火试金法测定铜精矿中金含量结果的不确定度评定_江水英.pdf

2008 年 8 月 August 2008 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 27，No． 4 299 ～301 收稿日期 2007- 12- 02; 修订日期 2008- 03- 01 作者简介 江水英 1982 － ， 女， 江西贵溪人， 硕士， 主要从事环境化学研究。E- mail yudianlei1982126． com。 文章编号 0254 －5357 2008 04 －0299 －03 火试金法测定铜精矿中金含量结果的不确定度评定 江水英1，肖化云1，吴声东1，吴波1，秦云和2 1． 南昌大学环境科学与工程学院，江西南昌330031; 2． 江西贵溪冶炼厂中心化验室，江西贵溪335424 摘要 对火试金法测定铜精矿中金含量的结果进行不确定度评定。分析了铜精矿样品称 量、 铜精矿样品的不均匀性和配料处理， 以及金粒称量等因素对金含量测量结果不确定度的影 响， 并得出火试金法测量铜精矿中金含量的扩展不确定度。 关键词 火试金法; 铜精矿; 金; 不确定度评定 中图分类号 O213． 1; O614． 123; O655． 1文献标识码 B Uncertainty uation on Measurement Results of Gold in Copper Concentrates by Fire- assay JIANG Shui- ying1，XIAO Hua- yun1，WU Sheng- dong1，WU Bo1，QIN Yun- he2 1． College of Environmental Science and Engineering，Nanchang University，Nanchang 330031，China; 2． The Testing and Analysis Center of Guixi Smelter， Jiangxi Copper Company，Guixi335424，China Abstract The uncertainty of the measurement results for gold content in copper concentrates by fire- assay was uated． The influence from the factors，including weighing of the sample，sample inhomogeneity， ingredient treatment，weighing of gold particles and etc． ，on uncertainty of the measurement results of gold were analyzed． And the expanded uncertainty was also calculated． Key words fire- assay ; copper concentrate; gold; uncertainty uation 不确定度是与测量结果有关联的， 用于合理表 征被测量值分散性大小的参数， 其一般由若干分量 组成 ［1 ］。这些组分通常被分为两类， 即 A 类评定 分量和 B 类评定分量。A 类评定分量是依据一系 列测量数据的统计分布获得的实验标准差; B 类评 定分量是基于经验或其他信息假定的概率分布给 出的标准差 ［2 ］。测量不确定度是目前国际社会普 遍接受和推荐使用的定量说明测量结果质量的一 个参数。不确定度愈小， 测量水平愈高， 测量结果 的使用价值愈高; 反之亦然。严格地说， 不给出不 确定度的测量数据是没有意义的数据 ［3 ］。近年来 文献报道了测定金的不确定度评定 ［4 －6 ］， 而关于火 试金法测定铜精矿中金的不确定度评定很少。 本文对铜精矿中金含量测试工作具有参考价值。 1测定步骤及数学模型 1． 1测定步骤 火试金法 ［ 7 ］测定铜精矿中 Au 含量的简要步骤 如下 用电子天平 感量 1 mg、 分辨力 0． 5 mg、 最大 允差 2 mg 称取铜精矿 20． 000 g， 试样中加入 Na2CO3、 SiO2、 硼砂、 Pb3O4， 经配料置于黏土坩锅， 放 入高温试金炉中熔融。熔融态的金属铅捕集试样中 992 ChaoXing 的 Au、 Ag 形成铅扣， 其他杂质与活性熔剂生成熔渣 除去。将铅扣放入已预热至900℃的灰皿中进行灰 吹， 得 Au、 Ag 合粒。往合粒中先加入2 mol/L HNO3 将 Ag 粒初步分离， 再补加 8 mol/L HNO3将残银除 尽。Au 粒经洗涤、 烘干， 冷却后用电子天平 感量 0．1 μg、 分辨力 0． 05 μg、 最大允许差 0．2 μg 称 量。实验分析过程中加入的物料中含金量很低， 不 予考虑。 1． 2数学模型 根据火试金法测定原理并结合数学模型建立 的原则 ［8 ］， 得出被测铜精矿样品中 Au 含量的 ［ w Au ， 单位 μg/g］ 数学模型为 w Au mAu m样 式中， mAu测得 Au 粒的质量 μg ; m样称取铜精 矿样品的质量 g 。 2测量不确定度的来源 从整个测定原理及过程可以看出有以下几个 不确定度分量 1 铜精矿样品称量的不确定度分量; 2 样品的均匀性和配料处理的不确定度分量; 3 Au 粒称量的不确定度分量。 3测量不确定度的评定 3． 1铜精矿样品称量的标准不确定度 3．1．1电子天平引入的标准不确定度分量 使用的电子天平最大允差是 2 mg， 其区间半 宽度 α m 2 mg， 按均匀分布考虑， 取其包含因 子 k 槡 3， 则其标准不确定度为 uB m样 α m k 2 槡 3 1．15 mg 1．15 10 －3 g 3． 1． 2测量重复性引入的标准不确定度分量 n 次测量重复性引入的标准不确定度分量 uA 珚m样 ， 属于A 类不确定度分量。A 类不确定评定 有贝塞尔法和极差法两种， 当 A 类评定不确定度分 量不是合成标准不确定度中惟一占优势的分量时， 则无论测量次数多少， 贝塞尔法优于极差法 ［ 9 ］。 故本次A 类评定采用贝塞尔法计算其标准偏差。 对铜精矿样品的质量进行 10 次平行测量， 测 得数据为 单位 g 20． 002、 20． 001、 19． 997、 20． 002、 19． 998、 20． 000、 20． 003、 19． 999、 20． 003、 20． 002， 平均值 珚m样 为 20． 001 g。 采用贝塞尔公式计算其标准偏差为 σ m样 Σ 10 i 1 mi － 珚m样 2 n 槡 －1 0． 0021 g 则测量重复性引入的标准不确定度分量为 uA 珚m样 σ m样 槡 n 0． 0021 槡10 0． 00066 g 铜精矿样品称量引入的合成标准不确定度为 uC m样 u2 B m样 u 2 A 珚 m样 槡 1． 15 10 －32 0． 00066 槡 2 0． 00066 g 则相对标准不确定度为 ur m样 uC m样 珚m样 0． 00066 20． 001 0． 000033 3． 2样品均匀性和配料处理的标准不确定度 样品均匀性及其配料处理分析过程对整个检 测结果都会产生影响， 而且当测量次数 n ＜ 10 时， 采用极差法计算不确定度更好 ［9 ］。平行测定 9 次 同一样品来进行样品均匀性评定及样品处理分析 过程中所带来的不确定度评定， 得同一管理样品中 Au 含量的测定结果分别为 单位 μg/g 10． 00、 9． 72、 9． 91、 9． 83、 10． 21、 9． 99、 9． 79、 10． 20、 10． 01， 平均值 珔wAu 为 9． 96 μg/g。采用极差法进行计 算， 本次测量次数 n 9， 查极差系数表 ［10 ］得 d n 2． 97， 可算出 wn wmax－ wmin10． 21 －9． 72 0． 49 μg/g 则标准不确定度为 uC Au过程 wn dn 0． 49 2． 97 0． 16 μg/g 又因为 珔wAu9． 96 μg/g， 则相对标准不确定度 为 ur Au过程 uC Au过程 /珔wAu 0． 16 9． 96 0． 016 3． 3称取金粒的标准不确定度 3．3．1电子天平引入的标准不确定度分量 使用的电子天平最大允差是 0． 2 μg， 其区间 半宽度 α 0． 2 μg， 按均匀分布考虑， 取包含因子 k 槡 3， 则电子天平引入的标准不确定度分量为 uB mAu α k 0． 2 槡 3 0． 115 μg 3． 3． 2测量重复性引入的标准不确定度分量 n 次测量重复性引入的标准不确定度分量 003 第 4 期 岩矿测试 http ∥ykcs． i3t． com． cn/ 2008 年 ChaoXing uA 珚mAu 属于 A 类不确定度分量。对 Au 粒样品的 质量进行 10 次平行测量， 测得数据为 单位 μg 200． 9、 200． 8、 199． 9、 200． 0、 199． 7、 200． 0、 200． 4、 199． 9、 200． 3、 200． 5， 平均值 珚mAu 为 200． 2 μg。 采用贝塞尔公式计算其标准偏差， 得 σ mAu Σ 10 i 1 mi － 珚mAu 2 n 槡 －1 0． 41 μg 则测量重复性引入的标准不确定度分量为 uA 珚mAu σ mAu 槡 n 0． 41 槡10 0． 13 μg 故 Au 粒称量的合成标准不确定度为 uC mAu u2 B mAu u 2 A 珚 mAu 槡 0． 11520． 13 槡 2 0． 17 μg 相对标准不确定度为 ur mAu uC mAu 珚mAu 0． 17 200． 2 0． 00085 4合成标准不确定度 火试金法测量铜精矿中 Au 含量结果的 3 个相 对标准不确定度分量 ur m样 、 ur Au过程 、 ur mAu 是相互独立的， 则其合成相对标准不确定度为 ur Au u2 r m样 u 2 r Au过程 u 2 r mAu 槡 0． 00003320． 01620． 00085 槡 2 0． 016 合成标准不确定度为 uC Au ur Au 珔wAu 0． 016 9． 96 0． 16 μg/g 5扩展不确定度 为简单起见， 不考虑测量结果的分布情况。取 k 2， 则测量铜精矿中 Au 含量的扩展不确定度为 U Au k uC Au 0． 32 μg/g k 2 6讨论 采用火试金法测定铜精矿中金的含量， 是测定 金的经典方法。在 Au 含量约为10 μg/g 的铜精矿 中， 测量结果的扩展不确定度为 0． 32 μg/g。在所 有测量不确定度分量中， 由电子天平和人员操作等 带入的不确定度很小， 只占 0． 088， 几乎可以不 予以考虑; 铜精矿样品的均匀性以及在配料处理分 析过程中引入的不确定度分量是最大的， 占1． 6。 因此在样品处理分析过程中， 充分考虑以下两因素 可明显降低火试金法的测量不确定度 1 铜精矿样品的粒度。文献［ 11］ 显示样品 粒度在 74 ～ 96 μm 时， 测量结果的相对标准偏差 较小， 分散程度小， 说明在该粒度下金分布较均匀， 样品粒度对金的分析结果影响较小。 2 合适的硅酸度。合适的硅酸度对铜精矿 中金、 银分析极为重要 ［12 ］。 7参考文献 ［ 1］中国实验室国家认可委员会． 化学分析中不确定度 的评估指南［M］ ． 北京 中国计量出版社， 2002 4 －5． ［ 2］沙定国． 误差分析与测量不确定度评定［ M］ ． 北京 中国计量出版社， 2003 126 －127． ［ 3］孙世彧． 测量不确定度的评定与检测实验室认可的 有关要求［J］ ． 中国石油和化工标准与质量， 2005 12 18 －20． ［ 4］陈爱平， 陈志慧， 王苏明， 王烨． 氢醌滴定法测定金矿 石中金的不确定度评定［J］ ． 岩矿测试， 2006， 25 4 360 －364． ［ 5］张华， 司得勇， 徐忠良， 伊力哈木， 周新春， 王开崎． 活性炭富集分离 － 氢醌容量法测定金矿石中金的 不确定度评定［J］ ． 新疆地质， 2007， 25 2 210 － 212． ［ 6］叶义昌， 孟红， 苏丹． AAS 法测定矿石中金的不确定 度［ J］ ． 黄金， 2007， 28 8 56 －57． ［ 7］GB 11066． 11989， 金化学分析方法火试金法测定 含量［ S］ ． ［ 8］倪育才． 测量不确定度理解与应用 一 如何建立 数学模型［ J］ ． 中国计量， 2004 7 72 －74． ［ 9］倪育才． 测量不确定度理解与应用 二 极差法和 贝塞尔法之间的比较［ J］ ． 中国计量， 2004 8 78 －79． ［ 10］ 臧慕文． 分析测试不确定度的评定与表示 Ⅰ ［ J］ ． 分析试验室， 2005， 24 11 74 －79． ［ 11］ 杨作格， 何明中． 提高铜精矿中金测定的精密度和 准确度［ J］ ． 黄金， 2002， 23 3 40 －43． ［ 12］ 陈天水． 火试金法测定铜精矿中的金和银量［J］ ． 黄金， 1991， 12 11 51 －57． 103 第 4 期江水英等 火试金法测定铜精矿中金含量结果的不确定度评定第 27 卷 ChaoXing