銅陽(yáng)極泥中硒的測(cè)定

劉忠梅

吉林省延邊朝鮮族自治州琿春紫金礦業(yè)有限公司

銅陽(yáng)極泥中硒的測(cè)定

劉忠梅

吉林省延邊朝鮮族自治州琿春紫金礦業(yè)有限公司

硒元素是工業(yè)生產(chǎn)中一種重要的稀有元素，由于硒元素不具有獨(dú)立的工業(yè)礦藏，因此目前硒元素的工業(yè)生產(chǎn)，主要依靠從銅電解精煉的陽(yáng)極泥中提取。因此銅陽(yáng)極泥中硒含量的測(cè)定顯得尤為重要，目前工業(yè)生產(chǎn)中最為常用的是硫代硫酸鈉滴定法，它是通過(guò)硫代硫酸鈉和含有硒元素的酸反應(yīng)生成四硫硒酸鈉，再通過(guò)碘量法滴定硫代硫酸鈉，通過(guò)測(cè)定硫代硫酸鈉消耗量來(lái)計(jì)算陽(yáng)極泥中硒的含量。由于還原實(shí)驗(yàn)的酸性環(huán)境和沉淀析出的時(shí)長(zhǎng)也會(huì)對(duì)硒含量的測(cè)定造成影響，因此本實(shí)驗(yàn)還需要確定適宜的鹽酸濃度以及沉淀析出的時(shí)間長(zhǎng)度，并對(duì)試樣中可能存在的不同元素雜質(zhì)的干擾情況進(jìn)行討論。

銅陽(yáng)極泥；硒；測(cè)定

硒元素，化學(xué)符號(hào)為Se，是動(dòng)植物體內(nèi)一種有益且必須的非金屬營(yíng)養(yǎng)元素，同時(shí)作為一種光敏、電解催化劑，在工業(yè)生產(chǎn)中具有十分重要的作用，而由于至今尚未發(fā)現(xiàn)硒元素的獨(dú)立礦藏，硒元素在自然界主要以無(wú)機(jī)硒和有機(jī)硒兩種方式存在，由于有機(jī)硒元素通常以氨基酸的形式存在，不便于工業(yè)提取和生產(chǎn)，因此，目前硒元素的工業(yè)生產(chǎn)主要還是依靠從黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦冶煉后陽(yáng)極泥的提取的無(wú)機(jī)硒。如何進(jìn)行更加準(zhǔn)確的銅陽(yáng)極泥硒元素含量測(cè)定，對(duì)于后續(xù)的工業(yè)化生產(chǎn)試劑確定等工序具有重要的參考意義。目前工業(yè)生產(chǎn)中常用的方法是硫代硫酸鈉滴定法。

1　硫代硫酸鈉滴定實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

質(zhì)量密度1.42g/ml鹽酸；質(zhì)量密度1.84g/ml硫酸；質(zhì)量密度1.19g/ml硝酸；固體酒石酸；固體鹽酸羥胺；固體脲素；淀粉；摩爾密度0.05mol/L的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，其配置方法為稱取120g硫代硫酸鈉加入500ml、質(zhì)量密度4g/L的無(wú)水碳酸鈉溶液中，移入10L棕色試劑瓶后煮沸并稀釋至10L左右，再補(bǔ)加10ml三氯甲烷，將要使用時(shí)加入1ml三氯甲烷并混合均勻；摩爾密度0.025mol/L的標(biāo)準(zhǔn)碘溶液，配置方法為溶解6.4g結(jié)晶碘與10g碘化鉀，配置1000ml溶液，搖勻。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

取陽(yáng)極泥試樣0.5g加入250ml錐形瓶中，并用少量水潤(rùn)濕。為了徹底溶解硒元素，要在錐形瓶中加入備好的5ml硫酸和10ml硝酸，在低溫環(huán)境下加熱使硒鹽溶解生成硒酸，為了保證充分溶解，加熱至溶液蒸發(fā)至出現(xiàn)三氧化硫白煙時(shí)即可停止。為了減小測(cè)定誤差，對(duì)于表面皿和錐形瓶?jī)?nèi)壁殘留的試樣，也需要水洗后進(jìn)行加熱蒸發(fā)，至剛好出現(xiàn)三氧化硫白煙時(shí)方可停止加熱。上述操作完成后，向溶液中加入100ml的鹽酸、5g酒石酸以及6g鹽酸羥胺，攪拌后使之充分溶解。為了使溶液析出，將溶解后的溶液在低溫處加熱至微微沸騰后，需要通過(guò)水浴保溫析出，即通過(guò)65攝氏度左右的水浴保溫一個(gè)小時(shí)后，靜置12個(gè)小時(shí)。隨后進(jìn)行過(guò)濾操作并收集沉淀，需要注意將濾紙以及漏斗上殘留的固體一同收集，具體操作為：在漏斗壁滴加熱鹽酸10ml以及硝酸5滴左右并充分淋洗，水浴溶解后，再加入脲素、水100ml后煮沸，攪拌并冷卻至室溫。

2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1實(shí)驗(yàn)雜質(zhì)的干擾討論

當(dāng)陽(yáng)極泥試樣中雜質(zhì)含量較高時(shí)，可能會(huì)影響到硒元素含量的測(cè)定準(zhǔn)確度，因此需要對(duì)本實(shí)驗(yàn)的雜質(zhì)干擾誤差進(jìn)行討論。同樣稱取0.5克的陽(yáng)極泥試樣，分別加入不同質(zhì)量的干擾元素，實(shí)驗(yàn)后可以得到，當(dāng)硒單質(zhì)元素含量在5至75mg時(shí)，回收率在97%到 107%之間，基本不影響硒元素含量的測(cè)定。

2.2試劑酸性的選擇和討論

為了準(zhǔn)確的測(cè)定硒含量，本實(shí)比驗(yàn)需要在酸性環(huán)境下進(jìn)行，當(dāng)溶液酸性較小時(shí)，硒元素不能被充分還原，難以得到黑色沉淀，但也并不代表溶液酸性越大越好。為了準(zhǔn)確選擇實(shí)驗(yàn)所需的試劑酸性，取不同梯度的、摩爾濃度范圍2mol/L至12mol/L的鹽酸來(lái)制造酸性環(huán)境，并重復(fù)本實(shí)驗(yàn)操作，將測(cè)得的硒元素含量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，在硒元素含量出現(xiàn)極大值時(shí)，該溶液酸性即為最佳試劑酸性。綜合考慮節(jié)約試劑和測(cè)定效果，選取摩爾濃度為6mol/L的鹽酸最為適宜。

2.3沉淀時(shí)長(zhǎng)的選擇和討論

想要準(zhǔn)確測(cè)量硒元素的含量，在本實(shí)驗(yàn)操作中，單質(zhì)硒是否充分沉淀也是一項(xiàng)重要的影響因素。由單質(zhì)硒的物理性質(zhì)可知，當(dāng)還原出的單質(zhì)硒由紅色變?yōu)楹谏②呌诜€(wěn)定時(shí)即可判定為充分沉淀。因此為了測(cè)量準(zhǔn)確的沉淀所需時(shí)間，同樣稱取0.5g陽(yáng)極泥試樣加酸溶解后，重復(fù)本測(cè)定實(shí)驗(yàn)的操作，將所得的溶液分為不同的實(shí)驗(yàn)組，分別保溫不同的時(shí)間后過(guò)濾，通過(guò)計(jì)算所得的硒元素含量即可得到適宜的沉淀時(shí)間。通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作可以發(fā)現(xiàn)，溶液靜置沉淀30分鐘以內(nèi)時(shí)，獨(dú)到的硒元素含量偏少且顏色偏紅，這是由于硒單質(zhì)還未充分析出所致；當(dāng)靜置沉淀30分鐘至一個(gè)小時(shí)，硒單質(zhì)含量較為穩(wěn)定且為極大值，說(shuō)明此時(shí)為沉淀操作的適宜時(shí)間；當(dāng)沉淀時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可以觀察到得到的硒單質(zhì)含量又出現(xiàn)下降，這是由于沉淀時(shí)間過(guò)長(zhǎng)以后，硒單質(zhì)會(huì)與燒杯底部粘結(jié)，使得洗滌操作出現(xiàn)困難。因此沉淀時(shí)長(zhǎng)不能低于30分鐘，但也不宜過(guò)長(zhǎng)。

2.4實(shí)驗(yàn)結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)操作主要通過(guò)硫代硫酸鈉測(cè)定出了銅陽(yáng)極泥中硒含量，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明該方法較為可靠，相對(duì)偏差在0.5%以內(nèi)，硒元素的回收率在97%到102%之間。另外實(shí)驗(yàn)還確定了硫代硫酸鈉法的適宜實(shí)驗(yàn)條件，即本實(shí)驗(yàn)在鹽酸濃度6mol/L、沉淀時(shí)間30分鐘以上時(shí)可以使硒元素較為充分地還原、沉淀，由于使用酒石酸和鹽酸羥胺進(jìn)行絡(luò)合和沉淀，實(shí)驗(yàn)試劑中存在的干擾雜質(zhì)被分離開(kāi)來(lái)，并不會(huì)對(duì)元素含量的測(cè)定造成太大影響，實(shí)驗(yàn)操作便捷準(zhǔn)確。

結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，硒元素在工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。在未來(lái)的硒元素生產(chǎn)中，主要研究重點(diǎn)還是集中在進(jìn)一步提高硒的濃度，降低雜質(zhì)含量，并降低單質(zhì)硒的生產(chǎn)成本。同樣還需要提高單質(zhì)硒的回收率和生產(chǎn)原料的利用率，這一切都是基于對(duì)生產(chǎn)原料中硒元素含量的準(zhǔn)確測(cè)定基礎(chǔ)之上的。本文僅針對(duì)常用的硫代硫酸鈉測(cè)定法的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行分析，對(duì)適宜的實(shí)驗(yàn)操作條件進(jìn)行探討，對(duì)于改進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)方式，提高生產(chǎn)效率具有一定的參考意義。

［1］張立云，梁亞群.碘量法測(cè)定銅陽(yáng)極泥中硒的含量［J］.銅業(yè)工程，2010，（3）∶98-100

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