EDTA絡(luò)合法測(cè)定鉛精礦中鉛鋅鐵

李 方

（湖南有色金屬有限公司黃沙坪礦業(yè)分公司，湖南 郴州 424421）

EDTA分子中具有六個(gè)可與金屬離子形成配位鍵的原子，能與許多金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，無色金屬離子與其生成的絡(luò)合物仍為無色，有色金屬離子與其形成的絡(luò)合物的顏色將加深，基于這些特點(diǎn)，筆者在目前傳統(tǒng)常用的單獨(dú)測(cè)定方法[1-3]的基礎(chǔ)上，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，擬定出一個(gè)一次分解試樣，連續(xù)測(cè)定鉛鋅鐵的分析方法。本法具有簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確和重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，完全可以應(yīng)用于鉛精礦中對(duì)鉛鋅鐵的測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑

所用試劑均為分析純，水為蒸餾水。鹽酸（ρ1.19 g/mL）；硝酸（ρ1.42 g/mL）；硫酸（ρ1.84g/mL）；硫酸（2%）；氨水（ρ0.9g/mL）；二甲酚橙指示劑（1g/L）；磺基水楊酸溶液（100g/L）；甲基橙溶液，0.5g/L ；過硫酸銨；抗壞血酸；氯化銨；氟化鈉飽和溶液；硫脲飽和溶液；乙酸-乙酸鈉緩沖溶液（pH5～6）；氨性混合液。乙二胺四乙酸二鈉（Na2EDTA）標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（0.0200 mol/L）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 試液制備

稱取0.2500g試樣于250mL燒杯中，以少量水潤(rùn)濕礦樣， 加10～15mL 鹽酸，于低溫溶解并趕盡硫化氫，加入5mL硝酸，繼續(xù)加熱至無棕色的二氧化氮產(chǎn)生，取下稍冷，加入8mL濃硫酸，加熱至冒濃白煙，取下，冷卻。用水吹洗表面皿及杯壁至體積約75mL，低溫加熱煮沸10min～15min，取下，自然冷至室溫，后流水冷卻，靜置0.5h。用慢速定量濾紙過濾，下面用200mL容量瓶進(jìn)行承接，以（2+98）的硫酸洗燒杯3次，漏斗6次，再用水各洗滌1次。濾紙和沉淀用作測(cè)定鉛之用，濾液用作測(cè)定鋅、鐵之用。

1.2.2 測(cè)定

（1）鉛的測(cè)定。將濾紙撕爛連同沉淀移入原燒杯中，加緩沖液50mL，放置低溫電熱板上加熱至沸并保溫5min～10min，取下，趁熱加飽和NaF10mL，搖動(dòng)稍等1min，用水沖洗表面皿及杯壁至體積150mL左右，加硫脲飽和液10mL，加抗壞血酸少許，加1～2滴二甲酚橙指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由紅色變?yōu)榱咙S色即為終點(diǎn)。計(jì)算鉛的含量。

（2）鐵的測(cè)定。向1.2.1的濾液中加入3g～5g氯化銨，0.5g過硫酸銨，用氨水中和溶液至氫氧化鐵沉淀完全，并過量10mL，加熱煮沸3min～5min，取下。用快速定性濾紙過濾，濾液用400mL燒杯承接，用熱的氯化銨-氨水洗液洗滌燒杯與沉淀各6次，再用水各洗1次，沉淀用作測(cè)鐵之用，濾液用作測(cè)鋅之用。

用熱的鹽酸（1+1）溶解沉淀于原燒杯中，然后用水與鹽酸（1+1）交替洗滌濾紙至無鐵離子(用硫氰酸鹽溶液檢驗(yàn)，至無血紅色出現(xiàn))。置燒杯于低溫電爐蒸至溶液約3mL ～ 5mL， 取下，加水至 120mL 左右，用氨水（1+1）中和至有氫氧化鐵沉淀出現(xiàn)，加 15mL 鹽酸（0.1mol/L），加熱至近沸，取下，加入 1mL 磺基水楊酸溶液（100g/L），用EDAT 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至溶液棕紅色消失為終點(diǎn)。計(jì)算鐵的含量[3]。

（3）鋅的測(cè)定。將（2）的濾液于電熱板上煮至無氨味，稍冷，用水吹洗杯壁，加入0.2g左右抗壞血酸，加入30mL乙酸-乙酸鈉緩沖溶液，加10mL飽和氟化鈉溶液，10mL硫代硫酸鈉溶液（100g/L），混勻，加2滴二甲酚橙指示劑（1g/L），用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)辄S色為終點(diǎn)。計(jì)算鋅的含量。

表2 分析結(jié)果重現(xiàn)性(n=8,w/%)

2 結(jié)果與討論

2.1 測(cè)定時(shí)酸度的選擇

2.1.1 測(cè)鉛時(shí)酸度的選擇

硫酸鉛沉淀最適宜的酸度為20%～60%（以重量計(jì)）。如下圖1示，當(dāng)酸度小于20%和大于60%時(shí)，硫酸鉛的溶解度都會(huì)增大，因此實(shí)驗(yàn)選擇沉淀酸度為30%左右。

圖1 硫酸鉛沉淀

滴定酸度則以PH5.2～5.8為宜，一般分析時(shí)加入緩沖液煮沸5～10分鐘即可達(dá)到此條件。

2.1.2 測(cè)鋅時(shí)酸度的選擇

PH應(yīng)嚴(yán)格控制在5～6的范圍，若PH＜5則終點(diǎn)提前，結(jié)果偏低，若PH＞6，由于指示劑本身呈紅色，故無終點(diǎn)，所以蒸發(fā)時(shí)，氨必須趕盡即能達(dá)到要求條件。

2.1.3 測(cè)鐵時(shí)酸度的選擇

當(dāng)PH＜1時(shí)，F(xiàn)e3+和磺基水楊酸的絡(luò)合能力減低，EDTA與Fe3+不定量絡(luò)合；PH太大時(shí)，鐵易水解產(chǎn)生渾濁，影響滴定。所以應(yīng)嚴(yán)格控制滴定時(shí)PH值為1.2～2，此范圍時(shí)磺基水楊酸與Fe3+能形成紫紅色絡(luò)合物，但其絡(luò)合強(qiáng)度遠(yuǎn)小于EDTA與Fe3+的絡(luò)合強(qiáng)度。因此在滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液由紫紅色變?yōu)镕e3+-EDTA絡(luò)合物的淡黃色。所以在滴定前加入0.1mol/L鹽酸15mL，控制體積150mL左右，此時(shí)[H+]=0.01mol/L，PH=2，正好滿足要求。

2.2 滴定中干擾物質(zhì)的影響及消除

測(cè)鉛時(shí)干擾物質(zhì)的影響及消除。

鐵、銅：當(dāng)試料中鐵含量很高時(shí)，在硫酸冒煙蒸干時(shí)，有黃綠色沉淀出現(xiàn)，用水吹洗則為褐色沉淀，這是鐵生成高價(jià)的難溶性硫酸鹽所致，在沉淀硫酸鉛時(shí)加入少量抗壞血酸煮沸即可消除。而微量的三價(jià)鐵和二價(jià)銅在EDTA滴定前加入少量抗壞血酸和硫脲，即可消除其干擾[4]；

含碳高的樣品，可在冒濃厚白煙時(shí)，沿杯壁滴加1：1的硝硫混合酸除去。含銻高時(shí)應(yīng)預(yù)先加入氯化銨4～5克在300℃～400℃熔燒除去，若含銻不太高，加入酒石酸即可消除其影響。若含鍶、鋇高，應(yīng)用過量的EDTA溶解硫酸鉛沉淀，再用鉛標(biāo)準(zhǔn)液回滴過量的EDTA。干擾元素的分離：鐵、鋁、銅、鋅、鈷、鎳、錳等元素，在滴定條件下，雖能和EDTA絡(luò)合而干擾測(cè)定，但使鉛成硫酸鉛沉淀時(shí)，上述元素已被分離除去。銻、鉍含量高時(shí)，易水解夾雜于硫酸鉛沉淀中，但樣品銻含量小于50毫克時(shí)，可在酒石酸存在下沉淀硫酸鉛，以消除干擾，少量鉍的干擾亦可在酒石酸存在下消除。

3 樣品分析

測(cè)定結(jié)果對(duì)比。

按實(shí)驗(yàn)方法對(duì)3個(gè)鉛精礦樣品進(jìn)行8次重復(fù)分析，并同時(shí)按國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行分析及與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行結(jié)果對(duì)照，對(duì)照結(jié)果見表1，分析結(jié)果重現(xiàn)性見表2。

表1 分析結(jié)果對(duì)照（w/%）

4 結(jié)語

由表1、表2可以看出，本方法測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定，重復(fù)性好，與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法測(cè)定結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)值基本吻合，誤差均在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許差范圍之內(nèi)。該方法簡(jiǎn)單易行，測(cè)定鉛、鋅、鐵三個(gè)元素，只需分解一次試樣、使用同一標(biāo)準(zhǔn)溶液，簡(jiǎn)化分析流程基礎(chǔ)上大大縮減了分析時(shí)間，減少了能源損耗，提高了工作效率。