式中：c——标准曲线法测得的试样溶液的元素浓度，μg/mL；

V₁——被测溶液的体积，mL；

V₂——分取溶液的体积，mL；

V₀——试液的总体积，mL；

m——试样量，g。

五 样品溶液定容时盐酸的浓度

根据资料《黄金》1991第6期P40介绍，粗铜样品用浓硫酸除铜过滤后得到的黑色沉淀主要是硫化银，硫化银极易溶解于硝酸生成硝酸银，银离子在用王水处理溶解金的时候生产氯化银沉淀，氯化银沉淀在一定浓度的盐酸介质中被溶解生成络合物。为了保证样品中所有的银最终以络合物形式存在而被测定，本发明研究了氯化银在不同浓度盐酸体系中的溶解情况。

称取0.1000g银屑6份于100mL烧杯中，分别加入10mL体积百分比为50%的硝酸溶解完全，加热煮沸至溶液清亮，将溶液转移至6个100mL容量瓶中，加入不同量的浓盐酸，用高纯水定容，充分摇匀。分取上述溶液2mL稀释至200mL，保持测定体系盐酸的浓度体积百分比为50%，在ICP-AES上进行测定并计算回收率，结果见表2。

表2氯化银溶解度试验

           

上述实验显示，当定容前加入的盐酸浓度体积百分比为30%~40%时，溶液浑浊，说明部分银仍然以氯化银沉淀形式存在，当加入的盐酸浓度体积百分比大于或等于60%时，高达100mg的银（相当于样品中含银量为5000g/t）在体积百分比为60%的盐酸体系中形成的氯化银沉淀可以完全溶解，所以滤渣处理完毕定容时的浓度必须保证在体积百分比为60%。

六 滤膜的处理

本发明过滤所用的滤膜为微孔纤维滤膜，为了验证微孔滤膜用盐酸和硝酸的混合酸溶解后对金、银测定结果是否有影响，分别取不同浓度的金、银标准溶液混匀，一组加入微孔滤膜，另一组不加微孔滤膜，先加入5mL硝酸溶解沉淀和滤膜，再加入20mL王水继续溶解至溶液体积为3~5mL后，转移至100 mL容量瓶中，保证溶液体系盐酸的浓度体积百分比为60%，分别在ICP-AES上测定，并计算金、银的回收率，结果见表3。

表3滤膜溶解后对金、银测定结果的影响

从以上测定结果来看，溶解滤渣时连同微孔滤膜一起用盐酸、硝酸混合酸分解后，对金、银测定结果均无影响，另一方面，微孔滤膜的孔径极小，能更好避免抽滤时细微氯化银沉淀的损失，保证分析的准确度，同时相对于国标分析方法极大的提高了分析速度。 

七 共存元素的影响

根据粗铜的典型成分，本发明主要试验了测定体系中可能含有的铜、铁两种共存元素对金银测定的干扰情况，以1.0μg/mL、2.0μg/mL、5.0μg/mL、10.0μg/mL的金和1.0μg/mL 、5.0μg/mL 、10.0μg/mL、 20.0μg/mL的银混合标准溶液为研究对象，分别加入不同量铁和铜标准溶液，按照实验方法及选定的仪器工作条件测定混合标准溶液的浓度，结果见表4。

表4不同含量的铜、铁对金、银测定的干扰

实验结果证明被测溶液中含有100mg的铜和50mg的铁对金、银的测定无影响，而在粗铜样品中测定金、银时铜含量远小于100mg，铁含量远小于50mg，可以认为测定金、银溶液中残存的少量铜铁对测定结果没有影响。

八 溶液中残存的少量沉淀物对金、银测定结果的影响

由于粗铜样品的复杂性，样品经硫酸分离铜基体过滤后得到的滤渣，经酸处理之后得到的溶液经静置后，容器底部存在有少量的沉淀物，为了验证沉淀物中是否包裹了金、银，取五份测定过金、银含量的溶液（底部存在少量沉淀物），用微孔滤膜将其过滤，并用60%盐酸冲洗沉淀物3~4次后，将微孔滤膜连同沉淀物一起转移于400 mL烧杯中，加入盐酸、硝酸的混合酸溶解滤膜后，加入3 mL高氯酸蒸发至湿盐状，加入10 mL浓盐酸溶解盐类后冷却，将溶液转移至50 mL容量瓶中，以水定容，在ICP-AES上测定金、银含量，结果见表5。

表5 溶液中残存的少量沉淀物对金、银测定结果的影响

从以上金、银测定数据来看，测定溶液容器底部少量的沉淀物中几乎不含金，而沉淀物中所含的银含量相对于样品中银的总量来说，可以忽略不计。

九 加标回收实验

称取20.00g高纯阴极铜，分别加入不同量的金粉和银屑，按照样品的处理步骤，在选定的仪器工作条件下进行测定，并计算金、银的回收率，结果分别见表6、7。

表6 金的加标回收率 

表7 银的加标回收率

从金、银在ICP-AES上加标回收率来看，金的回收率在95.6%~102.2%之间，银的回收率在97.4%~103.9%之间，本发明的准确度良好，满足分析需要。

十 精密度实验

选取粗铜样品一个，按照样品的处理步骤，在选定的仪器工作条件下进行15次独立测定，实验结果见表8。

表8精密度实验

实验结果显示金的相对标准偏差为1.50%，银的相对标准偏差为1.45%，本发明的精密度良好，满足分析方法的要求。

十一、方法对照实验

选取粗铜样品3个，分别采用GB/T512.2-2009规定的粗铜中金银的分析方法和本发明进行对照试验，对照结果见表9。

表9 两种方法准确度对照表

通过以上数据说明：两种测定方法的结果在分析误差允许范围内，进一步说明本发明测定结果的可靠性。

Claims (10)

1.一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于其测定过程的步骤包括：

(1)粗铜样品用酸溶解分离出铜得到滤渣；

(2)再将滤渣用盐酸、硝酸的混合酸进行溶解；

(3)进行金、银的分析测定。

2.根据权利要求1所述的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于其步骤（3）是采用电感耦合等离子体发射光谱仪ICP-AES进行测定的。

3.根据权利要求1所述的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于其测试仪器选用电感耦合等离子体发射光谱仪作实验仪器，使用该仪器的最佳参数为：高频发生器功率：1000W，泵速：20 rpm/min，护套气流量2.50L/min，等离子气流量12.0L/min。

4.根据权利要求1所述的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于其测定金、银的分析谱线为：金：242.795 nm， Ag：328.068 nm。

5.根据权利要求1所述的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于其步骤（1）和（2）的过程是按照筛分比合称20.0g粗铜样品于1000mL烧杯中，加入20mL体积百分比为12.5%的硝酸，待反应出现淡蓝色后加入50mL浓硫酸，加热溶解至糊状，取下稍冷后加入300mL水，25mL质量百分比浓度为20g/L的氯化钠溶液和少量滤纸浆，加热煮沸5min左右，稍冷后抽滤，在抽滤器上放孔径为0.45μm的微孔滤膜，热水洗涤至滤膜上无蓝色为止，将滤膜连同滤渣转移至150mL的烧杯中，加入25mL王水，蒸发至溶液体积为3~5mL后冷却，用体积百分比为60%的盐酸定容至50mL容量瓶中。

6.根据权利要求1所述的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于测量过程的操作为分取5.00mL转移至50mL容量瓶中以水容，在ICP-AES上测定金和银。

7.根据权利要求1所述的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于测试的标准系列溶液的配置包括：

金标准贮存溶液：称取0.1000g纯金于200mL烧杯中，加入15mL盐酸、5mL硝酸，盖上表皿，于电热板上加热溶解完全后，取下冷却至室温，加入5mL体积百分比为50%的盐酸温热溶解，冷却；用体积百分比为50%的盐酸冲洗表皿及杯壁并移入100mL容量瓶中，以体积百分比为50%的盐酸定容；此溶液1mL含1mg金；

金标准溶液：移取10.00mL上述金标准贮存溶液于100mL容量瓶中，加入5mL盐酸，以水定容；此溶液1mL含100μg金；

银标准贮存溶液：称取0.1000g金属银于200mL烧杯中加20mL体积百分比为50%的硝酸，加热至完全溶解，冷却至室温，移入200mL棕色容量瓶中，用无氯离子交换水稀至刻度，混匀；此溶液1mL含500μg银；

银标准溶液：移取10.00mL上述银标准储备溶液于100mL容量瓶中，加入5mL硝酸，用无氯离子交换水稀至刻度，混匀；此溶液1mL含50μg银。

8.根据权利要求1所述的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于测试的绘制工作曲线包括：分别移取0.00mL、1.00 mL、 2.00 mL、5.00mL、10.00mL上述金标准溶液于100mL容量瓶中，加入10mL盐酸，以水定容，测定金的标准曲线范围为0~10.0μg/mL；

分别移取0.00mL、2.00mL、 10.00mL、20.00mL、40.00mL上述银标准溶液于100 mL容量瓶中，加入10mL盐酸，以水定容，测定银的标准曲线范围分别为0~20.0μg/mL。

9.根据权利要求1所述的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于测试的分析结果的计算是按下式计算金、银的含量，单位为g/t：

式中：c——标准曲线法测得的试样溶液的元素浓度，μg/mL；

V₁——被测溶液的体积，mL；

V₂——分取溶液的体积，mL；

V₀——试液的总体积，mL；

m——试样量，g。

10.根据权利要求1所述的一种粗铜中金银的快速测定方法，其特征在于测试样品溶液定容时盐酸的体积浓度为60%。