聚乙烯吡咯烷酮在碘量法测定矿石中铜含量的应用

刘亚芳

（三门峡市有色金属质量科学研究所(河南省黄金贵金属产品质量监督检验中心)，河南 三门峡 472000）

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

ice3500原子吸收分光光度计，美国热电公司。仪器工作条件：铜空心阴极灯，波长327.4nm，狭缝宽度0.5nm，环境温度24℃，湿度40%。

标准储备溶液:称取0.1000g金属铜((W（Cu）≥99.99%)于250m L烧杯中，盖上表皿，缓缓加入30ml硝酸，加热溶解后，冷却，移入100ml容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液中铜的质量浓度为1m g/ml。

铜标准溶液：移取10.00ml铜标准储备溶液于100ml容量瓶中，加入10ml盐酸，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1ml含100ug铜[1]。

系列标准溶液：准确移取0,1.00,2.00,3.00,4.00,5.00ml铜标准溶液，分别置于100ml容量瓶中，加入10ml盐酸，用水稀释至刻度，混匀。

聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶液配制：称取5g该试剂溶于100ml水中混匀。

1.2 材料

实验所用的铜精矿为有色金属行业级标准样品(YSS022-2004),铜含量为16.69%；铜矿石为国家标准样品（ZBK335），铜含量为6.78%；钼精矿为国家标准物质（GBW07199），铜含量为0.26%。实验所用水为超纯水，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为生物纯，盐酸、硝酸、溴试剂均为分析纯。

1.3 方法

采用GB/T 3884.1-2000《铜精矿化学分析方法铜量的测定》中短碘量法对铜精矿、铜矿石中铜含量测量并与本文方法进行比较，采用GB/T 15079.6-94《钼精矿化学分析方法铜和铅量的测定》[5]进行钼精矿中铜含量分析比较。

本文方法：①试料，分别称取试样0.3000g，精确至0.0001g。②实验方法，将试样①置于500ml三角烧杯中，用少量水润湿，加入10ml盐酸[2]。置于电热板上低温加热5min，取下稍冷，加入5ml硝酸和1ml溴，盖上表面皿，混匀，低温加热蒸至近干，冷却。用30ml超纯水吹洗表皿及杯壁，盖上表面皿，置于电热板上煮沸，使可溶性盐类全部溶解，取下冷却至室温。滴加乙酸铵溶液至红色不再加深并过量4ml，然后滴加氟化氢铵饱和溶液4ml，混匀。加入PVP（10%）5ml混好后，加碘化钾2g混合溶解，立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定至由红色变为无色或浅黄色为终点。

2 结果与讨论

在碘量法标准方法中，样品溶液有深黄色变为浅黄色的时候需加入2ml5%淀粉溶液，溶液有浅黄色变为深蓝色。继续滴加硫代硫酸钠溶液，蓝色消失即为终点。在整个滴定过程中，终点颜色为灰色，在灰色背景下，蓝色消失难观察，终点判断误差较大[3]。

在另一组试验中，指示剂有PVP替换淀粉后，溶液直接为深红色，随着硫代硫酸钠溶液的不断加入，红色逐渐变浅，红色消失即为滴定终点，滴定终点溶液呈现乳白色，颜色变化较为明显。另外，在滴定终点为黄色的样品溶样中，样品溶液有黄色变为浅黄色时难以判断，加入指示剂过晚易造成终点滴过，样品作废。而采用PVP作指示剂可以有效避免此缺点[4]。

由表1可知，虽然不同指示剂测量的平均值都非常接近标准值，但是由于淀粉指示剂终点较难判断，采用PVP作指示剂测出的标准偏差和相对标准偏差RSD都小于用淀粉作指示剂的标准偏差和RSD，因此，用PVP作指示剂终点判断更灵敏。

当铜含量略低时，本文也采用了两个方法结果比较，结果如表2所示。从表2可以看出，淀粉作指示剂时的平均值结果稍差，且用PVP作指示剂测出的标准偏差和RSD依然都小于用淀粉作指示剂的测量值[5]。

当矿石中铜含量较低时，采用GB/T 15079.6-94《钼精矿化学分析方法铜和铅量的测定》方法，在该方法中，当铜含量范围大于0.100%时，要根据铜含量大小移取体积进行稀释，尤其铜含量未知时，移取较为繁琐，步骤比较复杂，另外，在移取稀释过程中引起系统误差较大。

最后，在操作过程中用到的仪器，乙炔等气体成本价花费较大。本方法操作简单，成本低廉。由表3可知，不同方法测定钼精矿铜含量平均值都非常接近标准值，采用PVP作指示剂测出的标准偏差和RSD和用原子吸收光谱测出的标准偏差和RSD相差较少，因此，采用PVP作指示剂滴定测量钼精矿中铜含量的方法是可取的。

在上述基础上，本文用本方法和标准方法GB/T 3884.1-2000测定某未知样品中铜的含量，并进一步做了对比研究，结果如表4所示。从表4可以看出,两个方法测量平均值较为接近，但采用PVP作指示剂测出的标准偏差和RSD也均都小于用淀粉作指示剂的标准偏差和RSD，因此，本文方法测定矿石中铜含量的方法是可取的。

表1 铜精矿分析结果对照

表2 铜矿石分析结果对照

表3 钼精矿分析结果对照

表4 未知矿分析结果对照

3 结论

本文通过总结实践操作，由聚乙烯吡咯烷酮代替淀粉作指示剂，提高了实验终点的显色灵敏度，有效避免了淀粉指示剂易分解，不易长期保存，终点不灵敏等缺点。在此基础上，运用本文方法对矿石中低含量铜进行实验比对，同样取得了满意结果。采用本方法测定矿石中铜含量，适用范围广，操作简单，显色灵敏度高，可使结果更加准确。