Na2EDTA络合滴定法测定锌焙砂中的铁量

杨晓婷

（湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100）

Na2EDTA络合滴定法测定锌焙砂中的铁量

杨晓婷

（湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100）

锌焙砂经过氨水沉淀分离，Na2EDTA络合滴定法测定其中铁的含量，代替经典的重铬酸钾法测定锌焙砂中的铁含量，测定范围2.00%～20.00%，测定结果与重铬酸钾法对锌焙砂中铁含量的测定结果精密度、准确度是一致的，且可避免因铬等重金属对环境的污染及对人员的健康危害，操作简便快速，适合作为锌焙砂中铁量测定的分析方法。

Na2EDTA络合滴定法；锌焙砂；铁含量

锌焙砂是锌精矿经焙烧后所得的产物，主要含ZnO、ZnFe2O4等，用于锌的冶炼，是炼锌最主要的原料。在锌的生产贸易中至关重要，目前，国内外锌冶炼企业都在进行大量的锌焙砂生产和贸易。锌焙砂中铁含量作为一个衡量产品等级的重要指标，本文讨论了用Na2EDTA络合滴定法代替经典的重铬酸钾法测定锌焙砂中的铁含量［1］，避免了因铬等重金属对环境的污染及对人员的健康危害。

1 试验部分

1.1 试 剂

制备溶液和分析用水均为超纯水。

1.氯化铵。

2.氟化铵。

3.盐酸（ρ＝1.19 g／mL）。

4.硝酸（ρ＝1.40 g／m L）。

5.硫酸（ρ＝1.84 g／m L）。

6.氨水（ρ＝0.90 g／mL）。

7.盐酸（1＋1）。

8.盐酸（1＋11）。

9.氨水（1＋1）。

10.洗液：称取25 g氯化铵溶于500 mL水中，加入20 mL氨水（ρ＝0.90 g／mL），混匀。

11.磺基水杨酸溶液（100 g／L）。

12.铁标准溶液。配制：称取三氧化二铁基准物质1.429 7 g（预先在100～110℃干燥1～2 h并冷却至室温），置于300 mL烧杯中，加入10 m L盐酸（1＋1），低温加热至完全溶解，冷却，加入10 mL盐酸（1＋1），移入100 m L容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1 m L含10 mg铁。

标定：移取10.00 mL铁标准溶液于100 m L容量瓶中，加入10 mL盐酸（1＋1），用水稀释至刻度，混匀。此溶液1 m L含1 mg铁。

13.乙二胺四乙酸二钠（Na2EDTA）标准滴定溶液。配制：称取10.0 g Na2EDTA（C10H14N2O8Na2· 2H2O）于烧杯中，加入400 mL左右热水溶解，冷至室温。移入1 000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，放置三天后标定。

标定：移取5.00 mL铁标准溶液三份分别置于300 mL烧杯中，加水至约120 mL，用氨水（1＋1）中和至氢氧化铁沉淀出现，加入10 mL盐酸（1＋11），加热至60～80℃（近沸），取下，加入1mL磺基水杨酸溶液，趁热用Na2EDTA标准滴定溶液滴定至溶液由紫红色变为亮黄色为终点。三次标定结果的极差值应不大于0.000 01 g／mL。

随同标定做空白试验。

按式（1）计算Na2EDTA标准滴定溶液对铁的滴定系数：

式中：FFe为Na2EDTA标准滴定溶液对铁的滴定系数／g·mL－1；ρFe为铁标准溶液的质量浓度／g·mL－1；VFe为移取铁标准溶液的体积／mL；V1为标定时消耗Na2EDTA标准溶液的体积／m L；V0为标定时空白试验溶液消耗Na2EDTA标准溶液的体积／m L。

1.2 试样分析

1.2.1 试验样品的预处理

样品应通过0.100 mm孔筛。样品预先在105 ±5℃烘1 h，置于干燥器中冷却至室温，备用。

按表1称取试样，精确至0.000 1 g。

表1 试样质量

独立地进行两次测定，取其平均值。

1.2.2 空白试验

随同试料做空白试验。

1.2.3 试样的测定

将试料置于300 m L烧杯中，以少量水润湿（如样品含有较高的二氧化硅，需加入1～2 g氟化铵）试样，加入10 mL盐酸（ρ＝1.19 g／mL），在低温电热板上溶解5 min，取下，加入10 mL硝酸（ρ＝1.40 g／m L），继续加热至试样分解完全，加入5 mL硫酸（ρ＝1.84 g／mL），加热至冒浓白烟并蒸至2 mL［2］。取下冷却，加入2～3 mL盐酸（ρ＝1.19 g／mL），用水洗表皿及杯壁，加热使可溶性盐类溶解，加入4～5 g氯化铵，加水至体积70～80 mL，以氨水（ρ＝0.90 g／mL）中和至氢氧化铁沉淀完全再过量3 mL，加热微沸3～5 min，取下，加入3 m L氨水（ρ＝0.90 g／m L），用快速滤纸过滤，用热洗液洗烧杯与滤纸各4次，再用水各洗一次［3］。

用热盐酸（1＋1）溶解沉淀于原烧杯中，然后用热水及盐酸（1＋1）交替洗至滤纸无色，将溶液放在低温处蒸至1～2 m L，取下，加水至120 mL左右，用氨水（1＋1）中和至有氢氧化铁沉淀出现，加入10 mL盐酸（1＋11），加热至60～80℃（近沸），取下，加入1 m L磺基水杨酸溶液，用Na2EDTA标准滴定溶液滴定至溶液由紫红色变为亮黄色为终点［4］。

1.2.4 分析结果的计算和表述

按式（2）计算铁的质量分数ωFe，数值以%表示：

式中：F为Na2EDTA标准滴定溶液对铁的滴定系数／g·mL－1；V3为测定时滴定试料溶液消耗Na2EDTA标准滴定溶液的体积／mL；V0为测定时滴定空白试验溶液消耗Na2EDTA标准滴定溶液的体积／mL；m0为试料的质量／g。

所得结果表示至两位小数。

2 结果与讨论

2.1 溶样酸的选择

称取3＃锌焙砂样品，选用盐酸、盐酸＋硝酸、盐酸＋硝酸＋硫酸分解样品，数据见表2。

表2 溶样酸的选择

试验表明，只用盐酸溶样时，烧杯底部有少量黑色残渣，且结果偏低，盐酸＋硝酸溶解样品时结果比只用盐酸溶解样品时高，比盐酸＋硝酸＋硫酸溶解样品时偏低。盐酸＋硝酸＋硫酸消解样品时，样品溶解完全，且在样品中含有少量碳、硫的情况下，硫酸可以除尽碳、硫，故选择盐酸＋硝酸＋硫酸溶样。

2.2 氟化铵加入量的影响

称取3＃锌焙砂样品，分别加入不同量的NH4F，数据见表3。

表3 氟化铵加入量的影响

试验表明，溶样过程中不加入NH4F时，样品溶解不完全，结果偏低，加入1～4 g NH4F，结果无明显变化，试验选择加入1～2 g NH4F。

2.3 氯化铵加入量的影响

移取铁标准溶液4.00 mL，在分析过程中分别加入不同量的NH4Cl，数据见表4。

表4 氯化铵加入量的影响

试验表明，加入2～8 g氯化铵，结果无明显变化，试验选择加入4～5 g氯化铵。

2.4 过量氨水加入量影响

移取铁标准溶液4.00 mL，在分析过程中加入不同量的过量氨水，数据见表5。

表5 过量氨水加入量影响

试验表明，沉淀完全后过量2～8 mL氨水时，Fe的回收率基本一致，试验选择沉淀完全后过量3 m L氨水。

2.5 杂质的影响

依据锌焙砂中化学成分对杂质元素的含量的要求，移取铁标准溶液1.00 mL于300 mL烧杯中，分别加入表6中杂质元素（以称样量0.5 g，各杂质最高允许含量为加入量）［5，6］，其余步骤按分析方法进行。结果见表6。

表6 杂质元素干扰试验

表6结果表明：以上含量范围内杂质不影响锌焙砂中铁的测定。

2.6 回收率、精密度及比对试验

2.6.1 回收率

称取0.5 g 1＃试样，加入适量的铁标准溶液，按照分析方法进行操作，测定结果见表7。

表7 回收率测定结果

从表7中可以看出回收率在98%～101%之间，满足测定的要求。

2.6.2 精密度

按照分析方法对5个试样独立进行11次试验，测定结果见表8。从表8中可以看出，RSD小于2.00%，满足测定的要求。

2.6.3 比对试验

按照本分析方法与重铬酸钾滴定法对5个样品进行比对试验。测定结果见表9。从表9可以看出，两种方法的测定结果基本一致。

表8 精密度测定结果

表9 比对试验结果%

3 结 论

Na2EDTA测定法与重铬酸钾法对锌焙砂中铁含量的测定结果精密度、准确度是一致的，且可避免环境污染，操作简便快速，适合作为锌焙砂中铁量测定的分析方法。

［1］ 北京矿冶研究院.矿石及有色金属分析手册［M］.北京：冶金工业出版社，1990.222－223.

［2］ 湖南冶金研究所.矿石及有色金属分析［M］.长沙：湖南冶金研究所，1975.173－174.

［3］ GB／T 8151－2012，锌精矿化学分析方法［S］.

［4］ 湖南大学化学化工学院.分析化学［M］.北京：科学出版社，2006.88－92.

［5］ 华东理工大学化学系，四川大学化工学院.分析化学［M］.北京：高等教育出版社，2008.126－128.

［6］ 天津大学无机化学教研室.无机化学［M］.北京：高等教育出版社，2007.425－426.

Determ ination of Iron Content in Zinc Concentrate Calcine by Na2EDTA Comp lexometric Titration Method

YANG Xiao-ting
（Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China）

Determination of iron content in zinc concentrate calcine after ammonia precipitation separeation，instead of classic of heavy chrome acid potassium method，measurement range is 2.00 to 20.00%.The results of the new method have the same precison and accuracywith the heavy chrome acid potassium method，also the newmethod can avoid chromium and other heavy metals environmental pollution and avoid health hazards to personnel.The new method is easy and fast，suitable for determination of iron content in zinc concentrate calcine.

Na2EDTA complexometric titration method；zinc concentrate calcine；iron content

TG115.3＋1

A

1003－5540（2016）04－0077－04

2016－06－21

杨晓婷（1989－），女，助理工程师，主要从事有色金属矿产品及其冶炼产品的分析研究工作。