EDTA滴定法直接測定鋅精礦中鋅量

李建芝

（云南黃金礦業(yè)集團(tuán)貴金屬檢測有限公司，云南 昆明 650000）

鋅精礦一般是由鉛鋅礦或含鋅礦石經(jīng)破碎、球磨、泡沫浮選等工藝而生產(chǎn)出的達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的含鋅量較高的礦石，是鋅冶煉行業(yè)的重要原料，為了較好的監(jiān)控冶煉工藝過程，保證鋅產(chǎn)品質(zhì)量，必須對(duì)鋅精礦中鋅量進(jìn)行準(zhǔn)確的分析測定。目前鋅精礦中鋅量的測定主要采用原子吸收光譜法、EDTA容量法、X射線熒光光譜法等。其中，EDTA容量法具有測定范圍廣、測定結(jié)果準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)，是鋅精礦中鋅量分析的主要方法[1-3]。國標(biāo)GB/T8151.1-2012方法采用鹽酸、硝酸、硫酸、高氯酸分解樣品，硫酸沉淀過濾分離鉛，氨水-氯化銨溶液沉淀過濾分離鐵、錳、鋁、銻等雜質(zhì)元素，需要二次沉淀分離，但測定的結(jié)果僅為鋅、鎘合量，還需要通過原子吸收分光光度計(jì)或電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定鎘量，通過計(jì)算扣減鎘量才是鋅量。操作過程繁雜費(fèi)時(shí)，不能較好的滿足生產(chǎn)需求，沉淀過濾分離雜質(zhì)元素時(shí)，沉淀極易吸附和包裹鋅，使測定結(jié)果偏低。鑒于以上存在的問題，結(jié)合本地區(qū)鋅精礦中鐵、鉛、鎘等干擾元素含量不高，其中鐵小于10%，鉛小于4%，鎘小于1%的特點(diǎn)，本文在國標(biāo)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)采用氟化氫銨掩蔽鐵，無需進(jìn)行沉淀過濾分離，避免了氫氧化物沉淀對(duì)鋅的吸附和包裹。加入碘化鉀掩蔽鎘，測定結(jié)果直接為鋅量，無需再重新分析鎘量。改進(jìn)后方法操作簡單，終點(diǎn)易于觀察，結(jié)果穩(wěn)定，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，有效提高了工作效率。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑

鹽酸（ρ=1.19g/mL）、硝酸（ρ=1.42g/mL）、硫酸（ρ=1.84g/mL）、高氯酸（ρ=1.67g/mL）、硫酸（1+1）、氟化氫銨、過硫酸銨溶液、氟化鉀（200g/L）、硫代硫酸鈉溶液（100g/L）。

金屬鋅片：（ωzn≥99.99%）使用前表面無氧化，鋅用（1+9）HCl清洗1min，再用水和丙酮沖洗，并在50℃烘箱中烘干。

六次甲基四胺緩沖溶液（PH=5-6）：稱取40g六次甲基四胺于200mL水中，加入10mL HCl，稀釋至1000mL。

EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（0.1moL/L）：稱取37.2g乙二胺四乙酸二鈉，加水微熱溶解，冷卻至室溫，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻放置3d后標(biāo)定。

EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液標(biāo)定（g/mL）：稱取0.0700g金屬鋅，加入10mLHCl，低溫溶解，取下冷卻，加入20mL水，1mL硫酸鐵儲(chǔ)存液，按照1.2操作步驟分析滴定，計(jì)算單位體積EDTA相當(dāng)于鋅的質(zhì)量，隨同標(biāo)定作空白試驗(yàn)。

二甲酚橙指示劑（5g/L），限兩周內(nèi)使用。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

稱取0.2000g試樣于250mL燒杯中，加少量水潤濕，加入0.5g氟化氫銨，加入15mL鹽酸低溫加熱溶解驅(qū)趕硫化氫5min～10min，加入5mL硝酸至試料分解完全。加入5mL（1+1）硫酸繼續(xù)加熱至1mL～2mL左右（若試料中含碳較高時(shí)，可加熱至冒白煙時(shí)取下冷卻，加入1mL～2mL高氯酸繼續(xù)加熱至1mL～2mL左右），取下放冷，用水吹洗燒杯壁，并稀釋至20mL左右（如溶液中含鐵較低，適當(dāng)補(bǔ)加硫酸鐵儲(chǔ)存液使溶液中含鐵量約為20mg），5mL過硫酸銨溶液，加熱煮沸至冒大氣泡，徹底破壞過量的過硫酸銨，取下冷卻至室溫[4]。用1+1氨水調(diào)至出現(xiàn)紅色沉淀，加入飽和氟化氫銨溶液調(diào)至紅色褪去，并過量10mL，加入30mL六次甲基四胺緩沖液，5mL氟化鉀溶液，10mL硫代硫酸鈉溶液，2g碘化鉀，搖勻溶解，滴加2d二甲酚橙指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至溶液由紫紅色色變成亮黃色即為終點(diǎn)。

1.3 結(jié)果計(jì)算

式中：

ω（Zn）為鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）；

T-單位體積EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于鋅的質(zhì)量g/mL；

m-試樣的質(zhì)量g；

V-滴定試樣所消耗的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積mL；

V0-滴定空白所消耗的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積mL。

2 結(jié)果與討論

2.1 PH指示劑

Fe3+在PH＞2時(shí)就開始沉淀，PH=3.7時(shí)沉淀完全，與甲基橙指示劑調(diào)節(jié)的PH相當(dāng)，而且甲基橙調(diào)節(jié)PH時(shí)，會(huì)造成終點(diǎn)顏色加深不易識(shí)別。所以實(shí)驗(yàn)選1+1氨水調(diào)節(jié)至Fe3+沉淀完全來指示溶液PH，飽和氟化氫銨掩蔽Fe3+，僅以二甲酚橙指示劑指示滴定終點(diǎn)，終點(diǎn)顏色清晰易辨識(shí)。

2.2 鐵的干擾消除

國標(biāo)法在氨水-氯化銨溶液中使鐵生成氫氧化鐵沉淀過濾分離鐵，通過實(shí)驗(yàn)測定沉淀和濾紙中的鋅量，發(fā)現(xiàn)氫氧化鐵沉淀會(huì)吸附和包裹一定量的鋅，使結(jié)果偏低，濾液體積大，PH不易控制，需加熱濃縮至小體積，操作繁雜費(fèi)時(shí)。本文采用飽和氟化氫銨掩蔽鐵，無需沉淀過濾，簡化操作，且有效避免了氫氧化鐵沉淀對(duì)鋅的吸附和包裹[5]。通過實(shí)驗(yàn)觀察過量不同體積的飽和氟化氫銨對(duì)滴定終點(diǎn)判斷的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 飽和氟化氫銨加入量實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明飽和氟化氫銨過量10mL時(shí)可以將鐵完全掩蔽，終點(diǎn)敏銳易于觀察。

2.3 鎘的干擾消除

鎘的化學(xué)性質(zhì)和鋅十分相似，沉淀分離不能消除鎘的干擾，故國標(biāo)法中測定的是鋅鎘合量，需重新測定鎘量才能再計(jì)算鋅量，過程繁瑣，工作量大[6]。本文通過加入碘化鉀使鎘被碘離子絡(luò)合而不與EDTA絡(luò)合，通過實(shí)驗(yàn)確定碘化鉀的最佳加入量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)?shù)饣浀募尤肓繛?g時(shí)，能有效消除鎘的干擾，達(dá)到直接測定鋅的目的。

表2 碘化鉀加入量實(shí)驗(yàn)

2.4 精密度和準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

按照實(shí)驗(yàn)方法對(duì)國家標(biāo)準(zhǔn)樣品ZBK400進(jìn)行10次平行測定，測定值與國家標(biāo)準(zhǔn)樣品推薦值進(jìn)行比較，分析結(jié)果見表3。數(shù)據(jù)表明ZBK400的測定值在誤差允許范圍內(nèi)，測定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.17，測定結(jié)果具有較好的精密度和準(zhǔn)確度。

表3 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)方法是在參考鋅精礦測定鋅量國標(biāo)方法的基礎(chǔ)上建立的適合本公司鋅精礦中鋅量的快速測定方法。試樣經(jīng)鹽酸、硝酸、硫酸、高氯酸分解后，采用飽和氟化氫銨掩蔽鐵，無需進(jìn)行沉淀過濾分離，避免了氫氧化物沉淀對(duì)鋅的吸附和包裹。

加入碘化鉀掩蔽鎘，測定結(jié)果直接為鋅量，無需再重新分析鎘量。極大的簡化了操作流程，提高工作效率，方法的準(zhǔn)確度和精密度良好，保證了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，較好的滿足了生產(chǎn)需求。