金精矿中碳元素检测指示剂的改进

苏 菁，汪鹤鸣

(紫金矿业集团,福建 上杭 364200)

应用研究·黄金矿山·

金精矿中碳元素检测指示剂的改进

苏 菁，汪鹤鸣

(紫金矿业集团,福建 上杭 364200)

国标中非水滴定测定金精矿中碳含量，终点没有明显的突跃点，检测中往往造成较大偏差。本试验通过对混合指示剂的研究，确定了一种适合金精矿中碳含量检测的混合指示剂，并确定了该混合指示剂的最佳配比和用量，经标准样品验证，该混合指示剂检测标准样品的准确度和精密度都优于国家标准方法，标准样品碳含量检测RSD<5%，且适合碳含量在0.1%～9%之间的检测，比国标中碳含量检测范围0.1%～5%更广。

金精矿； 碳； 指示剂； 非水吸收

1 前言

随着经济的快速发展和大规模的矿业开发，易处理金矿资源日益减少，复杂难处理的金矿石已成为黄金生产的主要资源。据统计，世界黄金储量中60%以上是难处理金矿石，而目前全球黄金产量中的 1/3 都来自于难处理金矿[1]，黄金冶炼厂在采购金精矿过程中经常碰到一些含碳较高的难处理金精矿，含碳质金精矿往往含有活性炭、碳氢化合物、石墨等碳物质，由于碳在氰化过程中抢先吸附金配合物，影响金的氰化提取率[2]。公司在采购合同中有约定，金精矿中的含碳量有一个上限值规定，金精矿中含碳量不同，金精矿的计价系数也不一样。因此在结算过程中，经常有碳元素仲裁情况，这对金精矿碳检测提出了更高要求。

目前，金精矿中碳检测国家标准为GBT 7739.9- 2007金精矿化学分析方法第9部分碳量的测定，该方法原理是样品在1 200～1 250℃高温氧气硫中燃烧，使碳转化成二氧化碳，用百里酚酞为指示剂，用乙醇—乙醇胺—氢氧化钾溶液吸收滴定二氧化碳[4]。其滴定终点都是由蓝色变为淡蓝色，测定过程中, 调整好终点后，凭记亿记住淡蓝色的深浅程度，要滴至所记住的颜色以达到准确的结果是有困难的。由此往往造成较大的误差[3]，如果碰到检测人员对颜色不敏感，两次检测数据会差几倍。

为改变非水滴定没有明显的突跃点，本试验对若干指示剂进行了优选，以期获得一个明显的突变点，通过反复试验,发现以百里香酚酞—酚酞混合指示剂比较合适。并通过试验确定了金精矿中碳检测使用的混合指示剂的配方及最佳用量，达到了预期效果。

2 试验部分

2.1 仪器和试剂

碳酸钙(基准试剂)、变色硅胶、氧化铜(分析纯)、硫酸(分析纯)、重铬酸钾。

高锰酸钾—氢氧化钠吸收液：称取3g高锰酸钾溶于100g水中，加入10g氢氧化钠，摇匀。

标准吸收滴定溶液：将30mL乙醇胺溶于970mL无水乙醇中，加入3.0g氢氧化钾及指示剂，混匀，放置3～5d后备用。标定参考GBT 7739.9- 2007进行。

碳的测定装置参考GBT 7739.9- 2007，在高温管式电炉出口到气体吸收瓶之间增加一个除二氧化硫的吸收瓶装置。

2.2 试验方法

由于金精矿中有些含硫很高，国标方法装置中没有除二氧化硫装置，采用国标方法会造成碳检测数据异常，在检测过程中，必须增加除硫装置。经过试验，在高温管式电炉出口到气体吸收瓶之间增加一个除二氧化硫的吸收瓶装置，瓶中吸收液配制方法为：称取5g重铬酸钾，加5mL浓硫酸，配成100mL混合溶液，除二氧化硫效果很好。在试验过程中，只改变标准吸收滴定溶液中的指示剂，其它与国标GBT 7739.9- 2007相同。

2.3 指示剂的选择

经过查找资料[3～5]，选择了2种混合指示剂与国标方法百里香酚酞指示剂进行比对试验，混合指示剂的添加量为每1 000mL滴定吸收液中加0.4g，观察滴定过程中变色点是否灵敏及变色点的pH值，具体见表1。

从表1可以看出，百里酚酞与酚酞组成的混合指示剂效果较好，4个色阶容易分辨开。

2.4 指示剂的配比试验

对百里酚酞和酚酞混合指示剂进行不同配比试验，混合指示剂的添加量为每1 000mL滴定吸收液中加0.4g，观察滴定过程中的颜色是否灵敏、变色点pH值以及数据准确性，具体见表2。

表1 指示剂试验数据

表2 混合指示剂配比试验数据

在试验过程中发现，百里香酚酞与酚酞的配比中比例为7∶1的指示剂，浅蓝颜色中带点紫色，变色不灵敏。随着酚酞比例逐步增加，溶液中粉色的强度越来越强，比例为3∶5、2∶6及1∶7中粉色变紫色过程中需要滴加相对较多的滴定溶液才能变色，变色不灵敏。结合4个标样在相应指示剂的检测值，确定百里香酚酞与酚酞混合指示剂的最佳配比为5∶3。

2.5 指示剂用量试验

分别在1 000mL滴定吸收液中加入百里香酚酞与酚酞配比为5∶3的混合指示剂，通过改变混合指示剂的添加量，观察滴定过程中的颜色是否灵敏、变色点pH值以及数据准确性，具体见表3。

在试验过程中，加入0.2g和0.3g混合指示剂，深蓝变浅蓝不容易判断，随着指示剂用量的增加，加入0.5、0.6、0.7g指示剂在滴定过程中，粉色变紫色过程中需要滴加相对较多的滴定溶液才能变色，变色不灵敏。结合4个标样在相应指示剂的检测值，确定了百里香酚酞与酚酞混合指示剂的最佳用量为每1 000mL滴定吸收液加入0.4g。

表3 混合指示剂用量试验数据

2.6 准确度和精密度

通过反复试验，混合指示剂在4个色阶中，粉色刚变成紫色只需一滴标准吸收滴定溶液就变色，非常灵敏，此时的pH值为10.8左右，燃烧出的二氧化碳能确保完全吸收，把溶液颜色由粉色刚变成紫色确定为滴定终点。

在同一条件下，人员固定，其中甲乙2人碳检测熟练，丙丁2人日常很少检测碳元素，不熟练，4人分别对4个标准样品用国标中的指示剂和新确定的最佳混合指示剂进行了10次测定，数据见表4和表5。

表4 国标方法检测标准样品的准确度和精密度

表5 混合指示剂检测标准样品的准确度和精密度

从表4和表5可以看出，最佳混合指示剂的准确度和精密度都优于国家标准方法。由于国标中碳检测范围0.1%～5%，标准样品GBW- 07108中碳为9%，国标方法检测不能满足分析要求。而新的混合指示剂完全能满足分析要求。在采购的金精矿中含碳量超过5%的金精矿偶尔也会有，所以新的混合指示剂的碳含量检测范围更广。

3 结论

通过试验研究，发现金精矿中测定碳元素采用混合指示剂为百里香酚酞与酚酞更合适。通过反复试验，进一步确定了其配比为5∶3，最佳用量为每1 000mL滴定吸收液加入0.4g混合指示剂。通过与国标方法进行对比，使用该指示剂检测标样的准确度和精密度都优于国家标准方法，标准样品碳含量检测RSD在0.6%～4.5%之间，且碳含量检测范围更广。由于采用了混合指示剂，变色区域狭窄，终点十分灵敏，确定了溶液颜色由粉色刚变成紫色为滴定终点。该指示剂在滴定过程中有4个色阶，深蓝—紫色—粉色—无，加入非水标准溶液的多少和快慢可以根据颜色的变化来掌握，目前该方法已成功应用于生产。

[1] 陈勃伟，蔡镠璐,等.某含砷含碳微细粒难处理金精矿预氧化—氰化提金工艺研究[J].环保科技,2017,41(6):283.

[2] 南君芳，李林波,等.金精矿培烧预处理冶炼技术[M].北京：冶金工业出版社，2010.

[3] 吴凤锷.非水滴定法测定钢铁中碳的改进[J].分析化学,1977，(3):244-245.

[4] GBT 7739.9- 2007,金精矿化学分析方法 第9部分：碳量的测定[S].

[5] 刘 珍.化验员读本上册[M].北京:化学工业出版社，2011.

Improvement of indicator for carbon detection of gold concentrate

The detection of carbon content in gold concentrate by non-aqueous titration in national standard has no obvious jumping point at the titration end point，which causes relatively larger deviations in the process of detection. In the experiment, a mixed carbon indicator was studied and determined, and the optimum proportion and dosage of the mixed indicator were determined. Certified by standard sample, the detection accuracy and precision of using mixed indicator were superior to national standard. Standard sample carbon content test RSD<5%, it was suitable for carbon content between 0.1%～9%, which was wider than the carbon content detection range of 0.1%～5% of national standard.

gold concentrate; carbon; indicator; non-aqueous absorption

TD926.3

A

2017-- 06-- 14

苏 菁(1972-)，女，新疆石河子人，工程师，从事矿山及冶炼行业分析化学方面的工作。

1672-- 609X(2017)04-- 0017-- 03