含钡铅矿中铅测定的前处理方法探讨

闵国华， 张庆建， 刘美东， 岳春雷

(山东出入境检验检疫局检验检疫技术中心, 山东 青岛 266500)

含钡铅矿中铅测定的前处理方法探讨

闵国华， 张庆建， 刘美东， 岳春雷

(山东出入境检验检疫局检验检疫技术中心, 山东 青岛 266500)

含钡铅矿中铅测定过程中，前处理采用酸溶形成硫酸铅沉淀时，易形成硫酸钡铅的复盐沉淀，使铅的分析结果偏低。对现有铅矿的分析方法进行优化，有效消除了钡对铅测定的影响，可实现含钡铅矿中铅的准确测定。

含钡铅矿； 铅测定； 前处理

我国是世界上主要的铅生产和消费国家之一[1]，2015年我国进口铅矿砂及其精矿190万t，准确测定其铅含量，对于贸易结算至关重要。目前铅矿中铅的分析，标准方法有GB/T 8152.1—2006[2]、GB/T 8152.2—2006[3]、GB/T 14353.2—2010[4]、YS/T 461.1—2003[5]。铅矿中通常含有一定量的钡，钡会影响铅的测定。李志伟利用乙二胺四乙酸二钠(EDTA)络合滴定法快速测定含钡铅矿石中的铅[6]，王利军采用钡铬酸铅容量法测定铅黄铜中的铅[7]，罗磊等[8]利用电感耦合等离子体发射光谱法测定含重晶石银铅矿中的铅。各标准和方法的适用范围及方法提要见表1所示。

以上测定方法对不含钡的样品均适用，但对于含钡铅矿，前处理过程易形成硫酸铅钡复盐，造成分析结果偏低。GB/T 8152.2—2006前处理可消除钡的影响，但该方法操作繁琐、试剂消耗大。GB/T 8152.1—2006前处理方法滤渣中的铅含量高(是含钡小于1%铅矿滤渣的2～10倍)，而且硫酸铅沉淀溶解煮沸数分钟后溶解不全部，溶液呈白色乳浊液，造成含钡铅矿铅分析结果精度差且结果偏低。YS/T 461.1—2003、GB/T 14353.2—2010前处理硫酸铅沉淀与滤纸一同煮沸，沉淀是否完全溶解、溶液是否混浊不易观察，检验结果精度差且结果偏低。虽然EDTA滴定法快速测定含钡铅矿石中的铅前处理可得到精度好的结果[6]，但准确度不一定好，对准确度不好试样的不溶渣进行结构解析与组分分析，前处理过程中酸的不溶物中含有铅。光谱法[8]对于高铅含量样品，需大量稀释，准确度受到影响。

本文对EDTA滴定法快速测定含钡铅矿石中铅的方法进行实验研究，增加了滤液与不溶渣中铅的测定，以有效提高含钡铅矿中铅的检测精度与准确度。

1 实验部分

1.1 试剂及仪器

金属铅(99.999%，高纯试剂，国药集团化学试剂有限公司)，EDTA(AR，天津恒兴化学试剂有限公司)，二甲酚橙(AR，国药集团化学试剂有限公司)，盐酸(1.19 g/mL，AR， 国药集团化学试剂有限公司)，硝酸(1.42 g/mL，AR，国药集团化学试剂有限公司)，硫酸(1.84 g/mL，AR，国药集团化学试剂有限公司)，氢氟酸(1.13 g/mL，AR，国药集团化学试剂有限公司)、高氯酸(1.67 g/mL，AR，国药集团化学试剂有限公司)，乙酸(AR，西陇化工股份有限公司)，无水乙醇(AR，国药集团化学试剂有限公司)，抗坏血酸(AR，国药集团化学试剂有限公司)，乙酸铵(AR，天津市瑞金特化学品有限公司)。

硫酸(1+1)，硫酸洗涤液(将50 mL无水乙醇加入到1+99硫酸溶液中，混匀)，硝酸(1+3)，盐酸(1+1)，乙酸铵溶液(250 g乙酸铵溶于水中，稀释至1 L，加入25 mL乙酸混匀)，EDTA标准溶液(0.025 mol/L)，二甲酚橙(5 g/L)，一次去离子水。

表1 铅矿中铅测定的前处理方法

D8 ADVANCE X-射线衍射仪(德国BRUKER AXS公司)。

1.2 方法原理

钡与硫酸铅的混晶共沉淀发生在沉淀晶格内部，共沉淀中的铅很难溶出，为避免溶样过程形成硫酸钡铅的复盐，在形成硫酸铅沉淀前先将钡与铅分离。使可溶性钡进行沉淀，可溶铅全部以离子形式存在，过滤，钡与铅实现分离。

1.3 实验方法

准确称取0.25 g分析试样于400 mL烧杯中，加入40 mL浓盐酸，加热溶解至清亮，滴加4滴硫酸(1+1)摇匀，加入5 mL硝酸摇匀，继续加热溶解至完全，取下稍冷，用一次水冲洗表面皿及杯壁，趁热用中速定量滤纸过滤，滤液至400 mL烧杯中，用橡胶头玻璃棒将烧杯上粘附的不溶渣全部擦起，并用一次水全部转移至漏斗中，冲洗烧杯及玻璃棒数遍，用热水冲洗滤纸及滤渣，无黄色后再冲洗3次。

将滤纸及滤渣取出置于白金坩埚中进行挥硅处理，挥硅后用盐酸(1+1)浸出残余物，将浸出液转移至100 mL容量瓶中，定容，混匀，于原子吸收光谱仪上测定滤渣中的铅。

将盛放滤液的烧杯置于电热板上继续加热，蒸发至体积变小，加入10 mL硫酸(1+1)继续加热至冒浓白烟后停止加热，冷却后加入100 mL一次水煮沸10 min，取下冷却，加入10 mL乙醇放置过夜。将放置过夜的溶液采用倾泻法用慢速定量滤纸过滤，沉淀留在烧杯中，用硫酸洗涤液冲洗烧杯中的沉淀3～4次，用少量水洗2～3次，然后用硫酸洗涤液洗涤滤纸3～4次，再用少量水洗2～3次，将滤纸转移至留有沉淀的烧杯中，加入25 mL乙酸、30 mL乙酸铵溶液煮沸几分钟，待溶液冷却后加入0.2 g抗坏血酸，用EDTA进行滴定。

将上述滤液和洗涤液加热至体积为100 mL左右取下，加入10 mL盐酸(1+1)，冷却后转移至200 mL容量瓶中，定容，混匀，于原子吸收光谱仪上测定铅含量。

2 结果与讨论

2.1 盐酸加入量

日常检测的含钡铅矿中的铅小于60%，以含铅58%的铅精矿BY0111-1进行实验，称样量为0.25 g，当盐酸的加入量30 mL、电热板的温度100 ℃时，无氯化铅结晶析出，为使铅完全以可溶态存在，本方法选择盐酸用量40 mL。

2. 2 物相分析

采用同一含钡铅矿样品进行试验，该样品主要物相为硫化铅、碳酸铅、石英、重晶石等。按不同的前处理方法处理样品，将硫酸铅沉淀前的含钡不溶渣A冲洗干净后进行X射线衍射物相分析[9]；再将不溶渣A挥硅后酸溶过滤，将过滤的不溶渣B进行X射线衍射物相分析，主要物相分析结果如表2所示。最后形成的沉淀主要物相为硫酸铅。

表2 钡分离所得不溶渣物相分析

通过以上分析可以看出，本文方法和EDTA滴定法快速测定含钡铅矿石中的铅，两种方法分离钡所得的不溶渣均含有一定量的铅，GB/T 8152.1—2006方法分离钡所得不溶渣含有硫酸钡铅，通过挥硅处理，能将不溶渣中的铅溶出，避免造成铅分析结果偏低。

2.3 方法对比

取3个含钡铅矿样，按表2中的3种方法进行铅的测定，结合表2物相分析结果，本文方法的铅测试的结果最高，相比其他两种方法，完全避免了钡的影响，其包括：(1)钡预分离；(2)含钡不溶物挥硅测铅含量；(3)硫酸铅洗涤液和滤液中铅的测定。3种方法测得结果如表3所示。

表3 3种方法测得结果比对 %

3 结论

对含钡铅矿中铅含量测定前处理方法进行优化，主要包括三个方面：(1)分离钡，避免产生硫酸钡铅复盐；(2)分离钡所得不溶渣通过挥硅处理，测定其铅残余量；(3)硫酸铅过滤液及洗涤液中残存铅的测定。该方法，将影响含钡铅矿中铅含量测定的因素逐一消除，使得测试结果准确度大大提高，测试步骤简单、快速，适用于日常含钡铅矿中铅的测定。

[1] 吴良士, 白鸽, 袁忠信. 矿产原料手册[M]. 北京: 化学工业出版社, 2007.

[2] GB/T 8152.1—2006，铅精矿化学分析方法铅量的测定 酸溶解-EDTA滴定法[S].

[3] GB/T 8152.2—2006，铅精矿化学分析方法 铅量的测定 酸溶解-EDTA返滴定法[S].

[4] GB/T 14353.2—2010，铜矿石、铅矿石和锌矿石化学分析方法 铅量的测定[S].

[5] YS/T 461.1—2003，混合铅锌精矿化学分析方法 铅量与锌量的测定[S].

[6] 李志伟. EDTA滴定法快速测定含钡铅矿石中的铅[J]. 岩矿测试，2013，32(6)：920-922.

[7] 王利军, 张润萍. 铬酸铅容量法对黄铜中铅的分析与应用[J]. 哈尔滨轴承, 2010, 31(4): 47, 52.

[8] 罗磊, 付胜波, 肖洁等. 电感耦合等离子体发射光谱法测定含重晶石的银铅矿中的铅[J]. 岩矿测试, 2014, 33(2): 203-207.

[9] 李和平. 铅锌矿的工艺矿物学研究[J]. 云南冶金, 2010, 39(4): 55-58.

Discussion on pretreatment method of lead determination in barium-containing galena

MIN Guo-hua, ZHANG Qing-jian, LIU Mei-dong, YUE Chun-lei

For lead determination in barium-containing galena, lead & barium sulfate could be easily formed in the course of lead sulfate precipitation pretreated by acid dissolution, which could result in lower detection value for lead. The current lead determination method is optimized, which effectively eliminates barium's impact on lead determination and realizes to obtain accurate lead determination in barium-containing galena.

barium-containing galena; lead determination; pretreatment

国家质量监督检验检疫总局科研计划项目(2015IK193)

闵国华(1974—)，女，本科，工程师，从事进出口矿产品检验方面的工作。

2016-05-24

TF812; TF03+.1

B

1672-6103(2017)03-0058-04