利用DDTC分光光度法測定礦樣銅含量試驗

呂祿鳳

(魯中礦業(yè)有限公司)

DDTC(銅試劑)分光光度法是指試樣經(jīng)鹽酸、硝酸溶解后，采用氯化銨、氫氧化銨沉淀分離鐵、鋁等離子，在pH=9.0～9.2的氨性溶液中，加入二乙基二硫代氨基甲酸鈉(DDTC)，在動物膠存在的條件下，與Cu2+生成棕黃色絡合物，在波長460 nm處測其吸光度，根據(jù)朗伯-比爾定律，計算出銅含量。為準確、快速測定鐵礦石銅含量，采用DDTC(銅試劑)分光光度法進行測定試驗，以確定最佳顯色反應條件。

1 主要儀器與試劑

TG-328A電光分析天平(上海精密科學儀器有限公司)，721G分光光度計(上海精密科學儀器有限公司)。

DDTC(0.1%)。氯化銨-氫氧化銨緩沖溶液(pH=9.0～9.2)：稱取67.5 g氯化銨溶于200 mL蒸餾水中，加入氨水，再用蒸餾水稀釋至1 000 mL。

銅標準溶液(20 μg/mL)：用純銅片(銅含量99.999%)按常規(guī)方法配成1 mg/mL的儲備液，使用時稀釋成20 μg/mL的銅標準溶液。

2 試驗步驟

DDTC分光光度法測定鐵礦石試樣銅含量過程中，DDTC與Cu2+生成的可溶絡合物(黃棕色)可保證顯色絡合物的穩(wěn)定性。

稱取0.100 0 g礦樣于100 mL燒杯中，用水潤濕，加10 mL鹽酸，加熱溶解5～10 min，加硝酸3 mL，再加熱至近干(以除盡硝酸，防止硝酸的氧化作用破壞DDTC與Cu2+的顯色反應)使樣品完全分解，蒸發(fā)溶液至1～2 mL；加3.000 0 g氯化氨攪拌成砂糖狀，加10 mL氨水，攪拌后加熱水(煮沸的蒸餾水)15 mL，過濾于100 mL容量瓶中；用氯化氨-氫氧化銨(5%)洗滌燒杯及濾紙4次，濾液加2 mL動物膠(0.5%)，輕輕搖勻后，1次傾入10 mL DDTC(0.1%)，用蒸餾水定容，搖勻，放置15 min。以蒸餾水為參比，用2 cm比色皿于波長460 nm處測量其吸光度。

空白試驗取空白試劑，即在相同條件下，加入各種試劑但不加試樣，消除顯色劑對測定結果的影響。

分別吸取銅標準溶液(20 μg/mL)0，0.50，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 mL于100 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至50 mL，加10 mL氯化銨(30%)，10 mL氨水及2 mL動物膠(0.5%)，搖勻后1次加入10 mL DDTC(0.1%)，用蒸餾水定容，搖勻，與試樣相同條件測其吸光度，繪制工作曲線。

3 試驗結果與討論

在室溫下,試驗過程中DDTC與Cu2+顯色反應較穩(wěn)定，因此不進行溫度驗證試驗，即取室溫25 ℃進行DDTC用量、最大吸收波長、顯色時間試驗。

3.1 DDTC用量

顯色反應可用下式表示：

表1 不同銅試劑加入量時吸光度測量結果

表1表明，當加入10 mL DDTC時，吸光度達到最大；繼續(xù)增大DDTC用量，吸光度基本不變，因此確定DDTC的最佳用量為10 mL。

3.2 最大吸收波長試驗

以20 μg/ mL銅標準溶液為測定對象，加入10 mL DDTC(0.1%)，顯色反應15 min后，在400～510 nm波長下分別測定吸光度，結果見表2 。

表2 不同波長下吸光度測定值

從表2可知，最大吸收波長在450 nm處。由于銅標準溶液不含其他干擾離子，而實際待測礦樣往往含有其他干擾離子。如果選擇最大吸收波長為450 nm，干擾離子對吸光度的影響非常明顯。為使測量結果具有較高的靈敏度，盡量排除其他離子干擾，選擇最大波長460 nm為最佳波長。

3.3 顯色時間試驗

選擇不同的顯色時間，加入10 mL DDTC(0.1%)，波長在460 nm處測定銅標準溶液吸光度，結果見表3。

表3 不同顯色時間吸光度測定結果

由表3可知，當顯色反應時間為15 min時，吸光度達到最大值，顯色反應迅速，且顯色較穩(wěn)定；隨著時間的延長，吸光度不再變化，因此選擇顯色反應時間15 min。

3.4 工作曲線繪制

在條件試驗的基礎上，測定7組銅標準溶液的吸光度，結果見表4，并根據(jù)表4數(shù)據(jù)繪制工作曲線，見圖1。

表4 7組銅標準溶液吸光度測定結果

圖1 工作曲線

按試驗數(shù)據(jù)繪制工作曲線，銅含量在0～1.0 g/L范圍內(nèi)服從朗伯-比爾定律，求得回歸方程為Y=0.058 2X+0.085 5，相關系數(shù)R2=0.999 2，表觀摩爾吸光系數(shù)為1.13×104L/(mol·L)。說明工作曲線擬合性很好，可用于礦樣銅含量的測定。

4 驗證試驗

采用DDTC分光光度法測定某選礦廠各作業(yè)點礦樣進行銅含量測定，測定結果精密度與準確度的分析見表5、表6。

表5 試樣銅含量測定結果 %

表5、表6可知，各試樣銅含量測定結果的標準偏差均很小，相對標準值，誤差在允許公差范圍內(nèi)，準確度較高。

表6 銅含量測定結果準確度分析 %

5 結 論

DDTC分光光度法測定過程中使用的試劑、濾紙和水，均不能含銅，每次試驗都應做空白檢查。在pH=9.0～9.2的氨性溶液中，顯色反應15 min后顏色即穩(wěn)定，并可保持24 h不變。由于鎳、鈷、鉍與顯色劑生成黃綠、墨綠、黃色沉淀，鋅、鎘、汞與顯色劑生成白色沉淀，均會干擾測定結果干擾，應提前給予除去。

該方法是一種較理想的快速測定樣品銅含量的方法，結果可靠，準確度高，精密度好，滿足快速測定的需要。該法適用于0.25%以下的試樣銅含量測定，若銅含量高，則需改用容量法或分取部分溶液比色法進行測定。