Thí nghiệm phân tích bằng phương pháp nung chảy tại Ethiopia – Phần 4: Nung chảy mẫu, quá trình làm giàu kim loại quý và bộ dụng cụ — Đạt được độ làm giàu chính xác và chứng kiến khoảnh khắc "tái sinh qua lửa" của các kim loại quý.

Trong lĩnh vực phân tích kim loại quý, phương pháp thử nghiệm bằng lửa được ca ngợi là "kinh điển của các kinh điển" và đóng vai trò là kỹ thuật thiết yếu trong phân tích hóa học đối với vàng, bạc và các kim loại quý khác. Phương pháp này sở hữu những ưu điểm nổi bật như tính đại diện mẫu xuất sắc, khả năng áp dụng rộng rãi, hiệu suất làm giàu cao và kết quả đáng tin cậy, chính xác. Năm 2019, Nanyang JZJ TEST đã thành công giành thầu dự án phòng thí nghiệm thử nghiệm bằng lửa trọn gói cho một công ty tại Ethiopia, cung cấp giải pháp toàn diện bao trùm mọi khâu từ trộn mẫu, nấu chảy đến quá trình làm sạch chì. Là giai đoạn cốt lõi trong quy trình thử nghiệm bằng lửa, bước "nấu chảy và làm sạch chì" là bước then chốt quyết định độ chính xác trong việc xác định hàm lượng vàng và bạc.

I. Nấu chảy: Làm nóng chảy ở nhiệt độ cao và thu hồi kim loại quý vào chì

Phương pháp nấu chảy là một bước then chốt trong quy trình phân tích bằng lửa, nối kết giai đoạn chuẩn bị ban đầu với các giai đoạn tách biệt tiếp theo. Người vận hành cho hỗn hợp mẫu đã được đồng nhất—trộn cùng các chất trợ chảy như natri cacbonat, bo-rát, chì oxit và silic đioxit—vào một chén nung dùng cho phân tích bằng lửa, rồi đặt chén nung vào lò nung nóng độ cao. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, chì oxit bị khử thành chì kim loại, từ đó thu nhận và làm giàu định lượng các kim loại quý như vàng và bạc; viên chì tạo thành lắng xuống đáy chén nung, trong khi các tạp chất tạo thành một lớp xỉ ở phía trên. Sau khi hoàn tất quá trình nấu chảy, khối nóng chảy được rót vào khuôn gang để làm nguội; viên chì sau đó được tách riêng khỏi lớp xỉ, thu được viên chì chứa các kim loại quý. Việc kiểm soát nhiệt độ và tốc độ gia nhiệt đóng vai trò then chốt trong quá trình nấu chảy; ở giai đoạn đầu, nhiệt độ phải tăng từ từ vì nếu chì lắng quá nhanh sẽ làm giảm hiệu suất thu nhận.

II. Quá trình làm sạch bằng chì: Tách chọn lọc dựa trên oxy hóa và hình thành hạt vàng-bạc

Quá trình làm sạch bằng chì là bước then chốt nhằm tách chì ra khỏi các kim loại quý như vàng và bạc trong khối chì. Người vận hành đặt khối chì vào một cái cốc nung (cupel) đã được nung nóng sẵn trong lò làm sạch bằng chì và tiến hành quá trình ở nhiệt độ thích hợp. Trong quá trình này, chì bị oxy hóa thành oxit chì; phần lớn oxit chì này được hấp thụ vào thành phần xốp của cốc nung, trong khi một lượng nhỏ bay hơi. Khi chì liên tục bị oxy hóa và loại bỏ dần, các kim loại quý — vốn không bị oxy hóa — vẫn còn lại trong cốc nung và cuối cùng kết tụ thành một hạt vàng-bạc sáng bóng. Việc kiểm soát nhiệt độ trong quá trình làm sạch bằng chì cực kỳ quan trọng: nhiệt độ quá cao gây thất thoát kim loại quý, còn nhiệt độ quá thấp khiến hợp kim chì không thể thực hiện quá trình làm sạch đúng cách. Quá trình được coi là hoàn tất khi hạt trong cốc nung xuất hiện hiện tượng "lóe sáng" hoặc "sáng bừng" đặc trưng.

III. Bộ dụng cụ phân tích bằng phương pháp nung chảy: Một bộ đầy đủ, an toàn và hiệu quả

Để tiến hành các thí nghiệm phân tích bằng phương pháp nung chảy một cách hiệu quả và an toàn, cần có một bộ đầy đủ các dụng cụ hỗ trợ chuyên biệt. Một bộ dụng cụ phân tích bằng phương pháp nung chảy tiêu chuẩn thường bao gồm các nhóm sau:

Xử lý và vận chuyển: Kẹp nồi nung (loại một lỗ hoặc nhiều lỗ), kẹp đĩa nung, kìm nồi nung, v.v., được thiết kế để cầm nắm và vận chuyển an toàn nồi nung và đĩa nung ở nhiệt độ cao;

Đúc và tạo hình: Khuôn gang (ví dụ: khuôn thép năm lỗ), xe rót, v.v., dùng để rót vật liệu nóng chảy và tạo nút chì;

Làm sạch và bảo trì: Xẻng lò, bàn chải, cào, v.v., dùng để làm sạch và bảo trì buồng lò cũng như các tấm lò;

Làm nguội và lưu trữ: Giá đỡ làm nguội nồi nung, giá đỡ làm nguội đĩa nung, v.v., dùng để làm nguội và lưu trữ an toàn các vật chứa ở nhiệt độ cao;

Các phụ kiện khác: Bàn đập và búa phân tích, khay nút chì, giỏ tách, v.v.

Nanyang JZJ TEST đã cung cấp một bộ thiết bị phòng thí nghiệm đầy đủ cho một phòng thí nghiệm phân tích lửa tại Ethiopia, bao gồm lò nung chảy, lò cupellation, máy trộn chén nung, dụng cụ phân tích lửa, vật tư tiêu hao và hệ thống loại bỏ bụi. Từ việc lắp đặt và vận hành thiết bị vào tháng 10 năm 2019 đến đào tạo tại chỗ do các kỹ sư kỹ thuật thực hiện về các phương pháp phân tích lửa chuẩn và vận hành, bảo trì thiết bị, Nanyang JZJ TEST đã nhận được sự đánh giá cao từ khách hàng nhờ chất lượng sản phẩm vượt trội và dịch vụ kỹ thuật chuyên nghiệp.

Dù đã tồn tại suốt hơn một thế kỷ, phương pháp phân tích lửa vẫn không thể thay thế bằng phân tích hóa ướt hay phân tích bằng thiết bị. Tại Ethiopia—một vùng đất giàu tài nguyên khoáng sản—Nanyang JZJ TEST tận dụng chuyên môn kỹ thuật chuyên sâu và các giải pháp toàn diện để nâng cao năng lực kiểm tra khoáng sản địa phương, giúp "Made in China" tỏa sáng rực rỡ trong khuôn khổ tầm nhìn lớn của Sáng kiến Vành đai và Con đường.