Изобретение относится к металлургии, в частности к пробирному определению золота в рудах и концентратах. Способ определения золота в рудах и концентратах включает окислительный обжиг и последующую плавку огарка с флюсами, оксидом свинца и восстановителем для получения золото-свинцового сплава. Затем проводят его купелирование, выделение и взвешивание золотой корточки.
При этом окислительный обжиг проводят с добавлением оксида или пероксида кальция или бария в количестве 110-130% от стехиометрически необходимого для связывания серы в сульфат кальция или бария при температуре 400-700°С в течение 30-60 минут. Полученный огарок плавят для получения золото-свинцового сплава. Техническим результатом является более точное определение золота. 1 табл.
Изобретение относится к области аналитической химии благородных металлов, а именно к пробирному анализу, и может быть использовано для определения содержания золота в сульфидных и углистых рудах и концентратах, а также в других рудных материалах различного минералогического типа и продуктах их технологической переработки (хвостах, концентратах и пр.), в которых предположительно возможно наличие органических соединений золота.
Полевой метод определения золота в рудах. Проверка метода
С целью упрощения и ускорения анализа предложено пробирную плавку проводить в присутствии щелочи. Плавку ведут при температуре 600-800°С в течение 10-30 минут; в состав шихты на 10 г пробы входят: 20-50 г гидроксида натрия или калия, 2-20 г буры, 1-10 г соды, 15-30 г глета, 1-3 г муки (2. Патент РФ №2288288 от 27.11.2006. Способ пробирного определения золота в рудах и продуктах их переработки).
Наиболее близким по технической сути к предлагаемому изобретению является способ пробирного определения золота в рудах и продуктах их переработки, включающий предварительный окислительный обжиг исходного материала при температуре 450-700°С и последующую плавку огарка с оксидом свинца, флюсами и восстановителем для получения золото-свинцового сплава, его купелирование, выделение и взвешивание золотой корточки (1, с. 136) Предотвращение образования штейна при плавке позволяет получить лучшие результаты по золоту при анализе.
Вместе с тем предварительный окислительный обжиг навесок сульфидных руд и концентратов неизбежно сопровождается потерями летучих соединений золота, наличие которых во многих рудах отмечается многими специалистами, например:
(3. Электролитическое растворение золота. Electrolytic extraction of gold / Styrkas A.D. // Extract. Met. Gold and Base Metals. — Melbourne, 1992. — С.355-359). В этой связи результаты анализа руд и концентратов указанного типа нередко оказываются заниженными.
Настоящее изобретение направлено на устранение указанного недостатка и имеет целью более точное определение золота.
Указанный технический результат достигается тем, что окислительный обжиг проводят с добавлением оксида или пероксида кальция или бария в количестве 110-130% от стехиометрически необходимого для связывания серы в сульфат кальция или бария, смесь подвергают окислительному обжигу при температуре 400-700°С в течение 30-60 минут и полученный огарок плавят на золото-свинцовый сплав.
Единственный способ определения золота! Мокрая химия.
Некоторые руды и концентраты содержат золото не только в виде металлических частиц различной крупности, но и в небольших количествах в виде соединений золота с органическими производными, прежде всего с гуминовыми кислотами. В наибольшей степени наличие органических соединений золота характерно для сульфидных, черносланцевых и углистых руд. Исследованиями установлено, что органические соединения золота при температурах более 300-500°С возгоняются и при избытке кислорода разлагаются в результате окисления органической основы. Золото, образующееся в этих условиях в виде тончайших частиц, остается в объеме материала. Нагрев и окисление сульфидных минералов, углистых веществ указанных типов руд сопровождается образованием больших количеств газовых продуктов
Диффундирующие из объема интенсивные потоки газовых продуктов захватывают как возгоны органических соединений золота, так и его микрочастицы, образовавшиеся при окислении органики. Подобное «улетучивание» золота происходит как при обжиге навесок, так и в процессе плавки исходного материала.
Для уменьшения выноса золота и потерь его при анализе необходимо сократить или полностью исключить выделение газовых продуктов при нагревании навески руды или концентрата.
Нагрев сульфидных и углистых материалов на воздухе или, другими словами, обжиг в присутствии кальций- или барийсодержащих соединений сопровождается образованием термоустойчивых сульфатов и карбонатов
Выделение газовых продуктов (SO2 и СО2) из объема навески в этих условиях минимально. Улетучивание и потери золота при обжиге и плавке также сводится к минимуму. Последующая плавка огарка позволяет сколлектировать как изначально металлическое золото, так и образовавшееся при разложении его органических соединений. Полученные результаты анализа в целом оказываются больше.
Введение в обжигаемый материал твердого окислителя позволяет снизить температуру обжига и еще в большей степени уменьшить диффузионные потоки, с которыми возможно улетучивание золота. В качестве такого твердого окислителя целесообразно использовать перекись кальция СаО2 или бария ВаO2
Расход кальций- или барийсодержащих добавок для проведения обжига должен обеспечивать полное связывание серы и углерода в термоустойчивые соединения. Опыты показывают, что достаточно добавлять 110-130% от массы, необходимой по стехиометрическим расчетам.
Температура термической обработки руды или концентрата должна быть минимально необходимой, при которой процесс протекает с достаточной скоростью. При высоких температурах становится возможным локальное спекание реакционной смеси и неполное разложение золотосодержащих сульфидов. Результаты последующей плавки будут занижены. Исследованиями установлено, что при использовании оксидов BaO и СаО оптимальной является температура 500-700°С, а в случае использования твердых окислителей температура может быть ниже 400-600°С.
Продолжительность обжига должна составлять 30-60 минут в зависимости от толщины слоя реакционной смеси, интенсивности ее перемешивания в обжиговой печи и температуры.
Реализация предлагаемого способа анализа рассмотрена в следующих примерах:
Методом пробирной плавки анализировали флотационный концентрат, содержащий FeS2 85%, PbS 5%, CuFeS 2%, 20 г/т золота.
1. В первом случае проводили плавку с селитрой (состав шихты см. 1, с.133).
2. Во втором опыте навеску концентрата подвергли предварительному окислительному обжигу при температуре 450-700°С в течение 60 минут. Огарок плавили с использованием шихты традиционного состава (1, с.131-133)
3. В последующих опытах предварительный обжиг проводили с добавками оксидов или пероксидов Са или Ва. Варьировали массой добавок, температурой и продолжительностью обжига. При последующей плавке огарков использовали шихту, аналогичную той, что приведена во 2 опыте. Поскольку при обжиге в этих опытах масса огарка увеличивается за счет образования сульфатов и карбонатов (см. реакции 3 и 4), то количество флюсов было откорректировано.
Свинцовые сплавы (веркблеи), полученные при плавке, купелировали, королек разваривали в азотной кислоте традиционным методом и золотую корточку взвешивали.
Содержание золота в огарке пересчитывали на массу исходной навески концентрата.
Все опыты проводили в двух параллелях, результаты усредняли.
Результаты опытов приведены в таблице.
| № опыта | Масса навески концен., г | Вид добавки | Масса добавки, % от стехио. необх. | Темпер. обжига, °С | Продолж. обжига, мин | Содерж. Au в огарке, г/т | Содерж. Au в расчете на исходную навеску, г/т |
| 1 | 50 | Непосредственная плавка с селитрой | 19,8 | 19,8 | |||
| 2 | 50 | Окислитель, обжиг без добавок | 500-700 | 60 | 20,3 | 20,1 | |
| 3 | 50 | СаО | 105 | 500 | 50 | 15,2 | 20,2 |
| 4 | 50 | СаО2 | 110 | 500 | 50 | 18,3 | 23,7 |
| 5 | 50 | ВаО | 130 | 500 | 50 | 15,1 | 22,8 |
| 6 | 50 | ВаО2 | 140 | 500 | 50 | 12,8 | 23,1 |
| 7 | 50 | СаО | 120 | 600 | 50 | 17,4 | 21,9 |
| 8 | 50 | СаO2 | 125 | 600 | 50 | 17,2 | 22,4 |
| 9 | 50 | ВаО | 125 | 600 | 50 | 16,9 | 22,5 |
| 10 | 50 | ВаО2 | 120 | 600 | 50 | 17,3 | 23,1 |
| 11 | 50 | СаО | 100 | 300 | 30 | 14,2 | 18,9 |
| 12 | 50 | СаО | 110 | 400 | 40 | 17,3 | 22,4 |
| 13 | 50 | СаО | 120 | 500 | 50 | 16,9 | 23,1 |
| 14 | 50 | СаО | 130 | 600 | 50 | 17,2 | 23,0 |
| 15 | 50 | СаО | 140 | 700 | 60 | 17,5 | 22,9 |
| 16 | 50 | СаО | 120 | 700 | 50 | 17,0 | 23,2 |
| 17 | 50 | СаО | 120 | 750 | 70 | 17,0 | 22,8 |
| 18 | 50 | СаО | 120 | 600 | 25 | 17,0 | 20,2 |
Сопоставительный анализ известных технических решений, в т.ч. способа, выбранного в качестве прототипа, и предлагаемого изобретения позволяет сделать вывод, что именно совокупность заявленных признаков обеспечивает достижение усматриваемого технического результата. Реализация предложенного метода анализа дает возможность повысить полноту определения золота из некоторых типов руд и концентратов на 10-15%.
Способ определения золота в рудах и концентратах, включающий окислительный обжиг и последующую плавку огарка с флюсами, оксидом свинца и восстановителем для получения золотосвинцового сплава, его купелирование, выделение и взвешивание золотой корточки, отличающийся тем, что окислительный обжиг проводят с добавлением оксида или пероксида кальция или бария в количестве 110-130% от стехиометрически необходимого для связывания серы в сульфат кальция или бария при температуре 400-700°С в течение 30-60 мин, и полученный огарок плавят для получения золотосвинцового сплава.
Источник: findpatent.ru
Пробирный анализ: от древнего мира до наших дней. Обзор
Первые зачатки пробирного анализа относятся к истории древнего мира. Уже несколько тысяч лет назад был известен процесс купелирования, применяемый для выделения золота и серебра из сплава со свинцом. Тогда уже было открыто избирательное всасывание окислов свинца поверхностью сосуда из костяной золы (аналогичного современной капели).
В гробницах египетских фараонов были найдены золотые корольки, полученные в результате купелирования. Кроме того, применяли способ разделения сплавов золота и серебра действием кислот. Развитие методов оценки достоинства золотых сплавов в Египте было тем более важно, что египетским жрецам были известны приемы фальсификации золота сплавами на медной основе.
Первое систематическое изложение пробирного искусства (так назывался, а часто называется и в настоящее время пробирный анализ) приведено в труде итальянского металлурга Ванноччио Берингуччио, впервые опубликованном в 1540 г. Этот трактат, изложенный в десяти книгах, представляет яркий памятник эпохи итальянского возрождения и довольно полно отражает состояние металлургии того времени. В частности, металлургии золота и серебра и пробирного искусства. В последующем этот труд несколько раз переиздавался на протяжении более ста лет. На рис.1 и рис.2 представлены иллюстрации из этой книги (изготовление капелей и купелирование).
В дальнейшем описание методов пробирного анализа приводится в знаменитом труде по металлургии «Dе ге Меtаlliса», написанном Агриколой (Георгиусом) в XVI веке, а также в труде его современника Эркера. К XVII веку относятся труды Савота (Париж) и Рейнолдса (Лондон).
Судя по описанию Пеписа в 1666 г., способ разделения металлов, применявшийся на Лондонском монетном дворе в Тауэре, весьма походил на некоторые современные методы пробирного анализа.
Постановка дела в Тауэре была в конце XVII века значительно усовершенствована знаменитым ученым Исааком Ньютоном, который в течение последних 25 лет своей жизни стоял во главе Лондонского монетного двора. Весной 1698 г. с постановкой дела в Тауэре знакомился Петр I, в бумагах которого остались собственноручные записи по пробирному анализу.
Возникновение пробирного анализа в России относится к началу XVIII века. В приходно-расходной книге «Приказа рудных дел» за 1707 г. встречаются записи о покупке реагентов для испытания руд. Первые сведения о постройке в Петербурге «пробирной» лаборатории относятся к 1720 г.
Детальное изложение пробирного искусства можно найти в книге М. В. Ломоносова «Первые основания металлургии или рудных дел», опубликованной в 1763 г., но написанной задолго до этого. В этом труде содержится не только методика опробования руд плавкой на золото, серебро и другие металлы, но также детально описываются устройство и предметы оборудования пробирной лаборатории (рис. 3, 4).
В эпоху, когда аналитической химии в современном понимании не существовало, задачи пробирного искусства были весьма широки и распространялись на многие металлы. Ввиду того, что в этих условиях искусство выполнения анализа преобладало над пониманием существа дела, термин «пробирное искусство» завоевал себе полное право на существование.
В настоящее время пробирный анализ, в связи с развитием учения о физикохимических основах металлургических процессов и в результате усовершенствования методов аналитической химии, далеко ушел вперед в своем развитии по сравнению с методами, которые ранее описывались в курсах «Пробирного искусства». Пробирная плавка основана на физико-химических закономерностях восстановления металлов, шлакообразования и смачивания расплавленными веществами.
В общих чертах пробирный анализ может быть представлен в виде следующих этапов:
- Подготовка пробы
- Шихтование
- Тигельная плавка на свинцовый сплав
- Сливание свинцового сплава в железные изложницы для охлаждения
- Отделение свинцового сплава (веркблея) от шлака
- Купелирование веркблея (удаление свинца)
- Извлечение королька драгоценных металлов, взвешивание его
- Квартование (добавление серебра, по необходимости)
- Обработка королька разбавленной азотной кислотой (растворение серебра)
- Гравиметрическое (весовое) определение золота и серебра.
Шихтование заключается в смешивании пробы руды со специальными добавками (шихтой): флюсом, свинцовым глетом (PbО) и восстановителями.
Компоненты флюса при сравнительно низкой температуре плавятся и образуют жидкий расплав, в котором происходят физические и химические процессы. Свинцовый глет в процесс плавки восстанавливается до металлического свинца и становится «коллекторной фазой», т.е. растворяет в себе благородные металлы.
Приготовление шихты — ответственная операция. Для определения состава шихты нужно знать состав руды. Неоднородность состава шихты может приводить к погрешностям в результатах анализов. Для приготовления шихты используют смесители (рис.5).
Приготовленную шихту тщательно перемешивают с измельченной пробой и помещают в плавильный тигель. Плавку производят в специальных тигельных печах (рис.6) при температуре 1000°С-1100° С до полного сплавления всего материала, образования шлака и расплава свинца (обычно 30-60 мин). В настоящее время используют преимущественно электрические плавильные печи, реже — газовые. В небольших печах одновременно проводят плавку 8-10 проб. Имеются также печи, в которых одновременно размещают несколько десятков тиглей.
После сплавления тигли вынимают из печи, и расплав сливают в железные изложницы. Сплав свинца и благородных металлов, имеющий высокую плотность, стекает на ее дно. После того, как расплав охладится и отвердеет, его вытаскивают из изложницы. При правильном составе шихты после плавки получают два продукта: веркблей и поверх него — шлак (расположенный на конце конуса, рис.7). Веркблей отбивают молотком от шлака, затем его расплющивают в кубик для удаления остатков налипшего шлака и для облегчения захвата щипцами (рис.8).
Следующим шагом классического пробирного анализа является купелирование. Этот процесс заключается в извлечении благородных металлов из свинца за счет его окисления и поглощения специальной пористой капелью (рис.9). Капели делают из смеси магнезита и цемента непосредственно в лаборатории или приобретают в специализированных фирмах.
Купелирование производят в муфельных печах при температурах от 950°С до 1000°С. Выпускаются специальные печи для купелирования (рис.10, 11)
При купелировании окисленный свинец в основном адсорбируется в капель, примерно 2% свинца улетучивается. Как и в стадии плавки, процесс купелирования должен проходить под наблюдением. Вид получаемого в конце процесса королька говорит о том, был ли процесс удачным.
Осложнения могут возникнуть, например, при наличии теллуридов в пробе, что может привести к образованию многочисленных несферических бисеринок. Трещины в капели или появление окалины указывают на то, что купелирование прошло неудачно и др. Когда процесс завершается успешно, в капели остается маленький блестящий шарик (королек), состоящий из золота и серебра.
К весам в пробирном анализе предъявляют особые требования, так как золотосеребряные корольки и золотые корточки обычно имеют очень небольшую массу. В современном пробирном анализе для плавки обычно берут пробу породы массой 50 г. Масса золота в такой пробе при рядовых содержаниях не превышает 1 мг, а чаще измеряется микрограммами (табл.).
| Содержание, золота, г/т Масса золота в 50-г навеске, мкг | |
| 0,1 | 5 |
| 0,2 | 10 |
| 0,5 | 25 |
| 1 | 50 |
| 2 | 100 |
| 4 | 200 |
| 10 | 500 |
| 20 | 1000 |
С целью повышения чувствительности и точности пробирного анализа при определении содержаний золота меньше 2-4 г/т используют комбинированный метод: пробирную плавку с последующим спектральным определением золота и серебра. Полученный в результате пробирной плавки золотосеребряный королёк растворяют в царской водке, после чего раствор анализируют.
Наиболее распространенными методами завершения пробирного анализа благородных металлов являются атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС) и атомно-эмиссионная спектроскопия с индуктивно связанной плазмой (АЭС ИСП). Современные приборы позволяют определять самые незначительные количества вещества в растворах. В частности, пробирно-атомноабсорбционным методом можно определять содержания золота от 0,05 г/т.
Пробирный метод со спектральным окончанием получил широкое распространение в современных лабораториях. Как и в древние времена пробирный метод остается основным при анализе проб на золото, благодаря возможности анализа сравнительно больших навесок массой 50 г и более.
1.Мостович В.Я. Пробирное искусство. Москва-Ленинград, Цветметиздат, 1932.
2.Эдуард Е.Бэгби. Пробирное искусство. М.: ОНТИ НКТП, 1937.
3.Плаксин И.Н. Опробование и пробирный анализ . М.: Металлургиздат.-1947.
4.Барышников И.Ф. Пробоотбирание и анализ благородных металлов.М.Металлургия.- 1978.
5.Жучков И.А. Пробирный анализ, Методы определения благородных металлов в сухих сыпучих пробах. Учебное пособие. Иркутск, ИрГТУ, 2000.
6.Методика определения массовых долей золота и серебра в пробах руд золотосодержащих и продуктов их переработки пробирным методом и массовых долей золота пробирно-атомно-абсорбционным методом. Иркутск, Иргиредмет,2004. (МА ИАЦ-43-2004, ФР.1.31.2004.01195)
Уникальные посетители статьи: 28211, комментариев: 5
Комментарии, отзывы, предложения
Прохожий, 29.07.10 09:09:49
Как жаль, что ничего в статье не сказано о таком замечательном современном методе как масс-спектрометрия. А ведь количественное определение методом масс-спектрометрии с индуктивно
связанной плазмой применяется для определения и золота, и серебра, и очень многих элементов.
ЮЛФ, 26.12.19 07:10:43
Почему у вас написано «капели для купелирования», должно быть «купели»
Корректор, 26.12.19 11:15:07 — ЮЛФ, 26.12.19
В русском языке слово «купели» имеет религиозно-банный смысл. В Википедии
«Купе́ль — большой чашеобразный сосуд. Служит для проведения таинства крещения в Христианской церкви. Купель может быть выполнена из различных материалов и играет важную роль в создании внутреннего убранства церковного помещения. Нередко купель является произведением искусства.»
Купели также служат банной принадлежностью для мытья. В интернете банных купелей большой выбор. Купель, видимо от слова «купать».
В России в пробирном анализе вместо «купель» чаще применяют термин «капель» от слова капля, а не от слова «купать».
СНС, 28.12.19 05:04:46 — ЮЛФ, 26.12.19
Где вы видели «купели»? Может сейчас кто-то придумал? В СССР были капели.
Например: «Инструкция НСАМ 170-С, 1980 год»
Спектральные методы. Платина, палладий, родий, золото. Пробирно-спектральное определение платины, палладия, родия и золота в сульфидных медно-никелевых рудах.
Научный совет по аналитическим методам при ВИМСе
В инструкции ВИМСа написано:
Для отделения благородных металлов от свинца сплав подвергают окислительному плавлению (купелированию) в специальном пористом сосуде (капели).
ЯДирект, 29.12.19 11:02:30 — ЮЛФ, 26.12.19
В Яндексе есть счетчик количества запросов. По этому счетчику слова:
«капели для пробирного анализа» — запрашивают в поиске 15 раз в месяц,
«купели для пробирного анализа» — запрашивают 0 раз в месяц.
Так что лучше предлагать «капели», а не «купели».
- Содержание сайта
- Комментарии
- Главная страница
Изготовление пробирной посуды
Работа у муфельной печи
Муфельная печь в лаборатории времен Ломоносова
Приборы для пробы руды
Современный смеситель шихты С-50
Плавка проб в тигельной печи
Шлак с веркблеем, полученный после тигельной плавки при пробирном анализе на золото
Очистка веркблея от шлака для последующего купелирования
Капели для купелирования
Общий вид современной печи для купелирования
Источник: zolotodb.ru
Экспертиза химического состава золота
Экспертиза химического состава золота
Экспертиза химического состава золота – это исследование, которое является задачей химической экспертизы с целью определения составных компонентов золота, установления процентного соотношения этих компонентов, установления соответствия с ГОСТами или ТУ (ГОСТ 6835-2002, ГОСТ 28058-2015), а также определения других свойств золота или золотых слитков.
- Результатом химической экспертизы золота является заключение эксперта (специалиста), которое может являться доказательством в возникшем споре. Стоит отметить, что агротехническая экспертиза может проводиться, как в рамках гражданского, арбитражного, уголовного дела, так и на этапе досудебного спора.
Цель химической экспертизы состава золота – основной целью является установление процентного соотношения самого золота и примесей, которые также находятся в сплаве.
Существует несколько вариаций методов исследования золота, основными из которых являются:
– Установление примесей и пробы золота (определение количества чистого золота в сплаве) за счет химического анализа;
– Определение малых примесей золота при помощи метода спектрографии – два вышеописанных метода проводятся экспертами, обладающими специальными знаниями в области химии, геологии, физики;
– Морфологическо-визуальный с применением оптической техники наружный осмотр сплава на предмет обнаружения дефектов – может проводиться экспертами различных специальностей (геологами, химиками, товароведами, физиками и др.)
Вопросы, которые могут быть поставлены на экспертизу:
– Является ли представленный образец золотом? Если нет, то каким видом металла он является?
– Какая проба у представленного на исследование сплава?
– Какой процент содержания золота и примесей в представленном образце золотого слитка?
– Какие примеси содержит данный сплав?
— Соответствует ли образец, представленный на исследование ГОСТу 6835-2002, ГОСТ 28058-2015?
Что включает в себя заключение эксперта/специалиста в области проведения химической экспертизы золота:
- Вводную часть (дата, время и место производства экспертизы; основание производства экспертизы, сведения об экспертном учреждении, а также фамилию, имя и отчество эксперта, его образование, специальность, стаж работы, ученую степень и (или) ученое звание, занимаемую должность; вопросы, поставленные перед экспертом, объекты исследований и материалы, представленные для производства экспертизы);
- Исследовательскую часть (исследуются характеристики, признаки и свойства объектов и материалов, представленных на исследования, применяются различные средства, методы и приемы исследования, проводятся лабораторные испытания);
- Синтезирующая часть (синтез и оценка, полученных промежуточных выводов);
- Выводы (ответы на поставленные перед экспертом вопросы);
- Иллюстрационная таблица.
Обратившись в наш центр АНО ЭНЦ СЭИ «Созидание», вы получите бесплатную консультацию от нашего эксперта по интересующим Вас вопросам, а также узнаете точную стоимость и сроки выполнения экспертизы для того, чтобы вы смогли заказать сельскохозяйственную экспертизу.
Последние публикации
- Экспертиза компрессорной станции
- Экспертиза производственной мощности
- Экспертиза электросети
- Технико-криминалистическая экспертиза оттисков печати
- Техническая экспертиза в Казахстане
Источник: sozex.ru