鋅精礦中鋅鐵的連續(xù)測(cè)定

鋅精礦通常是指含有鋅礦石或鉛鋅礦經(jīng)過一系列工藝及技術(shù)手段制備而成的符合國家標(biāo)準(zhǔn)且含鋅量較高的一類礦石。鐵是鋅精礦中主要組分之一，也是影響鋅精礦質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，因此準(zhǔn)確測(cè)定鋅精礦中的鋅、鐵十分重要。采用國家標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定鋅精礦中鋅、鐵時(shí)，需單獨(dú)溶樣，步驟繁瑣、流程長，不僅耗時(shí)，而且浪費(fèi)試劑。在鋅精礦當(dāng)中，鋅和鐵是重要的組成成分，是應(yīng)用廣泛的工業(yè)原材料。鋅和鐵的量關(guān)系著鋅精礦的質(zhì)量以及浮選指標(biāo)，因此采用合適的方法分析并測(cè)定鋅精礦中鋅和鐵量是非常重要的。硫酸鈰滴定法測(cè)定鐵結(jié)果不穩(wěn)定，重鉻酸鉀法對(duì)環(huán)境污染較大。按照國標(biāo)方法測(cè)定鋅精礦中鋅鐵含量需要對(duì)樣品進(jìn)行單獨(dú)溶解，操作比較復(fù)雜，流程和時(shí)間都較長，而且造成了實(shí)驗(yàn)藥品和試劑的浪費(fèi)，不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求。研究鋅精粉中鐵、鋅的連續(xù)測(cè)定時(shí)，采用重鉻酸鉀滴定法滴定鐵，存在過程繁瑣、干擾因素多等問題。

3.1.1 “農(nóng)業(yè)+科技創(chuàng)新”：創(chuàng)新多功能模式，打造特色種植產(chǎn)業(yè) 農(nóng)業(yè)發(fā)展的根本出路在于科技進(jìn)步，而科技作為當(dāng)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的第一要素及重大生產(chǎn)力，發(fā)展農(nóng)業(yè)必須規(guī)劃立足農(nóng)業(yè)科技之根本，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)間的關(guān)聯(lián)性，建立新型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化試驗(yàn)基地，加大先進(jìn)科技的融入與引用，加快田園綜合體的產(chǎn)業(yè)融合，更快實(shí)現(xiàn)綠色、高效的生產(chǎn)與發(fā)展。

當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)生的能量足以加熱燃料到能發(fā)生有效碰撞時(shí)，又有足夠密度，反應(yīng)繼續(xù)，“自恃反應(yīng)”將實(shí)現(xiàn)。這里有幾個(gè)條件必需具備：(1)燃料的補(bǔ)充；(2)足夠的溫度；(3)足夠的密度。

按照國標(biāo)方法測(cè)定鋅精礦中鋅鐵含量需要對(duì)樣品進(jìn)行單獨(dú)溶解，操作比較復(fù)雜，流程和時(shí)間都較長，而且造成了實(shí)驗(yàn)藥品和試劑的浪費(fèi)，不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求。目前，分析中采用的比較成熟的鋅量測(cè)定方法通常為EDTA滴定法，比較常用的鐵量測(cè)定方法主要有重鉻酸鉀、硫酸鈰、EDTA滴定法

。

1 實(shí)驗(yàn)試劑的配制及實(shí)驗(yàn)方法

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

NH

F、濃HCL、濃HNO

、H

SO

、NH

Cl、NH

·H

O、EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液、200g/L的(NH

)

S

O

溶液、2%NH

Cl-NH

·H

O洗滌液、抗壞血酸、100g/L的磺基水楊酸、pH5.5的CH

COOH-CH

COONa緩沖液、KF溶 液、100g/L的Na

S

O

、5g/L的二甲酚橙指示劑。所有實(shí)驗(yàn)試劑均為分析純或優(yōu)級(jí)純。

由表2可知：當(dāng)?shù)味囟冗^低時(shí)，滴定終點(diǎn)延后，鐵測(cè)定結(jié)果偏高。當(dāng)?shù)味囟冗^高時(shí)，磺基水楊酸分解，產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差。綜合各方面因素考慮，本實(shí)驗(yàn)選擇70℃～80℃作為鐵滴定的溫度條件。

1.2.1 Na

EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的配制

1.2 Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的配制與標(biāo)定

鋅標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：制備終濃度為2.00mg/mL的鋅標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。稱取2.0000g金屬鋅，放置在燒杯中，加入20mL的HCL（50%）溶液，蓋上表面皿防止蒸發(fā)，加熱至溶解狀態(tài)，轉(zhuǎn)移到1L容量瓶中，加二次蒸餾水定容至刻度。

準(zhǔn)確稱取0.2000g樣品于燒杯中，加少量水使其濕潤，然后加入1g NH

F、15mL濃HCL，蓋上表面皿，在低溫下放置5min溶解，目的是去除H

S。取出燒杯，接著加入10mL濃HNO

，加熱5min使其充分溶解，取出燒杯冷卻后，加入5mL H

SO（

50%）溶液，繼續(xù)加熱直至近干狀態(tài)，取出燒杯冷卻。加入20mL稀H

SO

（10%），加熱直至充分溶解，取下燒杯，稍冷，用蒸餾水反復(fù)沖洗表面皿和燒杯的杯壁。

吸取20mL鋅標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，加入30mL pH5.5的CH

COOH-CH

COONa緩沖液、50mL二次蒸餾水，4滴二甲酚橙指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，當(dāng)溶液顏色逐漸由紫紅色變成亮黃色則停止滴定。計(jì)算EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。C

=ρ

V

/M

。其中ρ

和V

分別為鋅標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液的質(zhì)量濃度和體積，M為Zn的摩爾質(zhì)量，V

為EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定體積。

1.2.2 Na

EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的標(biāo)定

學(xué)生的學(xué)習(xí)應(yīng)該是一種發(fā)現(xiàn)式的學(xué)習(xí)，即學(xué)生應(yīng)該在教師的引導(dǎo)下，自己去探索、去發(fā)現(xiàn)，而不是單純地按照教師的指示機(jī)械地執(zhí)行，失去主動(dòng)性，成為一個(gè)接收者.教師應(yīng)該為學(xué)生創(chuàng)設(shè)合適的情境，讓其能夠在知識(shí)的海洋中主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)問題，積極地思考解決問題，并不斷地復(fù)習(xí)、鞏固、總結(jié)知識(shí)，這樣學(xué)生才能更好地學(xué)習(xí)，這也和美國教育學(xué)家布魯納提出的發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)概念相吻合.

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱取186gNa

EDTA于燒杯中，稍微加熱至溶解狀態(tài)，晾涼至室溫后轉(zhuǎn)移到10L的配制瓶中，加二次蒸餾水定容至10L。室溫下放置3天后再進(jìn)行標(biāo)定。

1.3.1 鋅的測(cè)定

加 入4g NH

Cl，5mL(NH

)

S

O

溶 液 至 燒 杯 中，加NH

·H

O中和，直至沉淀完全析出，多加10mL NH

·H

O，加熱2min，趁熱用定性濾紙迅速過濾，用熱的NH

Cl-NH

·H

O洗滌液沖洗燒杯和沉淀各3次，沖洗時(shí)保持熱的環(huán)境，將濾液放置在另外的燒杯內(nèi)。重復(fù)1次以上過程，將兩次操作所得濾液混合，留取沉淀以備用。將濾液濃縮至50mL～70mL，冷卻到室溫。加入0.1g抗壞血酸、20mL CH

COOH-CH

COONa緩沖液、5mLKF溶液、10mL(NH

)

S

O

溶液，混合均勻，加入4滴二甲酚橙指示劑，用Na

EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行滴定，當(dāng)溶液顏色逐漸由紫紅色變成亮黃色則停止滴定，記下讀數(shù)，計(jì)算得到鋅、鎘總量，再減去原子吸收光譜法測(cè)得的鎘量，得到鋅量

。

1.3.2 鐵的測(cè)定

用熱HCL（50%）溶解獲取的沉淀，熱水與熱稀HCL（10%）交替，多次沖洗濾紙，直至呈現(xiàn)無色，所得溶液在低溫條件下蒸至1mL～2mL。加水至120mL，用NH

·H

O中和，直到Fe(OH)

沉淀剛剛出現(xiàn)，加入HCL（10%），控制溶液的pH值在1.3～1.9范圍內(nèi)，加熱至接近沸騰，取下燒杯。加入1mL磺基水楊酸，用Na

EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行滴定，當(dāng)溶液顏色逐漸由紫紅色變成亮黃色，停止滴定，記下讀數(shù)，計(jì)算鐵量。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 鐵滴定酸度

在不同的pH值的條件下，鐵與磺基水楊酸形成不同的絡(luò)合物

。若pH偏小，兩者的絡(luò)合能力較弱。若pH偏大，鐵和鋁易水解使溶液渾濁，從而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。本實(shí)驗(yàn)控制的pH值為＜1.0，1.38，1.59，1.82，2.08，3.02，在此條件之下，鐵與磺基水楊酸形成了紫紅色的絡(luò)合物，不同pH值條件下鐵測(cè)定結(jié)果見表1。由表1可知：當(dāng)pH過高時(shí)，鐵測(cè)定結(jié)果偏低。當(dāng)pH在1.38～1.82范圍內(nèi)，鐵測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相吻合。當(dāng)pH＜1.0時(shí)，無紫紅色的絡(luò)合物產(chǎn)生。綜合各方面因素考慮，本實(shí)驗(yàn)控制溶液的pH值在1.3～1.9范圍之內(nèi)。

在室溫條件下，鐵與EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液形成絡(luò)合物的速度較慢，因此要趁熱進(jìn)行鐵的滴定。吸取25mL 1mg/mL的鐵標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，在不同的溫度條件下進(jìn)行滴定，鐵測(cè)定結(jié)果見表2所示。

2.2 鐵滴定溫度

桑干河流域地處內(nèi)陸高原，屬北溫帶較干燥的大陸性氣候，受季風(fēng)影響強(qiáng)烈，并具有山區(qū)氣候特征。根據(jù)山陰縣縣城氣象站資料，多年平均降水量362.4 mm，主要集中在7～8月份，多年平均氣溫7.6℃，年內(nèi)1月份平均氣溫最低，7月份平均氣溫最高，多年平均風(fēng)速為2.6 m/s，汛期最大風(fēng)速達(dá)20.0 m/s，多年平均蒸發(fā)量為1 967 mm，最大凍土深為1.47 m，無霜期為171 d，出現(xiàn)大風(fēng)天數(shù)為17.4 d。

氟化銨、濃鹽酸、濃硝酸、硫酸、氯化銨、氨水、EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液、抗壞血酸、過硫酸銨溶液(200g/L)、氯化銨－氨水洗滌液(2%)、磺基水楊酸(100g/L)、乙酸－乙酸鈉緩沖溶液(pH=5．5)、氟化鉀溶液(200g/L)、硫代硫酸鈉溶液(100g/L)、二甲酚橙指示劑(5g/L)。

“我永遠(yuǎn)愛她。一個(gè)長期單身的男人，對(duì)婚姻談不上什么真知灼見，好比一個(gè)體操運(yùn)動(dòng)員，在長期中斷訓(xùn)練之后，技藝生疏，已無膽量重返賽場。我忘不了她。她帶走了我的愛，我連愛的能力都喪失了?！?/p>

2.3 本方法的準(zhǔn)確度和精密度驗(yàn)證

本研究采用國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)BY0110-1和GBW07168進(jìn)行準(zhǔn)確度和精密度的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。每個(gè)樣品平行測(cè)定3次，結(jié)果見表3所示。

由表3可知，本方法測(cè)定結(jié)果的相對(duì)誤差（RE）為0.21%～1.75%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.1%～1.21%，本方法的準(zhǔn)確度和精密度均符合要求。

2.4 方法的比對(duì)

分別采用本研究的方法與GB/T 8151.1-2012中鋅量測(cè)定方法以及GB/T 8151.3-2012中鐵量測(cè)定方法，對(duì)同一鋅精礦樣品進(jìn)行鋅鐵含量測(cè)定的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表4所示。由結(jié)果可知，本方法與國標(biāo)方法中鋅和鐵量測(cè)定的結(jié)果無明顯差別，二者之間的差值要小于國標(biāo)方法中規(guī)定的再現(xiàn)性限，說明采用本方法測(cè)定鋅鐵的結(jié)果準(zhǔn)確并且可靠。

（4）實(shí)習(xí)單位應(yīng)按實(shí)習(xí)協(xié)議指定人員負(fù)責(zé)學(xué)生的頂崗實(shí)習(xí)指導(dǎo)。實(shí)習(xí)單位負(fù)責(zé)人員對(duì)學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中的主要表現(xiàn)，在實(shí)習(xí)鑒定表中寫出實(shí)習(xí)鑒定意見并評(píng)定成績、加蓋單位公章。

3 結(jié)語

分析方法的選擇要與日常的生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，在保證準(zhǔn)確性的前提之下，要盡可能選取那些簡單并且有效的方法。本文建立了鋅精礦中鋅鐵的連續(xù)測(cè)定方法，鐵滴定酸度pH值在1.3～1.9范圍內(nèi)，滴定溫度選擇為70℃～80℃。本方法采用HCL，HNO

，NH

F，H

SO

溶解檢測(cè)樣品，加入NH

·H

O實(shí)現(xiàn)了沉淀的分離。濾液經(jīng)過處理以后，采用Na

EDTA滴定法測(cè)定鋅含量。沉淀經(jīng)過處理以后，采用Na

EDTA滴定法測(cè)定鐵含量。

本文所述方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)待檢測(cè)樣品的一次性溶解，能同時(shí)進(jìn)行鐵和鋅的標(biāo)定，不需要再配制試劑進(jìn)行兩次標(biāo)定，確保了實(shí)驗(yàn)流程的簡化及實(shí)驗(yàn)時(shí)間的縮短，降低了實(shí)驗(yàn)所需的成本，且測(cè)定的結(jié)果與國標(biāo)方法吻合良好。

[1]王素梅,王東杰,張?bào)K明,等.重鉻酸鉀滴定法測(cè)定硼鐵合金中全鐵[J].冶金分析,2014,34(6):68-70.

[2]董亦斌,束嘉秀,王素萍.硫酸鈰滴定法測(cè)定鐵礦石中鐵[J].冶金分析,2003,23(3):57-58.

[3]吳雪英,魏雅娟,劉曉玲,等.EDTA滴定法測(cè)定再生鋅原料中鐵[J].冶金分析,2016,36(5):53-57.

[4]丁秦.礦石中鉛鋅快速絡(luò)合滴定法[J].分析實(shí)驗(yàn)室,2004,23(7):63-65.

[5]何之華,楊文賦,覃常福.異級(jí)礦中鋅EDTA容量分析法的改進(jìn)[J].云南地質(zhì),2009，28(1):95-98.

[6]符斌,李華昌,馮先進(jìn),等.有色冶金分析手冊(cè)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2008.