礦石銅量測(cè)定中改進(jìn)型碘量法的應(yīng)用分析

范廣勤

摘 要：銅的存在較為復(fù)雜，其存在于各種礦石當(dāng)中，因此在礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中對(duì)其含量的測(cè)定非常重要，關(guān)系到銅礦資源的價(jià)值及開(kāi)采方法與日后收益。在測(cè)定礦石中銅量的測(cè)定中，碘量法是常用的經(jīng)典方法，已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。但由于采用該法進(jìn)行測(cè)量過(guò)程中，存在碘的揮發(fā)以及碘化銅沉淀對(duì)碘的吸附而造成的誤差問(wèn)題。為了有效的減少和避免此類(lèi)情況的出現(xiàn)，將聚乙烯醇表面活性劑加入，通過(guò)改進(jìn)型碘量法對(duì)礦石中銅含量進(jìn)行測(cè)定取得滿意的結(jié)果。現(xiàn)報(bào)告如下。

關(guān)鍵詞：碘量法；改進(jìn)型；銅量；測(cè)定

現(xiàn)在的社會(huì)發(fā)展對(duì)于各種金屬都有較多的利用，其中銅以其優(yōu)良的導(dǎo)電功能，被廣泛的應(yīng)用于電子系統(tǒng)、通訊設(shè)備中。銅在自然界中與其他物質(zhì)結(jié)合在一起而存在。但一塊礦石中往往富含除了銅以外的多種元素，同時(shí)，礦石中的物質(zhì)含量又較多，其結(jié)構(gòu)又非常復(fù)雜，因此，對(duì)其成分以及含量進(jìn)行分析測(cè)試，才能對(duì)礦石中的銅進(jìn)行有效合理的利用。而在測(cè)定礦石中銅量的測(cè)定中，碘量法作為測(cè)定銅的經(jīng)典方法，在地質(zhì)、冶金等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。但該方法的具體應(yīng)用過(guò)程中，常常存在碘的揮發(fā)和碘化銅沉淀對(duì)碘的吸附所引起的誤差問(wèn)題，通過(guò)大量的研究實(shí)驗(yàn)提出改進(jìn)方案，即在聚乙烯醇存在下碘量法測(cè)定銅，增大了碘化銅沉淀的溶解度；聚乙烯醇與碘生成較穩(wěn)定的絡(luò)合物，減小了碘的揮發(fā)損失，操作簡(jiǎn)單；聚乙烯醇可直接代替淀粉作指示荊，成本低廉。

1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與分析

稱取銅樣品（原礦）1g于400ml燒杯中，加入10ml鹽酸低溫溶解20分鐘，再加入20ml硝硫混酸溶解，加熱分解完全并蒸至濃白煙冒出，若試樣中含硫量較高時(shí)，需加適量硝硫混酸處理至無(wú)黑色殘?jiān)?，繼續(xù)加熱蒸干，冷卻，用水沖洗杯壁及表面皿，加水至30ml，加入尿素0.5g，蓋上表面皿，置于電熱板煮沸，使鹽類(lèi)完全溶，取下冷卻，向溶液中滴加氨水中和至鐵沉淀完全，視鐵量加氟化氫銨2～3g，搖動(dòng)使氫氧化鐵沉淀全部溶解，用少量水沖洗杯壁，向試液中加入KI2～3g搖勻，搖動(dòng)使其溶解，然后加入聚乙烯醇，溶液變?yōu)榧t色，用已知滴定度的硫代硫酸鈉滴定，繼續(xù)滴至淺紅色，加硫氰酸鉀0.5～1g，搖勻，再滴至溶液顏色消失為終點(diǎn)。

由于聚乙烯醇是一種高分子有機(jī)化合物，既不溶于冷水，也不溶于大多數(shù)的有機(jī)溶劑，能和極其微量的碘發(fā)生反應(yīng)，在水溶液里，它遇碘顯紅色，當(dāng)?shù)夂亢艿蜁r(shí)，紅色依然顯著，而使用淀粉進(jìn)行滴定時(shí)，溶液會(huì)顯出藍(lán)色，但是人眼對(duì)紅色的敏感程度高于藍(lán)色，因此在終點(diǎn)的判斷上，使用聚乙烯醇作為指示劑將更具操作性。

然后將本法與標(biāo)準(zhǔn)方法分別進(jìn)行銅回收試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)本法測(cè)定Cu2+含量的平均值與標(biāo)準(zhǔn)方法的平均值幾乎相等，而且比標(biāo)準(zhǔn)法得到的Cu2+含量還高。由此可見(jiàn)，本法的在測(cè)量銅含量時(shí)是可行的。

碘量法測(cè)定銅中常常有兩類(lèi)現(xiàn)象會(huì)對(duì)銅含量產(chǎn)生干擾，一類(lèi)是在實(shí)驗(yàn)條件下能夠與碘離子生成沉淀的物質(zhì)；另一類(lèi)是能夠?qū)⒌怆x子氧化或者還原出碘的物質(zhì)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該充分考慮這兩方面的因素，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中排除這些因素的干擾。由于銅礦石中常常含有鐵、鉛等雜質(zhì)，因而在碘量法的測(cè)量中必須先分離出干擾物質(zhì)，據(jù)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e3+能夠?qū)⒌怆x子氧化成碘，使Cu2+的測(cè)定結(jié)果偏高，需要加NH4HF2，而且實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)Mn2+、Zn2+、Sn等離子均不干擾Cu2+的測(cè)定，在Pb2+含量不高時(shí)，也不干擾Cu2+的測(cè)定。

2 結(jié)論

現(xiàn)在聚乙烯醇作為碘量法的一個(gè)新指示劑已經(jīng)逐步運(yùn)用到實(shí)踐分析之中，聚乙烯醇既不溶于冷水，也不溶于大多數(shù)的有機(jī)溶劑，它是是一種高分子有機(jī)化合物，在配置聚乙烯醇溶液時(shí)，可以先在20℃左右的冷水中進(jìn)行分散使其溶脹，然后可以根據(jù)它的醇度選擇與之相適合的溫度，其中聚乙烯醇的醇解度為88.1±1.4%，要在95℃的環(huán)境中才能溶解。由于溫度對(duì)于試劑的配置也很重要，因而在配置時(shí)要控制好溫度，溫度過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)對(duì)聚乙烯醇的顯色效果有不良的影響，因而在溶解的過(guò)程中應(yīng)該做到邊攪拌邊加熱，加熱過(guò)程要緩慢進(jìn)行，待完全溶解之后，在該溫度下保持兩個(gè)小時(shí)后即可使用。淀粉指示劑受銅礦性質(zhì)的變化會(huì)呈現(xiàn)出不同的判定結(jié)果，而且由于銅礦自身的品質(zhì)特點(diǎn)，造成了樣品顏色也各不相同，當(dāng)樣品顏色與藍(lán)色接近的時(shí)候，更加難以判斷滴定時(shí)候的結(jié)果，這時(shí)候依靠操作者的技術(shù)水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累等，這往往會(huì)造成誤差，而且，配置好的淀粉溶液不能夠長(zhǎng)期保存，當(dāng)溫度升高時(shí)，淀粉的靈敏度會(huì)降低，也易受到微生物的分解，這些弊端都嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，因而要找到更好的替代品。

用淀粉作為指示劑的過(guò)程中，當(dāng)銅樣品溶液在滴到淺黃色時(shí)，可以加入5g/L的淀粉5ml，這時(shí)將立即顯示出深藍(lán)色，然后繼續(xù)加熱硫代硫酸鈉溶液，觀察溶液的顏色變化，若藍(lán)色逐漸變淺，最后直到藍(lán)色消失時(shí)可以視為滴定到達(dá)終點(diǎn)，當(dāng)藍(lán)色消失時(shí)，溶液的變化情況不容易被觀察到，這將影響對(duì)于溶液滴定終點(diǎn)的判定。當(dāng)用聚乙烯醇作為指示劑的過(guò)程中，當(dāng)加入5%聚乙烯醇5ml時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)溶液此時(shí)會(huì)由淺黃色逐漸變?yōu)榧t色，然后隨著硫代硫酸鈉溶液的不斷滴加，由于碘逐漸被反應(yīng)完，紅色將會(huì)逐漸變淺直到消失，相比使用淀粉時(shí)溶液顏色，當(dāng)紅色消失時(shí)就非常明顯，雖然淀粉和聚乙烯醇二者作為指示劑來(lái)說(shuō)，對(duì)于最終測(cè)出的平均值都接近標(biāo)準(zhǔn)值，但由于聚乙烯醇作為指示劑終點(diǎn)的判斷更為明顯，所以采用聚乙烯醇作為指示劑更好些。

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)于碘量法實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行研究，比較聚乙烯醇和淀粉對(duì)滴定實(shí)驗(yàn)的指示作用，由于淀粉作為指示劑時(shí)，滴定終點(diǎn)不容易被觀察到，因而采用聚乙烯醇對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)，使得滴定的判斷更加準(zhǔn)確、明顯，有利于提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

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