快速測定鋅礦石中的鋅含量

楊 梅

（四川會理鉛鋅股份有限公司，四川會理　615105）

鋅是重要的有色金屬原材料，鋅的來源主要是從鋅礦石中提取，自然界中的鋅礦石有閃鋅礦ZnS、菱鋅礦ZnCO3、紅鋅礦ZnO、硅鋅礦Zn2SiO4、錳硅鋅礦(ZnMn)2SiO4、異極礦Zn4Si2O7(OH)2·H2O等。鋅金屬廣泛用于汽車、建筑、船舶、輕工等行業(yè)。我國鋅礦資源比較豐富，鋅儲量9384萬噸，居世界第4位，同時我國也是鋅的生產(chǎn)大國，鋅礦采選冶煉等企業(yè)遍布全國。

鋅礦采選等生產(chǎn)行業(yè)測定鋅礦石中鋅含量的方法有EDTA容量法、極譜法等，但EDTA容量法操作復(fù)雜，需要花費大量時間，而極譜法雖然操作快速簡便，但是只適用于測定含鋅量小于5%的鋅礦石中的鋅含量；而用碘量法測銅的方法除去礦石中的銅，再加入鐵氰化鉀進行測鋅的方法是利用碘量法的原理，能夠快速的測定出含鋅量大于5%且含鐵量較低的閃鋅礦（ZnS）和紅鋅礦（ZnO）中的鋅含量。經(jīng)過長期的生產(chǎn)實踐證明本方法測定鋅的結(jié)果理想，方法簡便，節(jié)約了大量的人力物力。

1　實驗部分

1.1　實驗原理

試樣用酸溶解后，在pH為3～4的溶液中，銅（II）與KI反應(yīng)生成碘化亞銅，游離出碘，以淀粉為指示劑，用Na2S2O3標準溶液滴定除去試樣中的銅，鋅的測定基于下列反應(yīng)：

總的反應(yīng)式為：

上述反應(yīng)所析出的碘，再用Na2S2O3標準溶液滴定，其反應(yīng)式為：

1.2　試劑配制

對密度1.19，含量38%的鹽酸、7：3的硝硫混酸、含量20%的鐵氰化鉀溶液、含量20%的氟化氫銨溶液、含量20%的碘化鉀溶液、避光保存，保質(zhì)期一星期。

量0.5%的淀粉溶液：稱取0.5g可溶性淀粉于200ml燒杯中，用少量水調(diào)成糊狀，邊攪拌邊將100ml沸水緩緩倒入其中，繼續(xù)煮至透明，取下冷卻待用，該淀粉溶液保質(zhì)期一星期。

焦磷酸鈉緩沖液：飽和焦磷酸鈉溶液用1:1硫酸調(diào)pH至2.5，5mg/ml的鋅標準溶液。稱取高純金屬鋅5.0000g于燒杯中，加1:1鹽酸20ml，待溶解完全后，轉(zhuǎn)入1000ml容量瓶中，用水稀釋至約500ml，滴加1：1氨水中和至出現(xiàn)白色氫氧化物沉淀，用1:1硫酸將沉淀溶解，再過量20ml，用水稀釋至1000ml，搖勻此溶液含鋅量為5mg/ml。

Na2S2O3標準溶液：稱取105gNa2S2O3.5H2O于20000ml棕色試劑瓶中，再加入5g無水碳酸鈉，5ml三氯甲烷，搖勻，由于三氯甲烷不容易溶解，所以配好后至少要一個星期以后標定。

Na2S2O3標準溶液標定：吸取20ml鋅標準溶液（5mg/ml），加水至70ml左右，加10ml氟化氫銨溶液，10ml碘化鉀溶液，5ml淀粉溶液，4ml～5ml鐵氰化鉀溶液，用Na2S2O3標準溶液滴至亮黃色即為終點，隨同標定進行空白實驗。實驗方法和原理如下：

式中：TZn—滴定系數(shù)，與1.00ml Na2S2O3標準溶液相當(dāng)?shù)匿\的質(zhì)量，單位mg/ml；

V1—滴定20ml鋅標準溶液（5mg/ml）所消耗的Na2S2O3標準溶液的體積，單位ml；

V2—滴定空白消耗Na2S2O3標準溶液的體積，單位ml。

以上所有試劑均為分析純，實驗用水為去離子水。

1.3　實驗分析步驟

稱取樣品0.2000g左右于250ml三角燒杯中，加少量水潤濕樣品，再加10ml濃鹽酸，加熱除去硫化氫后，再加10ml硝硫混酸（7：3）,加熱至白煙冒盡，取下冷卻至室溫，用水沖洗杯壁，加水至70ml左右，加熱煮沸。取下冷卻，加10ml氟化氫銨或焦磷酸鈉緩沖液（礦石中含硅低的加氟化氫銨，礦石中含硅高的加焦磷酸鈉緩沖液），再加10ml碘化鉀溶液，5ml淀粉溶液，用Na2S2O3標準溶液滴至藍色消失，若加入碘化鉀后溶液黃色較深，說明樣品含銅較高，如果過早的加入淀粉溶液，淀粉會吸附較多的I2，使滴定結(jié)果產(chǎn)生誤差，所以要先用Na2S2O3標準溶液滴至溶液為淡黃色，再加5ml淀粉溶液，繼續(xù)滴至藍色消失，此過程為除去雜質(zhì)銅。在除銅后的溶液中加入4ml～5ml鐵氰化鉀溶液，立即用Na2S2O3標準溶液滴定至亮黃色或黃綠色即為終點。

1.4　實驗結(jié)果計算

式中：Vm—滴定鋅時所消耗Na2S2O3標準溶液的體積，單位ml；

m—稱取試樣質(zhì)量，單位g。

1.5　實驗樣品分析

稱取試樣0.2000g左右，按實驗步驟進行操作，測得結(jié)果見表1，其中1＃樣為原礦樣，2＃樣為氧化鋅精礦樣，3＃樣為硫化鋅精礦樣。

2　結(jié)果與討論

（1）當(dāng)樣品中銅含量較高時，影響終點的觀察，可在加入碘化鉀后加少許硫氰化鉀，用硫代硫酸鈉除銅，在除銅后，把樣品放置一會兒后，滴定鋅。

（2）當(dāng)樣品中鐵含量較高時，鐵離子會吸附銅和鋅，使測定結(jié)果不穩(wěn)，所以要用氯化銨和氨水除去大量的鐵，才能使測定結(jié)果穩(wěn)定。

（3）滴定時必須嚴格控制酸度，鐵氰化鉀溶液的濃度、溫度、放置時間和光線的影響，鐵氰化鉀溶液要避光保存，最適合的酸度為PH2.5，當(dāng)PH小于2時，測定終點不穩(wěn)定，空白增高；鐵氰化鉀加入量又不宜過多，加多了往往造成結(jié)果偏高；溫度250C較為適合，總之，影響鋅的測定因素較多，各方面要嚴格控制。

表1　鋅礦石中鋅的測定Tab.1　Determination of zinc in zinc ores

（4）除銅時要注意防正過量或除銅除不完全，除銅過量會使鋅結(jié)果偏低，除銅不完全會導(dǎo)致鋅結(jié)果偏高。

3　結(jié)論

高含量的鋅精礦中鋅的測定一般都用EDTA容量法，該方法結(jié)果穩(wěn)定，礦石中的雜質(zhì)含量對測定結(jié)果沒有影響，但是用EDTA容量法過程繁瑣，花費時間較長，不適用于測定生產(chǎn)流程中產(chǎn)生的大量的工藝樣。

實驗表明，用碘量法測銅的方法除去礦石中的銅，再加入鐵氰化鉀進行測鋅方法能快速測定鋅礦石中的鋅含量，且準確度高、穩(wěn)定性好、方法簡便。

用碘量法測銅的方法除去礦石中的銅，再加入鐵氰化鉀進行測鋅方法長期運用到生產(chǎn)中取得了良好的效果，降低了化驗成本，節(jié)約了人力資源，增加了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

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