重量法測(cè)定鉛銻精礦中的硫含量

伍斯靜 丘興旺 黃世明.李梁軍

（中國(guó)檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)廣西有限公司，廣西 防城港 538001）

重量法測(cè)定鉛銻精礦中的硫含量

伍斯靜 丘興旺 黃世明.李梁軍

（中國(guó)檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)廣西有限公司，廣西 防城港 538001）

采用碳酸鈉-氧化鋅混合物半熔，將試樣中的硫全部轉(zhuǎn)化成可溶性硫酸鹽，然后用硫酸鋇重量法測(cè)定鉛銻精礦中硫含量。用本法測(cè)定硫量，方法精密度高，準(zhǔn)確度好，結(jié)果穩(wěn)定可靠，硫的測(cè)定范圍為15.00%～30.00%;方法精密度（RSD值為）為0.314%～0.550%，回收率在99.24%～101.78%之間，完全滿足鉛銻精礦中硫量的測(cè)定要求。

重量法；鉛銻精礦；硫

鉛銻精礦是由獨(dú)特的錫多金屬礦石生產(chǎn)出來(lái)的選礦礦產(chǎn)品，是冶煉鉛錠和銻錠的主要原料之一，除鉛、銻外，還摻雜有S、C、Fe、As、Zn、Cu、Bi等雜質(zhì)元素。目前國(guó)內(nèi)測(cè)礦石中硫量的方法主要有高頻紅外吸收法、燃燒法和重量法。重量法檢測(cè)硫現(xiàn)行的方法有：銅精礦中硫的測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采用重量法和燃燒-滴定法，銅礦石、鋅礦石和鉛礦石中硫量測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采用硫酸鋇重量法、高溫燃燒碘量法和高溫燃燒中和法，混合鉛鋅礦精礦和銻精礦中硫的測(cè)定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是采用燃燒中和法。高頻紅外吸收法測(cè)定硫，主要測(cè)定低含量的硫。燃燒碘量法測(cè)硫，銻有干擾。重量法和燃燒中和法測(cè)硫，都是經(jīng)典而廣泛采用測(cè)定硫的方法，其準(zhǔn)確度高、精密度好，其運(yùn)用范圍廣，是目前理化分析普遍使用的方法。本文根據(jù)鉛銻精礦的特點(diǎn)，采用碳酸鈉-氧化鋅混合物半熔，將試樣中的硫全部轉(zhuǎn)化成可溶性硫酸鹽，然后在微酸性溶液中與氯化鋇作用生成硫酸鋇沉淀，灼燒，恒重，按硫酸鋇的質(zhì)量計(jì)算試料的硫含量。通過(guò)共存離子干擾、精密度、加標(biāo)回收率等試驗(yàn)，建立了重量法測(cè)定鉛銻精礦中硫的分析方法。

試驗(yàn)證明，用本法測(cè)定硫量，方法精密度高，準(zhǔn)確度好，結(jié)果穩(wěn)定可靠，方法精密度（RSD值為）為0.314%～0.550%，回收率在 99.24%～101.78%之間，完全滿足鉛銻精礦中硫量的測(cè)定要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器

SX2-5-12 高溫爐（上海實(shí)焰電爐廠）；MS204S 電子天平（Switzerland(瑞士)）。

1.2 試劑

除非另有說(shuō)明，在分析中使用分析純的試劑和蒸餾水或去離子水或相當(dāng)純度的水。

（1）燒結(jié)劑：將一份無(wú)水碳酸鈉與一份氧化鋅混合、研細(xì)、混勻。（注：配制燒結(jié)劑時(shí)，應(yīng)現(xiàn)將無(wú)水碳酸鈉與氧化鋅在105℃烘干2小時(shí)，否則容易結(jié)塊，不均勻，影響燒結(jié)質(zhì)量。）

（2）氧化鋅。

（3）稀鹽酸，（1+1）。

（4）硝酸（ρ1.42 g/mL）。

（5）硝酸銀溶液（10g/L）：每100 mL溶液加入3～4滴硝酸。

（6）甲基橙指示劑（1g/L）。

（7）硫酸銨（高純?cè)噭蛩徜@的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.99%）。（注：使用前應(yīng)在105℃烘干2～3小時(shí)。）

（8）氟化鈉（光譜純?cè)噭?/p>

（9）氯化鋇溶液（100 g/L），必要時(shí)過(guò)濾。

1.3 試驗(yàn)方法

在30mL瓷坩堝中加入1g氧化鋅墊底，再加入5g燒結(jié)劑，稱取0.20g鉛銻精礦（精確至0.0001g）試樣，加入瓷坩堝中，攪拌是試料與燒結(jié)劑混勻，上面再覆蓋一層2g燒結(jié)劑。將瓷坩堝放入高溫爐內(nèi)，從室溫開(kāi)始升溫，于750℃±10℃燒結(jié)1.5h，取出冷卻。將瓷坩堝中半熔物移入盛有100 mL熱水的250mL燒杯中，以熱水洗凈坩堝，并稀釋至150 mL。將燒杯置于電熱板上，用玻棒不斷攪拌，加熱至近沸使熔塊分散溶解，取下，用雙層中速定量濾紙過(guò)濾于400mL燒杯中，用熱水洗滌燒杯2～4次，沉淀8～10次，棄去沉淀。向?yàn)V液中加入1～2滴甲基橙指示劑，用鹽酸中和至溶液變紅，再過(guò)量5mL。將濾液用水稀釋至300 mL，煮沸1～2分鐘，取下稍冷，在不斷攪拌下緩慢加入20 mL氯化鋇溶液，繼續(xù)煮沸3～5分鐘，蓋上表面皿，靜置 4小時(shí)或者過(guò)夜。用慢速定量濾紙過(guò)濾，用熱水洗沉淀至無(wú)氯離子為止[用硝酸銀溶液檢驗(yàn)]。將沉淀連同濾紙放入預(yù)先于790℃±10℃高溫爐中灼燒恒重過(guò)的30 mL瓷坩堝（或鉑坩堝）中，置于低溫電爐上，烘干灰化，于790℃±10℃高溫爐中灼燒40分鐘，取出坩堝置于干燥器中，冷卻至室溫稱重，并重復(fù)灼燒至恒重。隨同試料作空白試驗(yàn)。

1.4 分析結(jié)果的計(jì)算

硫的含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)ws，數(shù)值以%表示，按式（1）計(jì)算：

式中：

m1——沉淀和瓷（或鉑）坩堝的質(zhì)量，單位為克（g）；

m2——瓷（或鉑）坩堝的質(zhì)量，單位為克（g）；

m3——空白的質(zhì)量，單位為克（g）；

m0——試料的質(zhì)量，單位為克（g）；

0.1374——硫酸鋇換算為硫的換算因子。

計(jì)算結(jié)果表示至兩位小數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 燒結(jié)試劑的選擇

經(jīng)查閱重量法測(cè)硫的資料及銅精礦、鉛礦石等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，本文最終采用先加入1g氧化鋅墊底，在使用無(wú)水碳酸鈉-氧化鋅按1∶1的比例配制的燒結(jié)劑半熔試樣，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果反饋，該試劑配比能滿足試驗(yàn)要求。

2.2 半熔溫度

分別對(duì)三個(gè)鉛銻精礦分別進(jìn)行了750℃半熔1.5小時(shí)，800℃、825℃及850℃半熔1個(gè)小時(shí)。進(jìn)行半熔溫度試驗(yàn)，結(jié)果（見(jiàn)表1）標(biāo)明：半熔溫度在750℃半熔1.5小時(shí)，800～850℃半熔1小時(shí)，所得檢驗(yàn)結(jié)果一致，但半熔溫度在800～850℃時(shí)，熔塊不易浸取，因此本方法使用半熔溫度為750℃，半熔時(shí)間為1.5小時(shí)。

表1 半熔溫度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響

2.3 硫酸鋇沉淀時(shí)間對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響

按1.2試驗(yàn)方法進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。試驗(yàn)結(jié)果表明，硫酸鋇沉淀時(shí)間在4個(gè)小時(shí)以上，結(jié)果穩(wěn)定，試驗(yàn)回收率好。

表2 硫酸鋇沉淀時(shí)間對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響

2.4 共存元素的影響

鉛銻精礦除了鉛、銻兩種元素外，含有雜質(zhì)元素比較多，雜質(zhì)含量主要有S、C、Fe、Zn、Cu、As、Bi等。

重量法測(cè)硫元素，其化學(xué)反應(yīng)為硫酸根與鋇離子反應(yīng)生成沉淀，影響和干擾分析結(jié)果的是被測(cè)溶液中含有能與硫酸根離子、鋇離子發(fā)生反應(yīng)生成沉淀的陽(yáng)離子或陰離子，以及其他元素在稀鹽酸溶液中易水解而夾雜在硫酸鋇沉淀中。根據(jù)文獻(xiàn)記載，干擾元素有：鉛、銻、鉍、錫、硅、鈦、錳、鉻（Ⅲ）、鎢、鉬、氟等。

通過(guò)對(duì)鉛銻精礦代表樣進(jìn)行X射線熒光光譜分析，可知，鉛銻精礦中除鉛、銻外，還有鐵、鉍、錫、硅、鈦、氟、碳等。其中，鉛、銻、鉍、錫、硅、鈦等元素在稀鹽酸溶液中易水解而夾雜在硫酸鋇沉淀中，或生成硫酸鹽沉淀干擾測(cè)定。高價(jià)鐵鹽易與硫酸鋇形成共沉淀。錳含量高時(shí)，亦會(huì)因共沉淀造成誤差。以上這些元素均能在碳酸鈉-氧化鋅半熔融后，浸取過(guò)濾除去。而碳在稀鹽酸溶液中形成二氧化碳煮沸除去。

氟離子能與鋇離子形成氟化鋇，在沉淀硫酸鋇時(shí)形成共沉淀，導(dǎo)致結(jié)果偏高，因此應(yīng)在沉淀前除去。

氟元素允許量:按試驗(yàn)方法（1.3），把試樣換成硫酸銨固體試劑，分別稱取0.2g硫酸銨于瓷坩堝中，分別加入不同量氟化鈉，按1.3試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 氟元素允許量

根據(jù)文獻(xiàn)記載，氟化鋇微溶于水，易溶于酸。試驗(yàn)證明，在本試驗(yàn)條件下，對(duì)于0.20g試樣，氟元素量從硫元素的100%增加至382%對(duì)測(cè)定結(jié)果均無(wú)影響，該方法結(jié)果不受氟元素影響。

2.5 加標(biāo)回收試驗(yàn)

分別稱取0.2g5個(gè)不同的鉛銻精礦試驗(yàn)樣，加入同量的硫酸銨0.1g，按照1.3試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。另外，分別稱取0.2g鉛銻精礦試驗(yàn)樣1#，加入不同的硫酸銨，按照1.3試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表5。在擬定的試驗(yàn)條下，硫加標(biāo)回收率在99.24%～101.78%之間，結(jié)果滿意。

表4 不同的鉛銻精礦加標(biāo)回收試驗(yàn)

表5 同一個(gè)鉛銻精礦試樣加標(biāo)回收試驗(yàn)

2.6 精密度試驗(yàn)

將6個(gè)鉛銻精礦試樣分別稱取11份，按上述分析方法測(cè)定硫量，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 硫量分析結(jié)果

以上結(jié)果可以看出，對(duì)鉛銻精礦試樣平行測(cè)定11次，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為 0.314%～0.550%，滿足分析要求。

3 結(jié)論

通過(guò)條件試驗(yàn)，建立的本分析方法--重量法測(cè)定硫量，選擇的條件合理，精密度高、準(zhǔn)確度好，方法簡(jiǎn)便可靠，適用范圍廣，完全滿足鉛銻精礦中硫量的測(cè)定要求。

[1] GB/T 3884.3-2012.銅精礦化學(xué)分析方法(第3部分):硫量的測(cè)定重量法和燃燒-滴定法[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2012.

[2] GB/T 14353.12-2010.銅礦石、鉛礦石和鋅礦石化學(xué)分析方法(第 12部分):硫量測(cè)定[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2010.

[3] GB/T 3286.7-2014.石灰石及白云石化學(xué)分析方法(第7部分):硫含量的測(cè)定 管式爐燃燒-碘酸鉀滴定法、高頻燃燒紅外吸收法和硫酸鋇重量法[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2014.

Weight method to determine the sulfur content in lead antimony concentrate

The sample with sodium carbonate.half of molten zinc oxide mixture, all converted into soluble sulfate sulfur, and then with barium sulfate weight method determination of sulfur content in lead antimony concentrate.Sulfur was measured by this law, the method is of high precision and good accuracy, stable and reliable results, the determination of sulfur range is 15.00%～30.00%;Precision (RSD) value is 0.314%～0.550%, recovery rate was between 99.24%～101.78%, completely meet the requirements of the determination of sulfur content in lead antimony concentrate.

Weight method; lead antimony concentrate; sulfur

TD9..

A....

1008-1151(2015)08-0047-03

2015-07-11

伍斯靜（1982－），女（瑤族），廣西蒙山人，中國(guó)檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)廣西有限公司助理工程師，從事礦產(chǎn)品、化工產(chǎn)品的檢測(cè)工作。