铜矿石中铜的容量法测定基准替换与应用

李 力

（湖南省有色地质勘查局二四五队测试中心，湖南 吉首 416007）

铜矿石中铜的容量法测定基准替换与应用

李 力

（湖南省有色地质勘查局二四五队测试中心，湖南 吉首 416007）

用铜基准溶液和重铬酸钾基准溶液标定硫代硫酸钠溶液对铜的滴定度，再将标定结果用于铜矿石中铜的容量法测定中，多个被测样品测定结果非常吻合，其相对标准偏差1.17%～5.983%。

铜矿石；容量法测定；基准替换；应用

铜矿石中铜的容量法测定是目前广泛使用的经典分析方法之一，它被普遍使用于生产企业，特别是试验条件相对较差的偏僻的矿山企业中，由于铜基准溶液配制较繁琐，给分析测试工作带来了很多不便。为解决生产中铜基准溶液的替换可能与应用效果，经过大量试验，笔者提出了用重铬酸钾基准溶液标定硫代硫酸钠溶液浓度，再经换算获得硫代硫酸钠溶液对铜的滴定度，替代用铜基准溶液直接标定硫代硫酸钠溶液的滴定度，以此测定铜矿石中铜的质量分数，取得了很好的效果，有一定的应用前景。

1 试验部分

1.1 主要试剂

1.醋酸铵溶液，500 g／L。

2.碘化钾溶液，500 g／L。

3.硫氰化钾溶液，500 g／L。

4.冰乙酸，1＋3。

5.硝酸，1＋1。

6.硫酸，1＋1。

7.铜标准溶液（ρCu＝1.00 mg／mL）：称取1.000 0 g金属铜片（铜片：纯度大于99.99%，先用1 ＋3的冰乙酸微沸洗净表面，用水和无水乙醇洗涤干净，烘干后备用）于500 mL的烧杯中。加入40 mL （1＋1）硝酸，盖上表面皿。置于电热板上低温处，加热使其全部溶解。稍冷后加入10 mL（1＋1）硫酸，继续加热至冒硫酸烟，并保持5 min，取下冷却；用水吹洗表面皿及杯壁，继续加热至冒硫酸烟，并保持5 min，取下冷却，加入100 mL水，加热溶解盐类，取下冷却至室温后，移入1 000 mL的容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

8.重铬酸钾标准溶液（0.010 20 mol／L）：称取0.500 0 g预先在120℃烘干至恒重的基准重铬酸钾于200 mL的烧杯中，加少量水溶解后，移入1 000 mL的容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

9.硫代硫酸钠标准溶液（0.01 mol／L）：称取2.5 g硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O）溶解于200 mL水中，加入0.1 g碳酸钠，储存于棕色瓶中。

10.淀粉指示剂，5 g／L，现用现配。

1.2 试验方法

1.2.1 硫代硫酸钠标准溶液的标定

1.2.1.1 铜基准溶液标定法

移取25.00 mL（V0）ρCu＝1.00 mg／mL的铜标准溶液于300 mL的碘量瓶中，加水30 mL、加20 mg Fe3＋并混匀，用醋酸铵溶液（500 g／L）中和至出现棕红色，加入1 g氟化氢铵，摇匀使红色消失，加2 mL碘化钾溶液（500 g／L），用硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色，加2 mL硫氰化钾溶液（500 g／L）、2 mL淀粉溶液（5 g／L），继续用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色刚消失为终点。记录消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积V1。硫代硫酸钠标准溶液对铜的滴定度按下式计算：

式中：ρCu为铜标准溶液的浓度／mg·mL－1；V0为移取的铜基准溶液的体积／mL；V1为用铜基准溶液标定时消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积／mL；TCu1为用铜基准溶液标定所得硫代硫酸钠标准溶液对铜的滴定度／g·mL－1。

1.2.1.2 重铬酸钾基准标定法

移取25.00 mL 0.010 20 mol／L的重铬酸钾基准溶液于300 mL的碘量瓶中，加50 mL水、5 mL（1＋1）盐酸、2 g碘化钾，摇匀。盖上碘量瓶盖，置暗处10 min后，用硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色，加2 mL淀粉溶液（5 g／L），继续用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色刚消失为终点。记录消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积V2。硫代硫酸钠标准溶液对铜的滴定度按式下式计算：

式中：C为重铬酸钾基准溶液的浓度／mol·L－1；V0为移取的重铬酸钾基准溶液的体积／mL；V2为用重铬酸钾基准溶液标定时消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积／mL；0.063 55为铜的毫摩尔质量／g·mmol－1；TCu2为用重铬酸钾基准溶液标定所得硫代硫酸钠标准溶液对铜的滴定度／g·mL－1。

1.2.2 试样的测定

称取0.1～0.5 g试样（精确至0.000 1 g）于300 mL的碘量瓶中，加10 mL盐酸，加热分解2～3 min，加入3 mL硝酸继续加热分解完全并蒸发至近干，加入2 mL盐酸反复蒸干两次，加1 mL盐酸、10 mL水、0.1 g尿素加热至盐类完全溶解，取下冷却5 min左右，用醋酸铵溶液（500 g／L）中和至出现棕红色，加入1 g氟化氢铵，摇匀使红色消失，加2 mL碘化钾溶液（500 g／L），用硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色，加2 mL硫氰化钾溶液（500 g／L）、2 mL淀粉溶液（5 g／L），继续用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色刚消失为终点。记录消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积V。

1.2.3 试样分析结果的表述与计算

铜基准溶液标定法分析结果的表述与计算，按式（3）进行：

式中：ω为试样中铜质量百分数／%；TCu1为用铜基准溶液标定所得硫代硫酸钠标准溶液对铜的滴定度／g·mL－1；V为试样滴定消耗硫代硫酸钠标标准溶液的体积／mL；m为称取试验样品的质量／g。

重铬酸钾基准溶液标定法分析结果的表述与计算，按式（4）进行：

式中：ω为试样中铜质量百分数／%；TCu2为用重铬酸钾基准溶液标定所得硫代硫酸钠标准溶液对铜的滴定度／g·mL－1；V为试样滴定消耗硫代硫酸钠标标准溶液的体积／mL；m为称取试验样品的质量／g。

2 结果与讨论

2.1 不同基准溶液对硫代硫酸钠标准溶液的标定

铜基准溶液与重铬酸钾基准溶液对于同一硫代硫酸钠标准溶液进行标定，结果见表1。

表1不同基准溶液对硫代硫酸钠标准溶液的标定值

从上述两种基准溶液标定所得硫代硫酸钠标准溶液对铜的滴定度TCu1、TCu2可以看出，数值非常接近，故用重铬酸钾基准来替换铜基准可行，能够实际应用。

2.2 不同标定方法

铜基准溶液标定值与重铬酸钾基准溶液标定值对于同一试样测试，测定结果的对照见表2。

表2 不同标定方法试验结果 %

2.3 方法的精密度

以同样的方法对同一样品进行10次平行测定，计算相对标准偏差，结果见表3、表4。

表3 铜基准溶液标定法测定样品中铜含量的分析结果表 %

表4 重铬酸钾基准溶液标定法测定样品中铜含量的分析结果表 %

3 结 论

1.同一硫代硫酸钠标准滴定溶液用不同的基准溶液进行标定，所得滴定度非常吻合，铜基准溶液用重铬酸钾基准溶液替换可行。

2.用基准重铬酸钾替代铜基准标定硫代硫酸钠标准滴定溶液对铜的滴定度，对交通条件不便的野外、边远矿山企业具有很强的现实意义和帮助作用。

3.该方法操作简便、快速，结果准确、可靠。

4.该方法适用于铜质量百分数ωCu＞0.1以上的矿中铜含量的测定。

［1］ 《岩石矿物分析》编委会.岩石矿物分析（第四版－第三分册）［M］.北京：地质出版社，2011.24－28.

［2］ GB／T14353.1—2010，铜矿石、铅矿石和锌矿石化学分析方法铜量的测定［S］.

［3］ GB／T3884.1—2000，铜精矿化学分析方法铜量的测定［S］.

［4］ YS／T318—2007，铜精矿［S］.

Standard Replacement and Application of Copper Volumetric Method in Copper Ore

LI Li

（Hunan Nonferrous Geological Prospecting Bureau of the 245 Team Test Center，Jishou 416007，China）

Copper standard solution of potassium dichromate and reference solution calibrated titration of sodium thiosulfate solution of copper，then the calibration results was applied to the volumetric determination of copper in copper ore.Multiple samples to be measured were in very good agreement with the results，and the relative standard deviation is 1.17%～5.98%.

copper ores；volumetric method；benchmark replacement；application

TG115.3＋1

A

1003－5540（2015）05－0071－03

2015－07－16

李 力（1985－），男，工程师，主要从事地质实验测试，冶金、化工和环保分析测试工作。