短碘量法測定銅精礦中銅含量的影響因素分析

張彩枝

（中條山有色金屬集團(tuán)有限公司，山西垣曲 043700）

銅本身屬于綠色金屬，其熔點(diǎn)相對比較低，而且，可以進(jìn)行回爐以及冶煉，其具有循環(huán)利用以及回收成本相對較低等特點(diǎn)。在對銅精礦中銅含量的測定影響因素進(jìn)行分析中，可以改進(jìn)銅精礦的精選工藝提供數(shù)據(jù)依據(jù)，并對銅含量進(jìn)行定量、準(zhǔn)確分析，對提高銅回收利用率有積極作用。目前，在對銅精礦中的銅含量進(jìn)行測定與分析中，現(xiàn)有分析方法具有一定的差異性。本研究是以短碘量法為主要手段，其穩(wěn)定性比較強(qiáng)，對于銅精礦中的銅含量有良好的適應(yīng)性，其實(shí)際應(yīng)用具有推廣價(jià)值[1]。

1 短碘量法的基本測定原理

由于銅礦本身的種類具有多樣性，礦中的基體成分相對比較復(fù)雜，干擾性比較多，其銅含量的分析難度比較大。所以，在利用短碘量法對銅含量進(jìn)行測定與分析中，其實(shí)際應(yīng)用的穩(wěn)定性比較強(qiáng)，對準(zhǔn)確測定各類復(fù)雜銅精礦樣品中的銅含量有良好的適應(yīng)性。在實(shí)際應(yīng)用中，其適用于銅含量在60%以下的銅精礦測定中，其分析范圍相對比較廣，可以實(shí)現(xiàn)對銅含量進(jìn)行準(zhǔn)確測量[2]。短碘量法在實(shí)際使用的過程中，溶樣時(shí)間在2～3h，其操作相對簡單，而且，對于測定設(shè)備的要求并不高，測定分析速度相對比較快。銅離子在酸性條件下，會與過量的KI發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并生成定量的I2，其反應(yīng)公式如下：

在析出I2后，利用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定處理，從而實(shí)現(xiàn)銅礦中的銅元素的定量分析。其化學(xué)反應(yīng)公式如下：

2 實(shí)驗(yàn)分析

2.1 主要試劑以及儀器

在對銅精礦中的銅含量進(jìn)行測定與分析中，所選擇的試劑為：銅精礦試料、100g/L的三氯化鐵以及鹽酸、7∶3的硝酸/硫酸溶液、蒸餾水、飽和溴水、高氯酸、尿素、氟化氫銨，還有溶液、5g/L的淀粉，150g/L的硫氰酸鉀溶液、pH為5的乙酸-乙酸銨緩沖溶液、碘化鉀以及硫代硫酸鈉溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與分析中，利用250mL的燒杯，酸式滴定管，其滴管分別為20mL、10mL、5mL、3mL等，從而為實(shí)驗(yàn)開展做準(zhǔn)備[3]。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

在開展實(shí)驗(yàn)的過程中，其步驟是以試料、中和、滴定三個(gè)部分為中心。

試料處理，在選擇試料過程中，稱取0.2～0.4g的樣品，并將其置于在250mL的燒杯中。在利用少許水潤濕后，蓋上表面皿，并將10mL的鹽酸加入燒杯中，通過低溫電熱板加熱5min左右。在進(jìn)行加熱處理的過程中，硅含量相對比較高的狀態(tài)下，則需要加入適量的氫氟酸進(jìn)行加熱，依次加入20mL的硝酸/硫酸溶液、飽和溴水以及高氯酸，其中，飽和溴水為5mL、高氯酸為2mL。搖勻處理后，轉(zhuǎn)移到高溫電熱板上進(jìn)行加熱溶解，需要注意在加熱溶解階段，要保證黑色殘?jiān)辉偃芙夂螅尤肷倭康南跛崽炕?，在炭化結(jié)束后，打開表面皿加熱發(fā)煙，在冷卻后，滴加5滴左右的鹽酸。加入1g尿素，提高鹽類溶解效果，并用蒸餾水進(jìn)行清洗處理，在鹽類完全溶解后，將溫度控制在恒溫的狀態(tài)下[4]。

中和階段，在中和處理的過程中，利用滴管接取少量乙酸-乙酸銨緩沖溶液緩慢加入燒杯中，如果其中的鐵含量相對較低，則需要添加1mL的三氯化鐵溶液。在鐵離子到紅色完全褪去的前提下，過量添加1mL后搖勻，并利用蒸餾水對燒杯壁進(jìn)行處理。

滴定：在加入2～3g KI后搖勻，并利用Na2S2O3進(jìn)行滴定處理，在滴定的過程中，保證溶液從深黃色逐漸變?yōu)闇\黃色。在此基礎(chǔ)上，加入2mL淀粉，其溶液會從深藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)闇\藍(lán)色，最后加入5mL KSCN溶液，直到溶液藍(lán)色消失后為止。

3 短碘量法測定銅精礦中銅含量的影響因素分析

3.1 試料階段

在試料的過程中，受潮或者被氧化等因素，對測定結(jié)果會產(chǎn)生直接影響。在進(jìn)行稱重的過程中，試料的顏色會發(fā)生變化，其顏色不均勻，則測定結(jié)果會相對偏低[5]。在消除這一問題的過程中，則需要利用鑲嵌式的鋁箔袋進(jìn)行密封處理，如果停放時(shí)間相對比較長，則需要通過烘箱進(jìn)行烘干。試樣不均則表現(xiàn)為粒度不勻、混樣不勻兩方面，其測定精度以及有效性等相對較低。在實(shí)際操作的過程中，則需要根據(jù)礦樣種類進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化篩選后，混勻后密封裝袋備用。礦樣種類比較多，其粒度以及實(shí)際銅含量等方面存在一定的差異，所以，在進(jìn)行處理的過程中，則需要從對過篩的角度進(jìn)行控制，以保證試樣操作的基本質(zhì)量與有效性。在對氫氟酸加入量進(jìn)行分析中，硅含量過高，在溶解過程中會出現(xiàn)黏性液體黏附燒杯底部，從而出現(xiàn)結(jié)底的現(xiàn)象，這對測定結(jié)果會產(chǎn)生直接影響。SiO2的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，但是，氫氟酸例外，其產(chǎn)生的反應(yīng)式如下：

基于此，氫氟酸在加入后，其過量會對燒杯產(chǎn)生腐蝕，影響燒杯的使用壽命，其含量相對偏低，試劑的使用會增加分析成本。

從硝酸/硫酸溶液加入量的角度進(jìn)行分析，溶液中的銅經(jīng)硝酸溶解后，會以Cu（NO3）2的形式存在，在進(jìn)行高溫溶解的過程中，燒杯中的酸性物質(zhì)會快速蒸發(fā)，硝酸的損失量也會相對增加。Cu（NO3）2在分解過程中，會形成難溶的CuO，影響前期的測定結(jié)果?；诖?，硝酸/硫酸溶液加入量不足，對試樣的溶解性會產(chǎn)生直接的影響，影響試料階段的操作結(jié)果。所以，在試料階段中，硝酸/硫酸溶液加入量需要結(jié)合試樣操作需求進(jìn)行有效控制，從而實(shí)現(xiàn)試樣處理效果提升[6]。

3.2 中和階段

在中和階段，酸堿度以及NH4HF2加入量對銅含量的測定會產(chǎn)生直接影響，硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液對碘的滴定則需要在中性、弱酸性條件下進(jìn)行處理，在對待測液進(jìn)行處理中，則加入乙酸-乙酸銨緩沖溶液，從而實(shí)現(xiàn)對酸堿度的有效控制。如果酸性比較強(qiáng)，硫代硫酸鈉則會分解，滴定消耗的體積會相對偏大，例如，酸性溶液中I-與空氣中的O2氧化后，會生成I2，導(dǎo)致酸性偏高。堿性比較強(qiáng)的狀態(tài)下，硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液會與生成的I2發(fā)生反應(yīng)，所以，為避免偏差過大，則需要從I2含量的角度進(jìn)行控制，在堿性溶液中，針對歧化反應(yīng)進(jìn)行控制，降低所產(chǎn)生的誤差。在對NH4HF2加入量進(jìn)行分析中，F(xiàn)e3+對I-會產(chǎn)生氧化，其對測定結(jié)果會產(chǎn)生直接的影響，測定結(jié)果會相對偏高。所以，在進(jìn)行操作的過程中，可以加入NH4HF2進(jìn)行處理，形成[FeF6]3-，但是，NH4HF2加入量需要過量1mL，這對降低結(jié)果誤差有積極作用。

3.3 滴定階段

滴定階段中的銅含量測定，則需要從滴定操作以及溶液選擇等角度進(jìn)行綜合控制，這對實(shí)現(xiàn)滴定控制效果提升有積極作用。在滴定階段，淀粉的配制以及KSCN加入等對銅含量測定結(jié)果都會產(chǎn)生直接影響。淀粉在實(shí)際應(yīng)用中，其基本原理如下：

淀粉在實(shí)際應(yīng)用中，極容易出現(xiàn)變質(zhì)的情況，在偏酸性條件下，極容易生成糊精，變質(zhì)的淀粉在滴定終點(diǎn)會顯示為粉紅色，這對滴定結(jié)果會產(chǎn)生直接的影響?；诖?，在進(jìn)行處理的過程中，配制好淀粉后，將其冷卻到常溫后使用，保證淀粉的實(shí)際應(yīng)用效果。在對加入KSCN進(jìn)行分析中，滴定過程中會出現(xiàn)少量的I2被吸附在CuI沉淀表面，其測定結(jié)果會相對降低。在加入KSCN溶液后，其反應(yīng)原理如下：淀轉(zhuǎn)化的過程中，溶度積比較小的狀態(tài)下

在CuI沉，則減少沉淀對I2產(chǎn)生的負(fù)面影響。在實(shí)際應(yīng)用中，則需要對KSCN溶液的加入時(shí)間進(jìn)行控制，提高滴定準(zhǔn)確性。在指示劑滴定法實(shí)際應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)溶液對實(shí)際結(jié)果會產(chǎn)生直接的影響，所以，本次研究是以Na2S2O3為標(biāo)準(zhǔn)溶液，其需要保證存貯條件，其溫度需要控制在25℃左右。在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化分析的過程中，則需要保證操作規(guī)范性，對滴定數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格處理，從而保證滴定處理水平。在進(jìn)行處理的過程中，通過煮沸冷卻后的蒸餾水，加入2mL的三氯甲烷，降低微生物所產(chǎn)生的影響。此外，微生物在弱堿性條件下，其活動(dòng)力相對較低，所以，可以加入少量的無水碳酸鈉，保證溶液的pH為9。在此基礎(chǔ)上，Na2S2O3在見光后極容易出現(xiàn)變化，所以，需要將其儲存在棕色瓶中，避光放置2周，并通過基準(zhǔn)物進(jìn)行比對，如果溶液渾濁，則需要進(jìn)行重新配制。

4 結(jié)論

綜上所述，在對短碘量法的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行研究與分析中，其原理相對比較簡單，而且，對設(shè)備要求并不高，但是，其測定步驟比較繁瑣，而且，不同操作階段對測定結(jié)果產(chǎn)生的影響也存在差異，極容易出現(xiàn)誤差疊加的情況，影響銅含量測定的準(zhǔn)確性與有效性。基于此，在利用短碘量法對銅精礦中的銅含量進(jìn)行測定與分析中，則需要從試料、中和、滴定等角度進(jìn)行綜合分析。中和需要消除鐵離子產(chǎn)生的干擾，滴定階段則需要對KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液的使用進(jìn)行控制，從不同階段消除影響碘量法準(zhǔn)確度的相關(guān)因素，這對實(shí)現(xiàn)銅精礦中銅含量的測定精度提升方面有積極作用。