锌精粉中锌含量测定方法的改进

2015-12-12 01:35刘化静
新疆有色金属 2015年6期
关键词:精粉滴定法精矿

刘化静

(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局704队哈密839000)

锌精粉中锌含量测定方法的改进

刘化静

(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局704队哈密839000)

以盐酸、硝酸-氯酸钾体系分解样品,以二甲酚橙为指示剂,用EDTA标准溶液作滴定液测定锌精粉中锌含量。实验值均与标准推荐值相吻合,能满足日常生产要求。本法适用于锌精粉中锌含量的测定。

锌精粉改进滴定法

1 引言

世界锌资源较为丰富,中国锌矿产产量约翰全球总产量的占全球总产量的1∕5,精矿产量产全球总产量的1∕4「1」,随着国民经济的快速发展,锌矿石及其制品的用途越来越广泛,但自然条件下并不存在单一的锌金属矿床。通常情况下与铅、铜、金等金属以共生矿的形式存在,所以在对锌矿利用前需要一个加工提炼过程,为了控制冶炼过程和提高产品质量,需要对锌精矿中的锌含量进行分析。目前锌精矿中锌含量的测定多采用原子吸收光谱法[2~3],EDTA滴定法[4~6]、X射线荧光光谱法、极谱法等,其中的仪器分析多用于含量较低的样品,含量较高的样品一般多采用EDTA滴定法。EDTA滴定法是测定质量分数在1%以上锌精粉中的锌含量的常用方法。目前使用的国标方法「7」分析步骤繁杂、效率低、耗时长,不利于大批量样品的检测。本文在参照文献的础上,通过调整分析步骤,消除了容易产生误差的环节,使EDTA滴定法测定锌精矿中锌含量的国标方法得到了改进,缩短了检测周期,而且操作过程简便,易于掌握,锌精矿和标准物质的结果令人满意。

2 实验部分

2.1 标准溶液和主要试剂

2.1.1 EDTA标准溶液的配制和标定

(1)配制0.05mol∕L:称取18.6g乙二胺四乙酸二钠加水微热溶解,冷却至室温,移入1000mL容量瓶中,定容摇匀,放置3d后标定。

(2)标定「7」滴定前:称取3份0.1000g金属锌(ω≥99.99)置于400mL烧杯中加入10mL盐酸,盖上表面皿,低温溶解,取下冷却,加入20mL蒸馏水,1mL硫酸铁贮存液(100g∕L),用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为亮黄色为终点。随同标定做空白试验。按式(1)计算Na2EDTA标准滴定溶液的浓度:

式中:c为Na2EDTA标准滴定溶液的浓度mol∕mL;m1为称取金属锌质量g;65.38为锌的摩尔质量g∕mol;V1为标定时消耗Na2EDTA标准滴定溶液的体积mL;V2为标定时滴定空白溶液所小号的Na2EDTA标准滴定溶液的体积mL。

平行标定3份,结果保留4位有效数字,其极差值不大于8×10-3mol∕mL,取其平均值。

2.1.2 主要试剂

盐酸:ρ约1.19g∕mL;硝酸:ρ约1.42g∕mL;氨水:ρ约0.90g∕mL:氟化钾溶液:200g∕L;乙酸—乙酸钠缓冲溶液pH5.5;二甲酚橙指示剂:5g∕L;对硝基酚:3 g∕L;(NH)2SO4溶液:20g∕L,每升(NH)2SO4溶液含10 mL无水乙醇10mL氨水。

氯酸钾,硫脲均,硫酸铵为分析纯。

2.2 实验步骤

样品预先在105±5℃烘1h,置于干燥器中冷至室温「7」。准确称取0.2000~0.5000g试样于250mL烧杯中,用水冲洗杯壁,沿杯壁缓慢加入15mL盐酸,加盖表面皿,在电热板上加热分解10min左右,加入10mL硝酸,加热至样品完全分解,取下稍冷,用水冲洗杯壁,加入1g氯酸钾固体,继续加热至溶液体积为1~2mL,取下加入5~8g硫酸铵固体,搅拌至砂糖状,然后加入15mL氨水,冷却后加入5mL无水乙醇,2mLKF溶液,流水冷却,然后用定性滤纸过滤。用硫酸铵洗液(含有少量无水乙醇和氢氧化铵的溶液)洗涤6~7次。滤液加热煮沸赶去大部分氨,冷却至室温,加入两滴对硝基酚指示剂,用盐酸(1+1)中和至黄色消失,加入10mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液,0.2g硫脲,摇动至溶解,加入2~3滴二甲酚橙指示剂,用EDTA标准溶液滴定至亮黄色为终点。

2.3 分析结果的计算

锌含量以锌的质量分数ωZn计,数值以%表示,按式(2)计算:

式中:c为Na2EDTA标准滴定溶液的浓度mol∕mL;65.38为锌的摩尔质量g∕mol;V3为试液消耗Na2EDTA标准滴定溶液的体积mL;V2为空白溶液消耗的Na2EDTA标准滴定溶液的体积mL;m2为称取金属锌质量g;0.5861为镉量换算为锌量的系数;ωCd为由GB∕T8151.8测得的镉的质量分数。计算结果精确到小数点后两位。

3 结果与讨论

3.1 共存离子影响

铁、铅、锰、铜等大量干扰离子影响滴定结果。本法进行滴定时,用氨水沉淀分离铁锰(有过硫酸铵存在)低温加热煮沸,使锰生成MnO2沉淀;使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀,此时沉淀对锌的吸附很小,既消除了铁、锰离子的影响,又不干扰锌的测定。低温加热赶尽氨,有利于铜的掩蔽,且滴定前在pH值5~6的乙酸-乙酸钠缓冲介质中,视铜含量的高低加人硫脲固体,掩蔽铜离子。此时滤液清亮,终点变色敏锐,消除其干扰。铅含量大于10mg分离不完全,终点返色难观测,使结果偏高,加入氨水,锌在氨性介质中呈锌氨络离子状态与干扰元素铅分离完全,滤液清亮,终点变色明显,易观察,结果稳定。

3.2 样品分解的影响

锌精粉样品基本上呈黑色,分解时要不断摇动烧杯,将硝酸挥发完全,否则滤液将呈浅黄色,增加盐酸中和的难度,滴定终点不明显。

3.3 溶样酸的用量

当用GBW07168国标样品实验发现当盐酸,硝酸的用量小于10mL,试样不能达到有效的分解,溶样不完全,造成锌测定结果偏低;当盐酸、硝酸的用量大于20mL时,滴定终点突跃不明显,滴定结果误差偏大,通过本实验发现当盐酸用量为15mL、硝酸用量为10mL时锌的测定值可以获得满意结果。

3.4 酸度

当用(1+1)盐酸中和溶液时要注意用量,过量会导致锌含量结果偏低,所以在用盐酸中和时要逐滴加入,本文通过实验确认当pH值为7时,滴定结果满意。

3.5 精密度和准确度检验

按实验方法对国家标准样品(GBW07168)进行同等实验条件下9次测定,测定值与国家标准样品推荐值进行比较,分析结果(表1)。数据表明,GBW 07168的测定值在允许误差范围内,标准样品的测定值相对标准偏差均小于1%。

表1 精密度和准确度检验%

4 结语

对锌精矿中锌含量测定方法进行改进,简化了分析步骤,耗时短;此外通过多次实验,本方法消除了共存离子影响影响,对结果产生的酸度进行了严格控制,操作过程简便,易于掌握,可用于大批量样品的检测。

[1]何卫东,金邵祥.锌精粉中锌、铁含量的连续测定[J].贵州化工,2011,26(2):39-43.

[2]岩石矿物分析编委会.岩石矿物分析:第3分册[M].4版.北京:地质出版社,2011.

[3]林大泽,张永德,吴敏.有色金属矿石及其选冶产品分析[M].北京:冶金工业出版社,2007.

[4]李颜君.EDTA滴定法测定锌精粉中锌含量方法的改进[J].冶金分析,2014,34(7):47-50.

[5]孟亚东,孙洛新.EDTA滴定法测定锌的改进[J].冶金分析,2004,24(4):75-76.

[6]倪海燕.几种溶样方法在锌精粉测定中的探讨[J].化工时刊,2012,26(3):35-36.

[7]GB∕T8251.1-2012锌精矿化学分析方法锌量的测定[M].中国标准出版社,2012.

收稿:2015-03-23

10.16206∕j.cnki.65-1136∕tg.2015.06.019

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