滴定法快速測定多金屬礦石中的銅鉛鋅鐵

馮忠偉

（廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 河池 547000）

滴定法快速測定多金屬礦石中的銅鉛鋅鐵

馮忠偉

（廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 河池 547000）

采用鹽酸、硝酸、硫酸等試劑分解試樣，鉛形成硫酸鉛沉淀，過濾洗滌使硫酸鉛沉淀與銅、鋅、鐵等金屬離子分離，沉淀加NaAc－HAc緩沖液溶解，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)液滴定測鉛。濾液以水定容至100mL，用移液管分別分取2份部分溶液，1份溶液用碘量法測定銅。另1份溶液加過量氨水使鋅離子與鐵離子等分離，過濾洗滌，濾液用EDTA標(biāo)準(zhǔn)液滴定測鋅;氫氧化鐵沉淀加HCl溶液溶解，用重鉻酸鉀法測定鐵。試驗(yàn)測定結(jié)果與傳統(tǒng)單獨(dú)測定方法的測定結(jié)果相吻合。

多金屬礦;一次溶樣;滴定法;銅鉛鋅鐵測定

在礦石分析過程中，試樣分解的操作手續(xù)較繁瑣，耗時長。對同一礦石試樣進(jìn)行多個元素含量的測定時，常采用單獨(dú)稱樣，再分別溶樣和測定各元素，進(jìn)行多次的分解試樣，不僅費(fèi)時，還增加溶樣的試劑消耗量。本文針對多金屬礦石中銅、鉛、鋅、鐵等元素的含量測定，采用一次溶樣，用滴定法分別測定各元素，方法操作簡單，分析速度快，分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠，適用于多金屬礦石銅、鉛、鋅、鐵等元素含量的測定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 主要試劑

鹽酸，硝酸，硫酸，氨水;硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（0．02mol·L－1，按常規(guī)方法配置與標(biāo)定）;EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液（0．005mol·L－1，用鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定）;重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（0．005969mol·L－1，稱取 1．7559g重鉻酸鉀基準(zhǔn)試劑于250mL燒杯中，以少量水溶解后移入1L容量瓶中，用水定容）;淀粉溶液（5g·L－1）;甲基橙指示劑（1g·L－1）;二甲酚橙指示劑（5g·L－1）;二苯胺磺酸鈉指示劑（5g·L－1）;氟化鉀溶液（200g·L－1）;抗壞血酸;硫脲飽和溶液;乙酸－乙酸鈉緩沖溶液（稱取結(jié)晶乙酸鈉200g溶解于300mL水中，加冰乙酸10mL，用水稀至1L，混勻）;氟化氫銨飽和溶液;碘化鉀;硫氰酸鉀溶液（400g·L－1）;氯化銨;氨水－氯化銨洗液（2g氯化銨溶于少量水中，加20mL氨水，用水稀釋至1L）;氯化亞錫溶液（100g·L－1）;氯化汞飽和溶液;硫磷混酸溶液（將150mL硫酸慢慢加入500mL水中，冷后加入150mL磷酸，用水稀釋至1L）。

以上試劑重鉻酸鉀為基準(zhǔn)試劑，其余為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。

1．2 實(shí)驗(yàn)方法

1．2．1 試樣分解

稱取 0．2000～0．5000g 試樣于 250mL 燒杯中，加鹽酸15mL，低溫電爐加熱5min，加硝酸10mL，繼續(xù)加熱溶解并蒸至近干，加 （1＋1）硫酸溶液20mL，加熱至冒白煙并保持2min，冷卻，以水洗杯壁并加水至溶液體積約為50mL，加熱煮沸5min，取下用流水冷卻并靜置30min。用慢速濾紙過濾，濾液接于100mL容量瓶中，用（2＋100）硫酸溶液洗滌燒杯及沉淀6～8次，再用水洗2次。將沉淀與濾紙轉(zhuǎn)入原燒杯中，用于測定鉛[1～2]。承接濾液的容量瓶用水定容至刻度，搖勻，供測定銅鋅鐵等。

1．2．2 鉛的測定

試樣分解完成后，用于測定鉛的燒杯中加入25mL乙酸－乙酸鈉緩沖溶液和25mL水，加熱煮沸5min，攪拌使沉淀溶解，取下冷卻，加2mL 200g·L－1氟化鉀溶液， 加 0．1～0．2g 抗壞血酸，攪勻，加2滴5g·L－1二甲酚橙指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液變?yōu)榱咙S色為終點(diǎn)。

1．2．3 銅的測定

根據(jù)銅含量的高低，用移液管移取1．2．1試樣分解的濾液10～25mL置于250mL錐形瓶中，滴加氨水生成氫氧化鐵沉淀至棕紅色不再加深，然后滴加氟化氫銨飽和溶液至棕紅色消失并過量1mL，搖勻。加入2g碘化鉀，搖勻，立即用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定至淡黃色，加入5g·L－1淀粉溶液2mL，繼續(xù)滴定至淺藍(lán)色，加 400g·L－1硫氰酸鉀溶液1mL，激烈搖振至藍(lán)色加深，再滴定至藍(lán)色恰好消失，即為終點(diǎn)。

1．2．4 鋅的測定

根據(jù)鋅含量的高低，用移液管移取1．2．1試樣分解的濾液10～25mL置于250mL燒杯中，加氯化銨3g攪拌溶解，加氨水至氫氧化鐵沉淀完全再過量15mL，加熱微沸1～2min，趁熱用快速濾紙過濾于250mL錐形瓶中，用熱的氨水－氯化銨洗液洗滌燒杯和沉淀各5次，加熱煮沸濾液驅(qū)除大部分氨，冷卻，加 1 滴 1g·L－1甲基橙，用（1＋1）鹽酸滴加至溶液剛好變紅色，然后加1滴（1＋1）氨水使溶液變黃色，加入15mL乙酸－乙酸鈉緩沖溶液，加 2mL 200g·L－1氟化鉀溶液，加 0．1～0．2g 抗壞血酸，加5mL硫脲飽和溶液，搖勻。加2滴5g·L－1二甲酚橙指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液變?yōu)榱咙S色為終點(diǎn)。

1．2．5 鐵的測定

將1．2．4中鋅測定得到的氫氧化鐵沉淀用于測鐵，操作為:用熱的（1＋1）鹽酸溶解沉淀于原燒杯中，濾紙用熱水和（1＋1）鹽酸交替洗滌至無黃色，加熱至近沸，趁熱滴加100g·L－1二氯化錫溶液至黃色消失后再過量1～2滴，流水冷卻至室溫，加入10mL二氯化汞飽和溶液，混勻，靜置2min后，用水稀釋至150mL，加入20mL硫磷混酸，4～5滴5g·L－1二苯胺磺酸鈉指示劑，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液由綠色變成藍(lán)紫色，即為終點(diǎn)。

2 結(jié)果與討論

2．1 試樣分解的條件選擇

（1）鹽酸、硝酸用量

試驗(yàn)采用鹽酸和硝酸分解試樣，先加鹽酸溶樣是使試樣的大部分硫形成硫化氫而揮發(fā)，減少硫化礦與硝酸反應(yīng)生成單質(zhì)硫的量，因大量的單質(zhì)硫會包藏礦樣，妨礙礦樣的溶解。對于易溶試樣鹽酸和硝酸的用量分別為10mL和5mL時，可使試樣分解完全，試驗(yàn)鹽酸和硝酸的用量分別為15mL和 10mL。

（2）硫酸用量

試樣經(jīng)鹽酸和硝酸分解后，加硫酸的作用一是通過加熱至冒白煙揮發(fā)Cl－、NO3-等離子，消除這些離子對測定的影響;二是沉淀Pb2+離子，使鉛與其他干擾鉛測定的離子分離。沉淀硫酸鉛最適宜的硫酸濃度為 1～4．5mol·L－1，硫酸用量少時，鉛沉淀不完全，用量過多硫酸鉛溶解度增大[3]，而且不利于后續(xù)測銅、鋅等的酸度調(diào)整等，本試驗(yàn)加（1＋1）硫酸溶液20mL，溶液的硫酸濃度約為2．5mol·L－1。

（3）分解含硅高難溶的試樣

分解含硅高的難溶試樣，在加入鹽酸后，加0．5g氟化氫銨以提高對含硅試樣的分解能力，其他操作不變。

（4）分解含碳較高的試樣

分解含碳較高的試樣，可在試樣分解操作至加入（1＋1）硫酸溶液加熱至冒白煙時，沿杯壁滴加硝酸氧化除碳。

2．2 消除干擾元素的影響

（1）試樣含有砷、銻、錫等元素對測定有影響，可在試樣分解操作至加入（1＋1）硫酸溶液加熱至冒白煙，冷卻，加3～5mL氫溴酸，再加熱至冒白煙并保持5min，將砷、銻、錫等元素?fù)]發(fā)除去。

（2）EDTA 滴定測鉛、鋅時，Al3＋、Fe3＋等離子影響測定，試驗(yàn)加 200g·L－1氟化鉀溶液 2mL 和 0．1～0．2g抗壞血酸來掩蔽干擾離子。

（3）測銅滴定時，溶液的酸度控制在 pH＝3～4之間，試驗(yàn)通過滴加氨水生成氫氧化鐵沉淀至棕紅色不再加深作為溶液酸度的調(diào)整，如試液含鐵少時，需補(bǔ)加 100g·L－1三氯化鐵溶液 1mL。 Fe3＋離子對測定有影響，試驗(yàn)以氟化氫銨掩蔽Fe3＋離子。

（4）測鋅滴定時，試驗(yàn)加5mL硫脲飽和溶液消除Cu2＋離子對滴定的影響。

（5）測鐵滴定前，將 Fe3＋離子全部還原成 Fe2＋離子，加入的氯化亞錫稍微過量，但不能過量太多，否則氯化亞錫會將Hg2＋離子還原成金屬汞，汞可與重鉻酸鉀反應(yīng)。

2．3 分析結(jié)果

按試驗(yàn)方法對2個樣品進(jìn)行分析，測定結(jié)果見表1。試驗(yàn)結(jié)果表明，本測定方法操作簡單，測定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

表1 樣品分析結(jié)果（n=6）/%

[1] 北京礦冶研究總院分析室．礦石及有色金屬分析手冊[M]．北京:冶金工業(yè)出版社，1990．

[3] 武漢大學(xué)，等．分析化學(xué)[M]．北京:人民教育出版社，1978．

Rapid Determination of Copper，Lead，Zinc and Iron in Polymetallic Ore By Titrimetry

FENGZhong-wei
（Guangxi Modern Polytechnic College， Hechi547000， China）

Mineral sample was dissolved in HNO3， HCl and H2SO4， lead reacted with H2SO4， and the deposit of PbSO4was produced， which was filtered and dissolved with NaAc-HAc buffer solution， then lead was determined by EDTA standard solution．The filtrate was diluted with water to 100 mL in volumetric flask，and two sample solution of which were accurately put into different conical flask，then copper in the first sample solution was determined by iodometry．The second sample solution was accurately put into a beaker with excess NH3·H2O-NH4Cl solution added．In the ammonia medium，zinc ion reacted with ammonia to form a complex[Zn （NH3）4]2＋，iron was precipitated and separated after filtration， zinc was determined by EDTA standard solution in the filtrate．The Fe（OH）3sediment was dissolved with HCl solution， iron was determined by titration with potassium dichromate．All the determination results were consistent with those determined by the traditional methods．

polymetallic ore; sample dissolved one time; titrimetry; determination of copper， lead， zinc and iron

O 655.2

A

1671-9905（2011）08-0048-02

馮忠偉（1962-），男，教授

2011-05-11