滴定法測定金屬礦石中銅鉛鋅的方法研究

王曉琴

摘 要：近年來，我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，對金屬礦產(chǎn)資源的要求也越來越高，因此，礦產(chǎn)開采中，為切實提升開采效率，對成礦物質(zhì)的精準測定就顯得十分重要了。滴定法作為一種傳統(tǒng)的礦石元素分析方法，具有操作方便、成本低、易于掌握并且準確度高等優(yōu)勢，在礦石樣品的金屬元素測定中得到了廣泛地應(yīng)用，較原子吸收法、X射線熒光光譜法以及等離子體發(fā)射光譜法等都有著獨特的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：滴定法；銅鉛鋅；連續(xù)測定

滴定法是借助化學(xué)指示劑來判定滴定終點的礦石元素分析法，對于操作步驟和操作人員的素質(zhì)都有著較高的研究，需要確保在滴定、讀數(shù)、記錄以及計算等步驟中都不產(chǎn)生任何“過失誤差”才能有效保障滴定的準確性。因此，加強對滴定法的研究有著十分重要的作用。文章以滴定法為研究對象，探討多金屬礦中銅鉛鋅鐵的測定實驗。

1.滴定法的應(yīng)用概述

滴定法是一種利用金屬離子會與特定配合劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成配合物的元素分析測試技術(shù)，是測定礦石樣品中金屬元素的常用方法之一，并且自2000年以來，諸多學(xué)者不斷對其進行改進，使其在礦石元素測定中得到了越來越廣泛地應(yīng)用。舉例來說，2001年，劉長風(fēng)等人在對滴定法測定高硅鉛礦中鉛結(jié)果偏低的原因進行了分析并對實驗方法進行了改進，消除了二氧化硅對測定結(jié)果的干擾；2005年，張詠青等人對傳統(tǒng)的EDTA絡(luò)合滴定分析鉛、鋅的方法進行了改進，實現(xiàn)了對鉛、鋅元素的連續(xù)測定，改進后實驗的精密度符合要求，大大提高了生產(chǎn)效率；2010年，余紅等人在2010年對測定鋅礦石中鋅的滴定法做出了改進，穩(wěn)定回收率在98.2%～104.6%之間，由此可見，我國的滴定法一直都在進步。當前，在馮忠偉等學(xué)者的努力下，我國的滴定法已實現(xiàn)了多金屬礦中銅、鉛、鋅、鐵的連續(xù)測定。文章以此為基礎(chǔ)，對金屬礦石中的銅、鉛、鋅進行實驗測定。

2.金屬礦石中銅鉛鋅的測定實驗

2.1主要試劑

（1）標準溶液：HCl，HNO3，H2SO4，氨水；EDTA標準溶液，c=0.05mol/L（用鋅標準溶液標定）；硫代硫酸鈉標準溶液，c=0.02mol/L；淀粉溶液，c=5g/L。二，指示劑：甲基橙指示劑，c=1g/L；二甲酚橙指示劑，c=5g/L。三：其他試劑：抗壞血酸；硫脲飽和溶液；氯化銨；氟化氫銨飽和溶液；碘化鉀；氯化汞飽和溶液；氟化鉀溶液，c=200g/L；硫氰酸鉀溶液，c=400g/L；乙酸-乙酸鈉緩沖溶液（稱取結(jié)晶乙酸鈉200g溶解于300mL水中，加冰乙酸10mL，用水稀至1L，混勻）；氨水-氯化銨洗液（2g氯化銨溶于少量水中，加20mL氨水，用水稀釋至1L）。除特別注明外試劑均為分析純，水為新鮮去離子水。

2.2實驗方法

2.2.1分解試樣

第一，稱取試樣0.2～0.5g并放置于燒杯中，加入15mL鹽酸，低溫加熱5分鐘后，加入10ml硝酸，繼續(xù)加熱至水分蒸發(fā)近干，確認試樣已充分溶解。同時，在燒杯中再次加入20ml（1+1）硫酸溶液，繼續(xù)加熱，直至燒杯冒出白煙，保持該狀態(tài)2分鐘后使溶液冷卻。以水洗杯壁并加水至溶液體積約為50mL，加熱煮沸5min，取下用流水冷卻并靜置30min。

第二，利用慢速濾紙，將上述溶液過濾至100ml容量瓶。然后用（2+100）硫酸溶液洗滌燒杯及沉淀6～8次，再用水洗2次。將沉淀與濾紙轉(zhuǎn)入原燒杯中，用于測定鉛；同時，容量瓶內(nèi)加水直至刻度，密封搖勻，靜置，用于銅、鋅測定。

2.2.2鉛的測定

首先，在原燒杯中加入水和乙酸-乙酸鈉緩沖溶液各25ml，加熱，同時進行攪拌，沸騰5分鐘后取下放置冷卻；其次，加入抗壞血酸0.1～0.2g，同時加入溶度為200g/L的氟化鉀溶液2ml，攪拌均勻；最后，加入二甲酚橙指示劑2滴，同時利用EDTA標準溶進行液滴定，當溶液顏色變?yōu)榱咙S色時停止滴定。

2.2.3銅的測定

首先，取試樣分解步驟中得到了濾液適量，置于容量為250ml的錐形瓶中，滴定氨水，得到棕紅色的氫氧化鐵沉淀，當顏色不再加深時，滴加氟化氫銨飽和溶液至棕紅色消失并過量1mL，搖勻；其次，加入2g碘化鉀，搖勻，立即用硫代硫酸鈉標準液滴定至淡黃色，加入淀粉溶液2mL，繼續(xù)滴定至淺藍色，加硫氰酸鉀溶液1mL，激烈搖振至藍色加深，再次滴定，當藍色恰好消失時停止滴定。

2.2.4鋅的測定

取試樣分解步驟中得到了濾液適量，置于容量為250ml的燒杯中。首先，加入3g氯化銨，攪拌直至溶解；然后加入氨水，要求在使氫氧化鐵完全沉淀后，額外加入15ml，加熱至微沸；接著，用快速濾紙，趁熱將溶液過濾至容量為250ml的錐形瓶中，用熱的氨水-氯化銨洗液洗滌燒杯和沉淀各5次，加熱煮沸濾液驅(qū)除大部分氨，冷卻。加1滴甲基橙指示劑，用（1+1）鹽酸滴加至溶液剛好變紅色，加1滴（1+1）氨水使溶液變黃色，加入15mL乙酸-乙酸鈉緩沖溶液，加2mL氟化鉀溶液，加0.1～0.2g抗壞血酸，加5mL硫脲飽和溶液，搖勻；最后，加2滴二甲酚橙指示劑，同時利用EDTA標準溶進行液滴定，當溶液顏色變?yōu)榱咙S色時停止滴定。

2.3試樣分解條件討論

（1）鹽酸、硝酸用量。在進行試驗分解時，首先加入鹽酸溶液，其目的是為了使礦石試樣中的硫形成硫化氫揮發(fā)，進而能夠有效減少硫化礦與硝酸的反應(yīng)，減少單質(zhì)硫的生成，這是因為，單質(zhì)硫在形成過程中會將礦樣包藏起來，進而影響到礦石元素的最終測定。一般情況下，10ml鹽酸和5ml硝酸就可完全分解0.2g～0.5g的易溶試樣；而對于一些難容試樣，鹽酸和硝酸的用量則分別需要增加至15mL和10mL。

（2）硫酸用量。在分解試樣時，鹽酸和硝酸就可完成分解作用，此時加入硫酸的目的主要有兩方面：第一是為了揮發(fā)溶液中的Cl-、NO3-，進而能夠減少這些離子對測定的影響；第二則是使Pb2+離子沉淀，使其與銅、鋅及其他離子元素分離。通常來說，溶度為1～4.5mol/L的硫酸就可使鉛元素完全沉淀，當硫酸用量較少時，會導(dǎo)致不完全沉淀；而硫酸用量過多時，則會影響后續(xù)酸度的調(diào)整。

3.結(jié)論與認識

總而言之，滴定法所具有的操作簡單、成本低等特點使其在礦石樣品的元素分析測試中有著獨特的優(yōu)勢，其作為一種傳統(tǒng)的元素分析方法，至今仍得到了廣泛的應(yīng)用。但是，滴定法雖經(jīng)過眾多學(xué)者的研究和改進，其操作步驟也不斷優(yōu)化，也要認識到滴定法的應(yīng)用是非常嚴格的，需要多次試驗取平均值才能最大限度減少誤差。今后，相關(guān)學(xué)者也要進一步對其進行研究，使其能夠在礦石元素分析中得到更廣泛的應(yīng)用。

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