利用DDTC分光光度法测定矿样铜含量试验

吕禄凤

(鲁中矿业有限公司)

DDTC(铜试剂)分光光度法是指试样经盐酸、硝酸溶解后，采用氯化铵、氢氧化铵沉淀分离铁、铝等离子，在pH=9.0～9.2的氨性溶液中，加入二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)，在动物胶存在的条件下，与Cu2+生成棕黄色络合物，在波长460 nm处测其吸光度，根据朗伯-比尔定律，计算出铜含量。为准确、快速测定铁矿石铜含量，采用DDTC(铜试剂)分光光度法进行测定试验，以确定最佳显色反应条件。

1 主要仪器与试剂

TG-328A电光分析天平(上海精密科学仪器有限公司)，721G分光光度计(上海精密科学仪器有限公司)。

DDTC(0.1%)。氯化铵-氢氧化铵缓冲溶液(pH=9.0～9.2)：称取67.5 g氯化铵溶于200 mL蒸馏水中，加入氨水，再用蒸馏水稀释至1 000 mL。

铜标准溶液(20 μg/mL)：用纯铜片(铜含量99.999%)按常规方法配成1 mg/mL的储备液，使用时稀释成20 μg/mL的铜标准溶液。

2 试验步骤

DDTC分光光度法测定铁矿石试样铜含量过程中，DDTC与Cu2+生成的可溶络合物(黄棕色)可保证显色络合物的稳定性。

称取0.100 0 g矿样于100 mL烧杯中，用水润湿，加10 mL盐酸，加热溶解5～10 min，加硝酸3 mL，再加热至近干(以除尽硝酸，防止硝酸的氧化作用破坏DDTC与Cu2+的显色反应)使样品完全分解，蒸发溶液至1～2 mL；加3.000 0 g氯化氨搅拌成砂糖状，加10 mL氨水，搅拌后加热水(煮沸的蒸馏水)15 mL，过滤于100 mL容量瓶中；用氯化氨-氢氧化铵(5%)洗涤烧杯及滤纸4次，滤液加2 mL动物胶(0.5%)，轻轻摇匀后，1次倾入10 mL DDTC(0.1%)，用蒸馏水定容，摇匀，放置15 min。以蒸馏水为参比，用2 cm比色皿于波长460 nm处测量其吸光度。

空白试验取空白试剂，即在相同条件下，加入各种试剂但不加试样，消除显色剂对测定结果的影响。

分别吸取铜标准溶液(20 μg/mL)0，0.50，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 mL于100 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至50 mL，加10 mL氯化铵(30%)，10 mL氨水及2 mL动物胶(0.5%)，摇匀后1次加入10 mL DDTC(0.1%)，用蒸馏水定容，摇匀，与试样相同条件测其吸光度，绘制工作曲线。

3 试验结果与讨论

在室温下,试验过程中DDTC与Cu2+显色反应较稳定，因此不进行温度验证试验，即取室温25 ℃进行DDTC用量、最大吸收波长、显色时间试验。

3.1 DDTC用量

显色反应可用下式表示：

表1 不同铜试剂加入量时吸光度测量结果

表1表明，当加入10 mL DDTC时，吸光度达到最大；继续增大DDTC用量，吸光度基本不变，因此确定DDTC的最佳用量为10 mL。

3.2 最大吸收波长试验

以20 μg/ mL铜标准溶液为测定对象，加入10 mL DDTC(0.1%)，显色反应15 min后，在400～510 nm波长下分别测定吸光度，结果见表2 。

表2 不同波长下吸光度测定值

从表2可知，最大吸收波长在450 nm处。由于铜标准溶液不含其他干扰离子，而实际待测矿样往往含有其他干扰离子。如果选择最大吸收波长为450 nm，干扰离子对吸光度的影响非常明显。为使测量结果具有较高的灵敏度，尽量排除其他离子干扰，选择最大波长460 nm为最佳波长。

3.3 显色时间试验

选择不同的显色时间，加入10 mL DDTC(0.1%)，波长在460 nm处测定铜标准溶液吸光度，结果见表3。

表3 不同显色时间吸光度测定结果

由表3可知，当显色反应时间为15 min时，吸光度达到最大值，显色反应迅速，且显色较稳定；随着时间的延长，吸光度不再变化，因此选择显色反应时间15 min。

3.4 工作曲线绘制

在条件试验的基础上，测定7组铜标准溶液的吸光度，结果见表4，并根据表4数据绘制工作曲线，见图1。

表4 7组铜标准溶液吸光度测定结果

图1 工作曲线

按试验数据绘制工作曲线，铜含量在0～1.0 g/L范围内服从朗伯-比尔定律，求得回归方程为Y=0.058 2X+0.085 5，相关系数R2=0.999 2，表观摩尔吸光系数为1.13×104L/(mol·L)。说明工作曲线拟合性很好，可用于矿样铜含量的测定。

4 验证试验

采用DDTC分光光度法测定某选矿厂各作业点矿样进行铜含量测定，测定结果精密度与准确度的分析见表5、表6。

表5 试样铜含量测定结果 %

表5、表6可知，各试样铜含量测定结果的标准偏差均很小，相对标准值，误差在允许公差范围内，准确度较高。

表6 铜含量测定结果准确度分析 %

5 结 论

DDTC分光光度法测定过程中使用的试剂、滤纸和水，均不能含铜，每次试验都应做空白检查。在pH=9.0～9.2的氨性溶液中，显色反应15 min后颜色即稳定，并可保持24 h不变。由于镍、钴、铋与显色剂生成黄绿、墨绿、黄色沉淀，锌、镉、汞与显色剂生成白色沉淀，均会干扰测定结果干扰，应提前给予除去。

该方法是一种较理想的快速测定样品铜含量的方法，结果可靠，准确度高，精密度好，满足快速测定的需要。该法适用于0.25%以下的试样铜含量测定，若铜含量高，则需改用容量法或分取部分溶液比色法进行测定。