Пробирный анализ руд курс лекций Л П Панова. Курс лекций Введение
 Скачать 0.89 Mb.
|
|
Плавка золотосодержащих теллуристых руд Отрицательное влияние повышенного количества теллура на результаты пробирного анализа имеет две стороны. Во-первых, неравномерность включений в рудной массе относительно крупных частиц теллуридов золота и серебра приводит к трудности достижения равномерности пробоотбора и, следовательно, воспроизводимости результатов при повторных анализах. Во-вторых, в процессе купелирования теллур понижает поверхностное натяжение расплавленного свинца, в результате чего становится возможным смачивание металлами материала капели. При этом некоторые частицы золотосеребряного сплава проникают в поры капели, а другие остаются на поверхности капели в виде сдельных мелких корольков. По результатам исследований института ЦНИГРИ, при содержании теллура в свинцовом сплаве менее 0,5 % несколько увеличиваются потери серебра без видимого отрицательного влияния на результаты анализа золота. При этом серебряные корольки при удержании в свинцовом сплаве до 0,8-1,0 % теллура еще остаются светлыми и блестящими, обладая сферической формой. При содержании теллура около 1,5 % королек приобретает матовый цвет, как бы покрываясь инеем. С повышением содержания теллура до 2 % королек теряет сферическую форму, превращаясь в расплывчатую лепешку матового цвета, прочно сцепленную с поверхностью капели. При содержании же теллура 4,5 % королек совсем исчезает, и на его месте остается только темное пятно, то есть в этом случае нет никакой надежды на положительный результат анализа, так как отмечается полное поглощение королька благородных металлов материалом капели. Для определения золота и серебра в материалах при незначительном содержании теллура (< 0,5 % в свинцовом сплаве) рекомендуется тигельное плавление на высокоглетистый шлак при умеренной температуре (1000-1050ºС). В присутствии избытка глета теллур окисляется в теллуровокислый свинец, растворяющийся в шлаке. При недостатке же глета образуется сплав теллура со свинцом, в результате чего теллур поступает в последующий процесс купелирования. Некоторое количество теллура при плавлении возгоняется в виде триоксида ТеО3. Поскольку основной вред теллур наносит операции купелирования, для снижения его содержания в свинцовом сплаве следует на тигельное плавление направлять возможно меньшую навеску исходного материала. При повышенном содержании теллура в анализируемом материале рекомендуется проводить плавление после удаления теллура в процессе предварительного окислительного обжига при температуре 600-700ºС. Плавка руд и продуктов, содержащих повышенное количество сурьмы и мышьяка Особый вред при пробирном анализе оказывает присутствие сурьмы и мышьяка, причем сурьма более вредна. Распространенным способом подготовки к плавлению материалов с повышенным содержанием сурьмы и мышьяка является двухстадийный обжиг: окислительный на первой стадии (для окисления сурьмы и мышьяка и возгонки Sb2O3 и As2O3 и окисления сульфидной серы до SO2) и восстановительный на второй (для перевода высших оксидов железа в низший – FeO). Огарок такого обжига подвергается тигельному плавлению, как материл I класса. Однако и в этом случае остаются осложнения: если в процессе обжига мышьяковистых сульфидных материалов при 500-600ºС мышьяк улетучивается на 90-95 %, то даже после обжига в течение 10 часов в огарке остается до 30 % сурьмы от ее исходного содержания. При тигельном плавлении мышьяк переходит в свинцовый сплав в небольших количествах и не вызывает при его дальнейшем купелировании потерь золота и серебра. Сурьма же, напротив, при тигельном плавлении легко переходит в черновой свинец, вызывая большие потери при купелировании как золота, так и серебра. В частности, при содержании сурьмы в свинцовом сплаве более 2,5 % на капели образуются корки, которые при остывании расширяются, что приводит к образованию трещин на капелях и разрушению последних. Поэтому лучшие результаты при анализе материалов, содержащих сурьму, получаются при комбинированном гидро-, пирометаллургическом способе: навеску материала предварительно обрабатывают 3 % раствором сернистого натрия, что обеспечивает почти полное растворение сурьмы, а благородные металлы при этом не затрагиваются. Кеки такой обработки, практически не содержащие сурьмы, после фильтрации, промывки и сушки подвергаются тигельному плавлению. Исследованиями ВНИИЦВЕТМЕТА установлено, что некоторые продукты цветной металлургии с высоким содержанием сурьмы можно анализировать при непосредственной плавке с селитрой (или без нее) и избытком глета при минимальном количестве кварца и повышенным содержанием соды. При соотношении масс глета и навески материала в пределах (2-8) : 1 этот метод позволяет получать свинцовые сплавы с содержанием сурьмы менее 2 %. Рекомендуемые составы шихт для непосредственного плавления различных продуктов цветной металлургии с высоким содержанием сурьмы приведены в таблице 2. Таблица 2 Составы шихт для тигельного плавления материалов, содержащих сурьму
Для массовых анализов сульфидных проб с высоким содержанием сурьмы институтом «Иргиредмет» рекомендована окислительно-восстановительная плавка на высокоглетистый шлак, применение которой не требует определения восстановительной способности проплавляемого материала. Окислительно-восстановительная плавка проводится в две стадии. На первой стадии происходит разложение материалов, окисление сульфидов селитрой и ошлакование сурьмы. Рекомендуемый состав шихты этой стадии: навеска материала – 25 г, глет – 50 г, стекло – 10 г, селитра – 20 г. По окончании первой стадии плавления в пробу вводят дополнительный глет с железными опилками в виде двух брикетов (состав каждого брикета: 15 г глета и 2,5 г железных опилок на связующем, в качестве которого используется жидкое стекло Na2SiO3, то есть всего во вторую стадию вводится 30 г глета и 5 г железных опилок). При этом происходит коллектирование благородных металлов. Плавка сульфидных руд, богатых цинком Повышенное содержание цинка при плавке способствует образованию вязких высокотемпературных шлаков. Поэтому сульфидные руды со значительным содержанием цинка вызывают осложнения как при плавке с селитрой и избытком глета, так и при осадительной плавке. Такие материалы рекомендуется предварительно обжигать, а затем удалять образовавшийся оксид цинка из огарка выщелачиванием 10 %-ной серной кислотой (400-500 мл) при нагревании. Обжиг необходимо проводить при температуре не выше 650-700°С во избежание перехода цинка в форму трудно растворимых ферритов ZnO·Fe2O3. Сернокислое выщелачивание огарка проводится при нагревании в течение 2-3 часов. В этой операции серебро частично переходит в раствор (2Ag + 2H2SО4 = Ag2SО4 + SO2 +2Н2О). Поэтому до фильтрации пульпы растворенное серебро необходимо осадить в виде AgCl добавлением 0,01 М NaCl. Для этого приготавливают раствор, содержащий 5,45 г NaCl в 1 л (1 мл такого раствора осаждает 10 мг серебра). Для получения 0,01 N раствора NaCI , берут 12 мл указанного раствора и разбавляют его водой до 100 мл (10 мл последнего раствора осаждают 12 мг серебра). Отфильтрован-ный осадок после промывки и сушки подвергается тигельному плавлению. Контрольные вопросы: В чем заключается особенность тигельного плавления руд с высоким содержанием меди? В чем заключается особенность тигельного плавления руд с высоким содержанием оксидов железа и хрома? Каким образом проводят плавку руд, содержащих никель и кобальт? В чем заключается отрицательное влияние повышенного количества теллура на результаты пробирного анализа? Какой способ применяют для плавки руд, содержащих повышенное количество сурьмы и мышьяка? Лекция 12. Техника безопасности и охрана труда в пробирных лабораториях План Характеристика основных опсаностей. Первая медицинская помощь при несчастных случаях и меры предупреждения профзаболеваний. Характеристика основных опсаностей К опасностям при работе в пробирной лаборатории относятся определенные применяемые химические вещества, электрический ток и высокая температура. Химические вещества, применяемые в пробирном анализе, по их санитарно-гигиенической безопасности можно условно разбить на три группы: 1. Ядовитые и токсичные вещества; 2. Вещества, вызывающие химические ожоги; 3. Огнеопасные взрывчатые вещества. К ядовитым и токсичным веществам, в первую очередь, относятся свинец и его соединения в виде паров (газов) или пыли; пары ртути, мышьяка, сурьмы и их соединений; некоторые сыпучие химикаты, рудная пыль; цианистые соли. Свинец и особенно его оксид (глет) являются легко летучими веществами при высоких температурах. Длительное соприкосновение организма человека с парами свинца при несоблюдении правил и инструкций по технике безопасности может привести к появлению хронической болезни, переходящей в свинцовое отравление. В организм человека свинец проникает через органы дыхания, кожу и пищеварительный тракт. Предельно допустимая концентрация свинца и его соединений по действующим санитарным нормам составляет 0,01 мг/м3 воздуха. В пробирную лабораторию могут поступать продукты обработки руд с использованием ртути. Например, продукты рационального анализа руд и концентратов на формы присутствия золота и его ассоциации с рудными и породообразующими минералами, первой операцией которого является амальгамация. Все соединения ртути ядовиты. Металлическая ртуть интенсивно испаряется при комнатной температуре. Отравление ртутью происходит в основном при вдыхании ее паров, которые могут широко разноситься в помещениях потоками воздуха и впитываться штукатуркой стен. Металлическая ртуть легко переносится на обуви в другие помещения. Помимо поступления паров ртути через дыхательные органы ртуть в организм человека может проникать через пищеварительный тракт через грязные руки (например, под ногтями), активно всасываться через кожу. Для ртути характерны острые и хронические отравления, в частности ртутный стоматит. Предельно допустимая концентрация паров ртути в воздухе, как и свинца, составляет 0,01 мг/м3. Мышьяк и его соединения (оксиды As2O3, As2O5, мышьяковистый водород – арсин H3As), как и сурьма, также относятся к числу сильно ядовитых веществ. Попадать в организм человека мышьяк может в виде паров через органы дыхания или в виде пыли через пищеварительный тракт. Следует заметить, что вообще рудная пыль, и особенно кварцевая, вредна для организма. Попадая в легкие, кварцевая пыль вызывает профессиональное заболевание – силикоз. Предельно допустимая концентрация кварцевой пыли в воздухе составляет 2 мг/м3, остальных пылей – не более 10 мг/м3. При анализе водных цианистых растворов и использовании щелочных цианистых солей в осадительной тигельной плавке имеется возможность отравления в результате вдыхания паров цианистого водорода или попадания цианидов в организм через пищеварительный тракт. Возможно также проникновение цианидов в кровь через трещины, порезы или раны на коже. Симптомами отравления являются раздражение слизистых оболочек глаз, глотки и верхних дыхательных путей, слюноотделение, головная боль, тошнота, рвота, сердцебиение, одышка. При тяжелых отравлениях, кроме того, могут произойти онемение рта и зева, помутнение и потеря сознания, судороги, учащенный пульс, расширение зрачков, бледность лица, появление пены у рта, потеря чувствительности и рефлексов, пониженная температура тела, падение кровяного давления, остановка дыхания и смерть от паралича сердца. Предельно допустимая концентрация цианистого водорода в воздухе рабочих помещений составляет 0,3 мг/м3. К веществам, вызывающим химический ожог, относятся концентрированные кислоты (азотная, серная, соляная, фтористоводородная и др.), а также сухие щелочи и их концентрированные растворы. Минеральные кислоты действуют главным образом на кожу, вызывая не только ожоги, но и сухость кожи, и появление трещин. Кроме того, кислоты разрушают эмаль зубов. Концентрированные кислоты способны проникать внутрь организма человека и через дыхательные пути в виде паров. При использовании в лаборатории в качестве топлива для обогрева печей природного газа возникает повышенная пожаро- и взрывоопасность. Во избежание возможного скопления в помещениях большого количества газа необходимо тщательно следить за газопроводной сетью (соединительные муфты, рожки, горелки), выключая всю систему газоподачи при окончании работ. При использовании в лаборатории электрических печей каждый работающий должен помнить, что поражение электрическим током может повлечь за собой смертельный случай. Первая медицинская помощь при несчастных случаях и меры предупреждения профзаболеваний Для обеспечения нормальных условий работы в пробирных лабораториях необходимо соблюдать следующие общие профилактические мероприятия: 1. Все помещения лаборатории, за исключением весовой комнаты, должны иметь эффективную приточно-вытяжную вентиляцию; 2. Атмосферу рабочих помещений необходимо регулярно контролировать на содержание паров и пыли оксидов свинца, мышьяка и серы; 3. Для выявления возможных профзаболеваний в ранней стадии все работники пробирной лаборатории должны периодически проходить полный профилактический медосмотр; 4. Работники пробирной лаборатории должны ежедневно получать молоко и фруктовый сок с мякотью; 5. Сотрудники лаборатории должны неукоснительно соблюдать правила личной гигиены. Для предупреждения возможных отравлений от разного рода химических реагентов, токсичных газов и паров необходимо соблюдать следующие общие правила: 1. В дробильно-измельчительных и шихтовочных помещениях, помимо обязательного наличия эффективной приточно-вытяжной вентиляции, лица, работающие в этих помещениях, должны обязательно пользоваться индивидуальными средствами защиты (респираторы, марлевые повязки и т. д.) и строго соблюдать установленные правила безопасного проведения работ; 2. Все процессы, связанные с выделением токсичных паров и газов, должны, по возможности, проводиться в вытяжных шкафах. В случае невозможности установки соответствующего оборудования в вытяжном шкафу (например, плавильной тигельной шахтной печи) над ним, а также в местах шихтовки проб и развешивания глета должны быть установлены зонты с эффективной вытяжной вентиляцией; 3. В помещениях, где работают с ядовитыми и токсичными веществами, запрещается курить, принимать пищу или пить воду из-под крана. При уходе из лаборатории необходимо тщательно вымыть руки; 4. Сотрудники, работающие в лаборатории, должны пользоваться спецодеждой (халаты, комбинезоны). При работе на печах необходимо использовать темные защитные очки и рукавицы. В качестве спецодежды в этом случае применяются костюмы с огнестойкой пропиткой. Кислоты, щелочи и другие ядовитые жидкости, поступающие со склада в бутылях, в лабораторию переносятся двумя лицами или перевозятся на тележке в специальных металлических приспособлениях с двумя ручками. Лица, переносящие или переливающие кислоты или другие едкие жидкости, должны быть одеты в спецодежду, состоящую из резиновых сапог, фартука, резиновых перчаток. Глаза при этом должны быть защищены специальными легкими очками, плотно прилегающими к лицу. На бутылях с крепкими кислотами должны быть четкие надписи. Хранить кислоты следует в специально отведенной комнате с вентиляцией. Розлив кислот должен производиться двумя рабочими при помощи стеклянных сифонов с грушей. В местах переливания кислот и щелочей необходимо установить гидранты или сосуды с чистой водой для обильного смывания кислот или щелочей при их попадании на одежду или тело работающего. При разбавлении крепкой серной кислоты следует осторожно приливать небольшими порциями кислоту в воду, а не наоборот. При работе с минеральными кислотами необходимо соблюдать правила личной гигиены: чистить ежедневно до и после работы зубы, смазывать руки вазелином или глицерином. При ожогах, вызванных кислотами или щелочами, необходимо удалить с обожженного места одежду, место ожога сразу обмыть большим количеством воды (или сильной струёй), затем места ожога промыть нейтрализующими растворами: при ожогах кислотой – 10 %-ным раствором гидрокарбоната натрия (NaHCO3) или карбоната аммония ((NH4)2CO3), при ожогах щелочью – 3-4 %-ным (по объему) раствором уксусной кислоты (СН3СООН) или 1-2 %-ным раствором соляной кислоты (НСl). В случае появления красноты необходимо промыть обожженные места 2%-ным раствором марганцевокислого калия (КМnO4), подсушить, смазать жиром и забинтовать стерильным бинтом. После оказания первой помощи на месте необходимо в серьезных случаях немедленно обратиться к врачу. Если цианид попал в организм через пищеварительный тракт, пострадавшему дают 0,4 %-ный раствор перманганата калия или 2 %-ный раствор пергидроля, а затем щекотанием стенок глотки вызывают рвоту. Первая помощь должна быть оказана немедленно до прибытия врача, вызвать которого необходимо во всех случаях, независимо от степени тяжести отравления. При отравлении свинцовыми, медными, ртутными солями пострадавшему следует давать большое количество молока и яичный белок. Для предупреждения поражения электрическим током необходимо выполнять следующие правила: Подключать электроприборы разрешается только электромонтеру или другому лицу, имеющему на то право; Нельзя включать неисправное оборудование; Электропровода должны быть тщательно изолированы (в резиновых трубках, шлангах); Вынимать провод из розетки можно только за вилку, ни в коем случае не тянуть за сам провод; Электрические щиты должны быть закрыты от доступа посторонних; При замене предохранителей в щитовой разборке следует пользоваться резиновыми ковриками, ботами и диэлектрическими перчатками. При поражении работающего электрическим током нельзя прикасаться голыми руками к человеку, находящемуся под током и нуждающемуся в помощи. Если нельзя быстро отключить ток, чтобы прекратить прохождение его через организм пострадавшего, следует воспользоваться сухим непроводящим ток предметом, сухой одеждой и оторвать пострадавшего от токоведущих частей. При этом, по возможности, надо действовать одной рукой. Освобожденного от тока необходимо уложить на подстилку, освободить от одежды и, если он не дышит или дышит с трудом, производить искусственное дыхание до прихода врача. При использовании в лаборатории газа запрещается отыскивать в газопроводе места утечки с помощью пламени. Для этого необходимо пользоваться мыльной пеной. Категорически запрещается оставлять без надзора работающие газовые приборы. В печах необходимо поддерживать устойчивое горение газа, не допуская отрыва пламени, его проскока или копоти. При появлении признаков отравления газом (головокружение, головная боль, тошнота) необходимо пострадавшего вынести на свежий воздух и дать ему понюхать нашатырный спирт. Если состояние пострадавшего не улучшилось, следует вызвать врача. Для предупреждения возникновения пожара необходимо соблюдать общие противопожарные правила. На случай пожара в помещениях лаборатории должны быть в наличии необходимые противопожарные средства: огнетушители, ящики с песком, совки, набор противопожарного инструмента, исправные и доступные гидранты. Основным руководством для безопасной работы в лаборатории являются инструкции по технике безопасности. Индивидуальное ознакомление с правилами, обеспечивающими безопасность отдельных работ, проводятся со всеми работающими в лаборатории на их рабочем месте в форме беседы, практического показа правильных и безопасных приемов работы, обращения с оборудованием, инструментом, приборами с последующим оформлением этого инструктажа в специальном журнале. Повторение инструктажа по правилам техники безопасности проводится не реже одного раза в полугодие. На каждом рабочем месте рекомендуется вывешивать инструкции и плакаты по правилам безопасной работы с токсичными, ядовитыми, огнеопасными и взрывчатыми веществами, а также с электронагревательными приборами и печами. Всем работающим в лаборатории необходимо уметь оказывать первую помощь при ожогах, отравлениях и поражении электрическим током. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||