金精礦中碳元素檢測指示劑的改進(jìn)

蘇 菁，汪鶴鳴

(紫金礦業(yè)集團(tuán),福建 上杭 364200)

應(yīng)用研究·黃金礦山·

金精礦中碳元素檢測指示劑的改進(jìn)

蘇 菁，汪鶴鳴

(紫金礦業(yè)集團(tuán),福建 上杭 364200)

國標(biāo)中非水滴定測定金精礦中碳含量，終點沒有明顯的突躍點，檢測中往往造成較大偏差。本試驗通過對混合指示劑的研究，確定了一種適合金精礦中碳含量檢測的混合指示劑，并確定了該混合指示劑的最佳配比和用量，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)樣品驗證，該混合指示劑檢測標(biāo)準(zhǔn)樣品的準(zhǔn)確度和精密度都優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)方法，標(biāo)準(zhǔn)樣品碳含量檢測RSD<5%，且適合碳含量在0.1%～9%之間的檢測，比國標(biāo)中碳含量檢測范圍0.1%～5%更廣。

金精礦； 碳； 指示劑； 非水吸收

1 前言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和大規(guī)模的礦業(yè)開發(fā)，易處理金礦資源日益減少，復(fù)雜難處理的金礦石已成為黃金生產(chǎn)的主要資源。據(jù)統(tǒng)計，世界黃金儲量中60%以上是難處理金礦石，而目前全球黃金產(chǎn)量中的 1/3 都來自于難處理金礦[1]，黃金冶煉廠在采購金精礦過程中經(jīng)常碰到一些含碳較高的難處理金精礦，含碳質(zhì)金精礦往往含有活性炭、碳?xì)浠衔?、石墨等碳物質(zhì)，由于碳在氰化過程中搶先吸附金配合物，影響金的氰化提取率[2]。公司在采購合同中有約定，金精礦中的含碳量有一個上限值規(guī)定，金精礦中含碳量不同，金精礦的計價系數(shù)也不一樣。因此在結(jié)算過程中，經(jīng)常有碳元素仲裁情況，這對金精礦碳檢測提出了更高要求。

目前，金精礦中碳檢測國家標(biāo)準(zhǔn)為GBT 7739.9- 2007金精礦化學(xué)分析方法第9部分碳量的測定，該方法原理是樣品在1 200～1 250℃高溫氧氣硫中燃燒，使碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳，用百里酚酞為指示劑，用乙醇—乙醇胺—氫氧化鉀溶液吸收滴定二氧化碳[4]。其滴定終點都是由藍(lán)色變?yōu)榈{(lán)色，測定過程中, 調(diào)整好終點后，憑記億記住淡藍(lán)色的深淺程度，要滴至所記住的顏色以達(dá)到準(zhǔn)確的結(jié)果是有困難的。由此往往造成較大的誤差[3]，如果碰到檢測人員對顏色不敏感，兩次檢測數(shù)據(jù)會差幾倍。

為改變非水滴定沒有明顯的突躍點，本試驗對若干指示劑進(jìn)行了優(yōu)選，以期獲得一個明顯的突變點，通過反復(fù)試驗,發(fā)現(xiàn)以百里香酚酞—酚酞混合指示劑比較合適。并通過試驗確定了金精礦中碳檢測使用的混合指示劑的配方及最佳用量，達(dá)到了預(yù)期效果。

2 試驗部分

2.1 儀器和試劑

碳酸鈣(基準(zhǔn)試劑)、變色硅膠、氧化銅(分析純)、硫酸(分析純)、重鉻酸鉀。

高錳酸鉀—氫氧化鈉吸收液：稱取3g高錳酸鉀溶于100g水中，加入10g氫氧化鈉，搖勻。

標(biāo)準(zhǔn)吸收滴定溶液：將30mL乙醇胺溶于970mL無水乙醇中，加入3.0g氫氧化鉀及指示劑，混勻，放置3～5d后備用。標(biāo)定參考GBT 7739.9- 2007進(jìn)行。

碳的測定裝置參考GBT 7739.9- 2007，在高溫管式電爐出口到氣體吸收瓶之間增加一個除二氧化硫的吸收瓶裝置。

2.2 試驗方法

由于金精礦中有些含硫很高，國標(biāo)方法裝置中沒有除二氧化硫裝置，采用國標(biāo)方法會造成碳檢測數(shù)據(jù)異常，在檢測過程中，必須增加除硫裝置。經(jīng)過試驗，在高溫管式電爐出口到氣體吸收瓶之間增加一個除二氧化硫的吸收瓶裝置，瓶中吸收液配制方法為：稱取5g重鉻酸鉀，加5mL濃硫酸，配成100mL混合溶液，除二氧化硫效果很好。在試驗過程中，只改變標(biāo)準(zhǔn)吸收滴定溶液中的指示劑，其它與國標(biāo)GBT 7739.9- 2007相同。

2.3 指示劑的選擇

經(jīng)過查找資料[3～5]，選擇了2種混合指示劑與國標(biāo)方法百里香酚酞指示劑進(jìn)行比對試驗，混合指示劑的添加量為每1 000mL滴定吸收液中加0.4g，觀察滴定過程中變色點是否靈敏及變色點的pH值，具體見表1。

從表1可以看出，百里酚酞與酚酞組成的混合指示劑效果較好，4個色階容易分辨開。

2.4 指示劑的配比試驗

對百里酚酞和酚酞混合指示劑進(jìn)行不同配比試驗，混合指示劑的添加量為每1 000mL滴定吸收液中加0.4g，觀察滴定過程中的顏色是否靈敏、變色點pH值以及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，具體見表2。

表1 指示劑試驗數(shù)據(jù)

表2 混合指示劑配比試驗數(shù)據(jù)

在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，百里香酚酞與酚酞的配比中比例為7∶1的指示劑，淺藍(lán)顏色中帶點紫色，變色不靈敏。隨著酚酞比例逐步增加，溶液中粉色的強(qiáng)度越來越強(qiáng)，比例為3∶5、2∶6及1∶7中粉色變紫色過程中需要滴加相對較多的滴定溶液才能變色，變色不靈敏。結(jié)合4個標(biāo)樣在相應(yīng)指示劑的檢測值，確定百里香酚酞與酚酞混合指示劑的最佳配比為5∶3。

2.5 指示劑用量試驗

分別在1 000mL滴定吸收液中加入百里香酚酞與酚酞配比為5∶3的混合指示劑，通過改變混合指示劑的添加量，觀察滴定過程中的顏色是否靈敏、變色點pH值以及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，具體見表3。

在試驗過程中，加入0.2g和0.3g混合指示劑，深藍(lán)變淺藍(lán)不容易判斷，隨著指示劑用量的增加，加入0.5、0.6、0.7g指示劑在滴定過程中，粉色變紫色過程中需要滴加相對較多的滴定溶液才能變色，變色不靈敏。結(jié)合4個標(biāo)樣在相應(yīng)指示劑的檢測值，確定了百里香酚酞與酚酞混合指示劑的最佳用量為每1 000mL滴定吸收液加入0.4g。

表3 混合指示劑用量試驗數(shù)據(jù)

2.6 準(zhǔn)確度和精密度

通過反復(fù)試驗，混合指示劑在4個色階中，粉色剛變成紫色只需一滴標(biāo)準(zhǔn)吸收滴定溶液就變色，非常靈敏，此時的pH值為10.8左右，燃燒出的二氧化碳能確保完全吸收，把溶液顏色由粉色剛變成紫色確定為滴定終點。

在同一條件下，人員固定，其中甲乙2人碳檢測熟練，丙丁2人日常很少檢測碳元素，不熟練，4人分別對4個標(biāo)準(zhǔn)樣品用國標(biāo)中的指示劑和新確定的最佳混合指示劑進(jìn)行了10次測定，數(shù)據(jù)見表4和表5。

表4 國標(biāo)方法檢測標(biāo)準(zhǔn)樣品的準(zhǔn)確度和精密度

表5 混合指示劑檢測標(biāo)準(zhǔn)樣品的準(zhǔn)確度和精密度

從表4和表5可以看出，最佳混合指示劑的準(zhǔn)確度和精密度都優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)方法。由于國標(biāo)中碳檢測范圍0.1%～5%，標(biāo)準(zhǔn)樣品GBW- 07108中碳為9%，國標(biāo)方法檢測不能滿足分析要求。而新的混合指示劑完全能滿足分析要求。在采購的金精礦中含碳量超過5%的金精礦偶爾也會有，所以新的混合指示劑的碳含量檢測范圍更廣。

3 結(jié)論

通過試驗研究，發(fā)現(xiàn)金精礦中測定碳元素采用混合指示劑為百里香酚酞與酚酞更合適。通過反復(fù)試驗，進(jìn)一步確定了其配比為5∶3，最佳用量為每1 000mL滴定吸收液加入0.4g混合指示劑。通過與國標(biāo)方法進(jìn)行對比，使用該指示劑檢測標(biāo)樣的準(zhǔn)確度和精密度都優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)方法，標(biāo)準(zhǔn)樣品碳含量檢測RSD在0.6%～4.5%之間，且碳含量檢測范圍更廣。由于采用了混合指示劑，變色區(qū)域狹窄，終點十分靈敏，確定了溶液顏色由粉色剛變成紫色為滴定終點。該指示劑在滴定過程中有4個色階，深藍(lán)—紫色—粉色—無，加入非水標(biāo)準(zhǔn)溶液的多少和快慢可以根據(jù)顏色的變化來掌握，目前該方法已成功應(yīng)用于生產(chǎn)。

[1] 陳勃偉，蔡镠璐,等.某含砷含碳微細(xì)粒難處理金精礦預(yù)氧化—氰化提金工藝研究[J].環(huán)?？萍?2017,41(6):283.

[2] 南君芳，李林波,等.金精礦培燒預(yù)處理冶煉技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

[3] 吳鳳鍔.非水滴定法測定鋼鐵中碳的改進(jìn)[J].分析化學(xué),1977，(3):244-245.

[4] GBT 7739.9- 2007,金精礦化學(xué)分析方法 第9部分：碳量的測定[S].

[5] 劉 珍.化驗員讀本上冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

Improvement of indicator for carbon detection of gold concentrate

The detection of carbon content in gold concentrate by non-aqueous titration in national standard has no obvious jumping point at the titration end point，which causes relatively larger deviations in the process of detection. In the experiment, a mixed carbon indicator was studied and determined, and the optimum proportion and dosage of the mixed indicator were determined. Certified by standard sample, the detection accuracy and precision of using mixed indicator were superior to national standard. Standard sample carbon content test RSD<5%, it was suitable for carbon content between 0.1%～9%, which was wider than the carbon content detection range of 0.1%～5% of national standard.

gold concentrate; carbon; indicator; non-aqueous absorption

TD926.3

A

2017-- 06-- 14

蘇 菁(1972-)，女，新疆石河子人，工程師，從事礦山及冶煉行業(yè)分析化學(xué)方面的工作。

1672-- 609X(2017)04-- 0017-- 03