Методика выполнения измерений

Методика выполнения измерений

ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИЙ ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОНЦЕНТРАТ

Пробирно-гравиметрический метод определения

 массовой доли золота и серебра

 

 

2016 г.

Содержание

 

1	Назначение и область применения	3
2	Метрологические характеристики	3
3	Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, растворы	5
4	Метод измерений	6
5	Требования безопасности, охраны окружающей среды	7
6	Требования к квалификации	7
7	Условия измерений	7
8	Подготовка к выполнению измерений	7
9	Выполнение измерений	9
10	Обработка результатов измерений	13
11	Оформление результатов измерений	17
12	Контроль показателей качества	19
	Приложение А	20
	Приложение Б	21
	Приложение В	26
	Приложение Г	27

 

 

Назначение и область применения

1.1 Настоящая методика выполнения измерений (далее - МВИ) устанавливает пробирно-гравиметрический метод определения массовых долей золота и серебра (далее - элемент) в золотосодержащем гравитационном концентрате.

1.2 Диапазоны измерений массовых долей элементов:

– золота от 10,0 млн^-1 (г/т) до 1200,0 млн^-1 (г/т);

– серебра от 20,0 млн^-1 (г/т) до 2400,0 млн^-1 (г/т).

 

 

Метрологические характеристики

 

МВИ обеспечивает получение результатов измерений при доверительной вероятности Р = 0,95 с метрологическими характеристиками, приведенным в Таблице 1.

 

Таблица 1 - Метрологические характеристики

В млн^-1 (г/т)

 

Массовая доля элемента	Показатель повторяемости,	Показатель внутрилабораторной прецизионности,	Показатель правильности, ± Δ с	Показатель точности, ± Δ	Предел повторяемости, r для n = 4	Предел внутрилабораторной прецизионности, R л	Расширенная неопределенность Up, при k =2, P =0,95

Золото

От 10,0 до   20,0 включ. Св. 20,0 «   40,0 « «40,0 «  80,0 « «80,0 «   150,0 « «150,0 «300,0 « «300,0 «600,0 « «600,0 «1200,0 « 1,0 1,5 2,9 4,5 7,2 9,0 10,7 1,4 2,4 4,2 7,3 11,8 14,6 17,4 0,4 1,0 6,1 8,6 10,1 12,2 15,5 2,8 4,8 10,2 16,7 25,2 31,2 35,7 3,5 5,6 10,6 16,4 26,2 32,6 38,9 3,9 6,6 11,6 20,3 32,6 40,5 48,1 2,8 4,9 10,4 17,1 25,7 32,0 36,5

Серебро

От 20,0 до 40,0 включ. Св. 40,0 «  80,0 « «80,0 «  150,0 « «150,0 «300,0 « «300,0 «600,0 « «600,0 «1200,0 « «1200,0 «2400,0 « 2,1 3,7 5,2 6,4 11,8 13,8 25,4 3,9 5,9 9,2 14,3 20,1 25,7 40,8 4,3 3,4 10,1 33,2 50,3 50,1 12,62 8,8 12,1 20,6 43,3 63,9 63,2 149,4 7,6 13,3 18,7 23,3 42,9 50,1 92,3 10,9 16,4 25,4 39,1 55,7 71,1 113,0 9,0 12,3 21,1 44,2 65,3 64,6 152,5

 

Метод измерения

 

Пробирно-гравиметрический метод основан на сплавлении анализируемого материала пробы с шихтой, содержащей металл-коллектор благородных металлов (свинец и флюсы) в присутствии окислителя (селитры натриевой или калиевой) или восстановителя (угля), при температуре (1000 ± 50) °С, с образованием, в результате сплавления, веркблея - свинцового сплава, содержащего серебро, золото и шлак.

Полученный веркблей подвергают окислительному расплавлению на капели в муфельной печи при температуре (950 ± 50)°С. Массовую долю золота и серебра, полученных путем купеляции, определяют гравиметрическим методом.

 

 

Требования безопасности, охраны окружающей среды

 

5.1 При выполнении измерений соблюдают действующие в лаборатории:

- требования инструкций по безопасности и охране труда для лаборанта пробирного анализа;

- порядки выполнения опасных работ;

- порядки работы на оборудовании, установленные в соответствии с их эксплуатационной документацией;

- инструкцию по приему, хранению и утилизации проб.

5.2 Все работы выполняются при включенной приточно-вытяжной вентиляции. Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать санитарных норм, установленных ГОСТ 12.1.005.

Требования к квалификации исполнителей

 

К выполнению измерений и обработке результатов анализа допускаются лица, имеющие квалификацию лаборанта пробирного анализа не ниже четвертого разряда.

 

 

Условия измерений

7.1 При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

- температура окружающего воздуха от 10 °С до 35 °С;

- относительная влажность воздуха не более 80 %.

7.2 Питание печей тигельных и печей муфельных для купеляции проводится от сети переменного тока напряжением (380 ± 50) В, с частотой (50 ± 0,5) Гц.

7.3 Автоматическое поддержание температуры в рабочем пространстве печей тигельных (1000 ± 50) °С, печей муфельных (купеляционных) (950 ± 50) °С, печей муфельных для прокаливания золота (550 ± 50) °С, осуществляется терморегулятором.

7.4 Вблизи приборов не должны находиться мощные источники электрических и магнитных полей, нагревательные устройства.

Подготовка к выполнению измерений

 

8.1 Приготовление растворов реактивов

8.1.1 Кислоту азотную, разбавленную 1:5 готовят разбавлением 100 см³ кислоты концентрированной в 500 см³ дистиллированной воды.

8.1.2 Кислоту азотную, разбавленную 1:3 готовят разбавлением 20 см³ кислоты концентрированной в 60 см³ дистиллированной воды.

8.1.3 Кислоту азотную, разбавленную 1:1 готовят разбавлением 500 см³ кислоты концентрированной в 500 см³ дистиллированной воды.

8.1.4 Кислоту соляную, разбавленную 1:9 готовят разбавлением 100 см³ кислоты концентрированной дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1000 см³.

Срок хранения раствора 1 месяц.

8.1.5 Смесь азотной и соляной кислот 1:3 («царская водка») готовят смешиванием 300 см³ концентрированной соляной кислоты и 100 см³ концентрированной азотной кислоты, перемешивают.

Смесь используют сразу после приготовления.

8.2 Контроль содержания золота и  серебра в глете

Контроль содержания золота и серебра в глете проводится для каждой новой партии глета.

8.2.1 Подготавливают параллельно и тщательно перемешивают:

- четыре навески глёта массой 100,0 г смешивают с шихтой, состоящей из 25 г буры, 65 г соды, 2 г угля, 5 г стекла;

- четыре навески глета по 160 г смешивают с шихтой, состоящей из 20 г буры, 50 г соды, 2 г угля, 10 г стекла.

8.2.2 Полученные смеси высыпают в бумажные кульки и выполняют измерения (плавление, купелирование, взвешивание) согласно разделу 9.

8.2.3 Приемлемость результатов контроля устанавливают следующим образом:

- рассчитывают отдельно средние арифметические значения содержаний золота и серебра (мг), полученные в результате выполнения измерений из навесок глета 100 г и     160 г;

- рассчитывают теоретическое средние содержания золота и серебра (мг) из навески 100 г для навески 160 г;

- сравнивают фактические результаты измерений с расчетными значениями.

8.2.4 Результат контроля содержания серебра в глете считают приемлемыми, если расхождение между содержанием серебра, полученным в результате измерений по 8.2.1, и рассчитанным теоретически не превышает 0,03 мг.

При выполнении данного условия рассчитывается содержание серебра и золота для навесок глета 50 г, 60 г,75 г,130 г, 160 г, 185 г.

8.3 Подготовка магнетитовых капелей

Магнезитовые капели, полученные с завода-изготовителя, просушивают при температуре (60 - 80) ^оС в течение суток; просушенные капели поднимают на стеллажи в горновую комнату, где капели выстаиваются в течение 7 дней.

После проведения методической работы, по определению пригодности капелей для проведения анализа, капели берут в работу.

8.4 Подготовка шерберов

Шербера глазуруют бурой в печи муфельной при температуре (950 ± 50) °С.

Для этого в шербера насыпают буру, помещают шербера в нагретую печь муфельную и выдерживают в течение 15 мин до полного растворения буры. После этого вынимают шербера специальными щипцами из печи, осторожно, вращательными движениями распределяют расплав по внутренней поверхности шербера и охлаждают.

 

8.5 Подготовка буры

Буру для анализа предварительно просушивают. В комнате приготовления химических реактивов в вытяжном шкафу, устанавливают специальную емкость, в которой тонким слоем рассыпают буру и оставляют для просушивания на 2-3 дня.

8.6 Предварительная тигельная плавка севкой и ковких частей гравитационного концентрата

8.6.1 Проводят предварительную тигельную плавку севкой и ковких частей гравитационного концентрата, по результатам ее определяют величину навески, корректируют селитру, рассчитывают массу золота и серебра для чека, серебра - для квартования.

8.6.2 Количество селитры определяют по массе полученного после плавления веркблея с учетом того, что оптимальный вес веркблея для купелирования составляет              40 - 45 г, а окислительное действие селитры по отношению к металлическому свинцу равно 4.

8.6.3 Количества серебра для квартования рассчитывается таким образом, чтобы отношение серебра к золоту было не менее 3:1.

8.7 При содержании в материале анализируемой пробы серебра свыше         600,0 млн-¹ (г/т), золота - 200,0 млн-¹ (г/т), для учета потерь благородных металлов при купелировании и разваривании, составляется контрольная проба (чек) в количестве, соответствующем массовой доле этих металлов в анализируемой пробе (массовая доля металлов определяется по данным предварительной плавки). Для этого на микроаналитических весах набираются навески золота и серебра марки 999,9, на лабораторных весах набирается навеска гранулированного свинца в количестве необходимом для формирования веркблея. Чек ставят в муфельную печь для купелирования вместе с основной пробой. Потери золота и серебра в чеке прибавляют при расчете результатов анализа.

8.8 Разделение материала пробы на магнитную и немагнитную части

Ковкую фракцию +1,0 мм массой более 300,0 г допускается анализировать после разделения на магнитную и немагнитную составляющие части. Данный вид работ выполняется лаборантом пробирного анализа. Для этого пробу рассыпают на большом листе бумаги на ровной поверхности тонким слоем, основанием магнита через лист бумаги отделяют магнитную часть от немагнитной. Отмагниченный материал перемещают на отдельный лист бумаги. После полного размагничивания всей фракции +1,0 мм, проводят три контрольные перечистки магнитной части. Затем магнитную и немагнитную части взвешивают и распределяют в разные пакеты с указанием веса.

 

 

Выполнение измерений

 

9.1 Анализ севкой части

Для проведения анализа севкой части отбирают по 4 навески двумя исполнителями.

Навеску анализируемого материала перемешивают с шихтой и плавят. Масса навески, количество навесок и ориентировочный состав шихты при анализе севкой части золотосодержащего гравитационного концентрата приведены в Таблице 2. Плавление, купелирование, квартование и разваривание проводят по п.п. 9.3 – 9.13.

 

9.2 Анализ ковкой части

Анализ ковкой части всех фракций золотосодержащего гравитационного концентрата проводится из всей массы. Величина навески ковкой части гравитационного концентрата зависит от общего веса ковкой части. Масса навески, количество навесок и ориентировочный состав шихты при анализе ковкой части золотосодержащего гравитационного концентрата приведены в Таблице 2.

Если масса ковкой части гравитационного концентрата не превышает 10 г, то проводят шерберную плавку.

Навеску ковкой части гравитационного концентрата не более 3,5 г помещают в глазурованный шербер (8.4), насыпают 3 г буры и 35-40 г свинца гранулированного. Шербер помещают в печь муфельную и проводят плавление при температуре (950 ± 50) °С в течение 20-25 мин до полного закрытия свинцового «глаза». Расплав выливают в изложницу, дают остыть, отделяют веркблей от шлака, придают форму кубика, кладут в печь муфельную на предварительно нагретую капель. Купелирование, квартование и разваривание проводят так, как описано в пунктах 9.5 – 9.13.

При разделении ковкой части фракции +1,0 мм на магнитную и немагнитную составляющие анализ немагнитной части выполняется из всей массы. Для анализа магнитной части отбирают 6 навесок по 20,00 г, перемешивают с шихтой и плавят. Купелирование, квартование и разваривание проводят так, как описано в пунктах 9.5 – 9.13. Если масса золотосеребряного королька после купеляции превышает 200 мг, то золотосеребряный королек мелко разрезают, перемешивают и отделяют примерно 100 мг. Подготовленную таким образом навеску золотосеребряного королька помещают в свинцовый кулечек, квартуют и разваривают так, как описано в пунктах 9.9-9.11.

Окислитель или восстановитель добавляют в шихту из расчета получения веркблея массой 40-45 г.

Навеску пробы, селитры и угля берут с точностью ± 0,002 г.

Навеску оксида свинца (глета), соды, буры или стекла берут с точностью ± 0,2 г.

Таблица 2 - Состав шихты при анализе разных продуктов золотосодержащего гравитационного концентрата

В граммах

 

№ п/п	Наименование материала пробы	Навеска	Количество навесок	Глет	Сода	Бура	Стекло	Селитра	Уголь

Количество навесок

Глет

Сода Бура Стекло Селитра Уголь 6

Суточные и разовые пробы, зачистки после переработки медного шлака

10 4

160

50

20 20 1-3 0,3-0,8

Скрап железный

12 фракции + 1,0 мм, + 3,0 мм

20

8

160

50 20 10 1-10 -

¹ – при плавлении для гашения пены добавляют 10-12 г буры непосредственно в тигель через 10-15 минут после расплавления.

 ² – если результаты пробы однородные, то берется по 8-16 навесок с каждой фракции, в случае большого расхождения анализируется весь материал.

                         

 

9.3 Полученную смесь высыпают в бумажный кулек, помещают в предварительно нагретый шамотовый тигель и плавят в тигельной печи при температуре (1000 ± 50) °С в течение 45 – 50 мин.

9.4 Расплав выливают в коническую изложницу. После затвердения расплава, извлекают из изложницы, на наковальне отделяют свинцово-золото-серебряный сплав (веркблей) от шлака с помощью молотка. Придают веркблею форму кубика с помощью молотка и направляют на купелирование.

9.5 Купелирование проводят в печи муфельной при температуре (950 ± 50) °С. Веркблей помещают в печь муфельную на капель, предварительно нагретую в течение    10 - 20 мин до температуры печи, выдерживают при закрытой дверце 2 - 3 мин до полного его расплавления. После этого дверцы печи приоткрывают и купелирование ведут при доступе воздуха. Для уменьшения потерь благородных металлов, температуру муфеля в начале процесса понижают, что достигается установкой нескольких пустых холодных капелей позади капелей, находящихся в работе. К концу процесса купелирования температуру повышают, прикрывая дверцы печи.

9.6 После удаления последних следов свинца, что заметно по бликованию, последующему потемнению и затвердеванию золото-серебряного королька, капель двигают к краю муфельной печи постепенно, чтобы не произошло разбрызгивание серебра вследствие выделения кислорода, поглощаемого им при высоких температурах. Затем капель извлекают из печи.

9.7 Капель охлаждают. Королек снимают с капели пинцетом, очищают его от приставших частиц капельной массы, расплющивают на наковальне в тонкую пластину.

9.8 Пластинку взвешивают на микроаналитических весах, при этом масса королька составляет суммарную массу золота и серебра.

9.9 Проводят разваривание золотосеребряного королька на электрической плите. Королек помещают в фарфоровый тигель, наливают горячую азотную кислоты разбавленную 1:5 и растворяют на плите при температуре приблизительно (60 - 70) °С (т.е. не допуская кипения раствора), в течение 15 - 20 мин. Этим приемом ограничиваются при разваривании королька с соотношением серебра к золоту не менее величин, указанных в Таблице 3. При соотношении золота и серебра менее величин, указанных в Таблице 3 королек рекомендуется разваривать последовательно в кислотах с разной концентрацией: сначала в слабой (1:5), затем в более крепкой (1:1).Разваривание проводят до полного растворения серебра и образования золотой корточки.

9.10 Если королёк содержит слишком мало серебра (об этом свидетельствует жёлтая окраска королька или при добавлении азотной кислоты полного отделения серебра не происходит), проводят квартование. Для этого королек завертывают с необходимым количеством металлического серебра и 3 - 4 г металлического свинца в бумагу. Необходимое количество серебра приведено в Таблице 3. Полученный пакет уплотняют и опускают на предварительно нагретую капель, купелируют. Полученный королек разваривают в соответствии с п. 9.5.

9.11 По окончании разваривания королька раствор нитрата серебра сливают в емкость-сборник. Золотую корточку промывают декантацией три раза горячей водой, затем высушивают на плите, прокаливают в муфеле при температуре (550 ± 50) °С в течение 3-5 мин и охлаждают.

9.12 Золото взвешивают на микроаналитических весах. Разница между массой золотосеребряного королька (9.11) и массой золотой корточки составляет массу серебра.

9.13 Если содержание в пробе серебра больше 600 млн-1(г/т), для учета величины потерь золота и серебра при купелировании, параллельно с рабочими пробами в печь ставят чек с определенным, заранее подготовленным составом сплава (п. 8.7). Потерю в массе серебра при проведении анализа чека прибавляют к результату анализа рабочей пробы.

Таблица 3 - Соотношение золота и серебра для разваривания пробы

В миллиграммах

Абсолютная масса золота в корточке	< 0,1	0,2	1,0	10	50
Требуемое отношение Ag: Au	(20-30):1	10:1	6:1	4:1	2,25:1

 

Оформление результатов измерений

 

11.1 Результат измерений массовой доли элемента оформляют записью в рабочем журнале по форме, приведенной в Таблице 4.

11.2 Единицы величины, предоставляемого результата измерений, определяются требованием Заказчика.

11.3  Результат измерений () в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде

 

, Р =0,95,                                                                                                 (18)

 

или

 

, k =2, Р = 0,95,                                                                                    (19)

 

где - результат измерений, полученный в соответствии с прописью методики, млн^-1 (г/т);

± Δ – показатель точности по таблице 1, млн^-1 (г/т);

U _р – значение расширенной неопределенности результата измерений по таблице 1, млн^-1.

Приложение А

(обязательное)

Приложение Б

(обязательное)

Таблица Б.1 - Метрологические характеристики АС

 

мг/дм³

 

Номер АС	Элемент АС	Аттестованное значение АС	Погрешность аттестованного значения АС (Р = 0,95), ± Δ
АС1–Au	Ионы золота	999,90	3,61
АС2–Au		99,99	1,08
АС1–Ag	Ионы серебра	999,90	2,83
АС2–Ag		99,99	1,06

Б.4 Требования безопасности

 

Требования техники безопасности при приготовлении АС согласно разделу 5 данной МВИ.

Б.5 Требования к квалификации исполнителей

К приготовлению АС допускают лаборантов пробирного анализа квалификацией не ниже 5 разряда.

Таблица Б. 2 - З начения погрешности мерной посуды

Наименование	Обозначение	Вместимость, см3	Погрешность, см3
Колба мерная по ГОСТ 1770	2-100-2	100	± 0,20
Пипетка по ГОСТ 29227	2-1-2-2	2	± 0,02
	1-1-2-5	5	± 0,05
	1-2-2-10	10	± 0,10

 

Таблица Б. 3 - П оказатели и установленные

Б.8 Требования к маркировке АС

 

АС хранят в склянке с этикеткой, содержащей следующую информацию об АС: наименование, номер, аттестованное значение, погрешность аттестованного значения, срок годности, даты приготовления и истечения срока годности. Допускается указывать даты на колбе карандашом по стеклу или перманентным маркером.

 

Б.9  Условия хранения

 

Б.9.1 АС хранят в соответствии со сроком годности экземпляра в колбах с пришлифованными стеклянными или резиновыми пробками, в местах, защищенных от попадания прямых солнечных лучей, при температуре окружающего воздуха от 15 °С до 25 °С.

Б.9.2 АС применяют в соответствии с их назначением и установленным сроком годности. Отбор необходимого количества АС проводят следующим образом:

- в чистый сухой стакан помещают определенное количество АС;

- отбор раствора АС производят сухой чистой пипеткой;

- неизрасходованный остаток АС в стакане хранению не подлежит.

 

 

Приложение В

(обязательное)

ИНСТРУКЦИЯ

Назначение АС

 

Методика регламентирует порядок приготовления АС ионов золота и серебра, представляющих собой растворы ионов в растворе соляной и азотной кислоты.

АС предназначены для метрологического обеспечение при ее аттестации и реализации в испытательной лаборатории, включая контроль показателей качества измерений МВИ.

  

Указания мер безопасности

 

При приготовлении АС соблюдают правила безопасного ведения работ, установленные в лаборатории.

 

Подготовка и применение АС

В чистый сухой стакан наливают определенное количество АС, сухой пипеткой отбирают необходимый объем раствора. Остатки смеси из стаканчика утилизируют в установленном порядке.

АС применяют по назначению и в соответствии со сроком годности.

 

СВИДЕТЕЛЬСТВО № 1

на аттестованные смеси ионов золота и серебра

 

Назначение АС: Метрологическое обеспечение при ее аттестации и реализации в испытательной лаборатории, включая контроль показателей качества измерений МВИ.

Метрологические характеристики АС: Значения метрологических характеристик АС указаны в Таблице Г.1:

- аттестуемая характеристика: Массовая концентрация элемента, мг/дм³;

- погрешность аттестованного значения АС (Р = 0,95) ±Δ, мг/дм³.

 

Таблица Г.1 - Метрологические характеристики АС

мг/дм³

 

Номер АС	Компонент АС	Аттестованное значение АС	±Δ  (Р = 0,95)	Срок годности экземпляра АС
АС1–Au	Ионы золота	999,90	3,61	1 год
АС2–Au	«	99,99	1,08	1 мес
АС1–Ag	Ионы серебра	999,90	2,83	1 год
АС2–Ag	«	99,99	1,06	1 мес

Документы, определяющие порядок и условия применения АС: МВИ и инструкция по применению АС.

Сведения о периодичности выпуска: АС готовят по мере необходимости.

 

.

Методика выполнения измерений