络合掩蔽-中和滴定法测定湿法炼锌浸出液中的硫酸含量

王贤果

﹙云南永昌铅锌股份有限公司，云南 保山 678307﹚

0 引 言

湿法炼锌的基本原理是利用硫酸作溶剂，将矿石中的锌浸出到溶液中来，净化除去溶液中的杂质，通过电积使锌析出在阴极板上，熔铸后得到锌锭。在湿法冶炼过程中，调浆液、沉矾前液、沉矾后液、氧压酸浸液、高酸浸出前液、高酸浸出后液等溶液中还含有一定的硫酸，在生产过程中，由于需要根据溶液中的硫酸含量来计算中和剂的加入量，所以就需要对调浆液、沉矾前液、沉矾后液、氧压酸浸液、高酸浸出前液、高酸浸出后液等过程溶液中的硫酸含量进行测定，为后续生产提供决策依据。由于对矿石进行浸出过程中，矿石中的杂质元素与锌一同浸出溶液中，采用常规中和滴定法，由于溶液中铁离子的干扰，滴定前后试样溶液呈现浑浊状态，无法出示分析结果，不能为湿法炼锌生产提供决策依据。。采用络合掩蔽—中和滴定法测定湿法炼锌生产浸出液中的硫酸含量，Na2EDTA-CaCl2中性混合液掩蔽了浸出液中的铁，滴定前、后试样溶液清亮，能准确、快速的出示分析结果，为湿法炼锌生产提供了决策依据。

1 试验部分

1.1 主要试剂

1)溴甲酚绿溶液﹙0.1 %﹚：称取分析纯溴甲酚绿0.05 g溶于适量无水乙醇中，并用无水乙醇稀释至50 ml，混匀。

2)甲基红溶液﹙0.2 %﹚：称取分析纯甲基红0.1 g溶于适量无水乙醇中，并用无水乙醇稀释至50 ml，混匀。

3)溴甲酚绿—甲基红混合指示剂：溴甲酚绿(2.1.1)和甲基红(2.1.2)按(3+1)混匀。

4)乙二胺四乙酸二钠溶液(10 %)：称取分析纯乙二胺四乙酸二钠10 g溶于适量水中，加热溶解完全后，冷却至室温，用水稀释至100 ml，混匀。

5)分析氯化钙溶液(5 %)：称取分析纯氯化钙5 g溶于适量水中，并用水稀释至100 ml，混匀。

6)氢氧化钠溶液(10 %)：称取分析纯氢氧化钠50 g溶于适量水中，并用水稀释至100 ml，混匀。

7)乙二胺四乙酸二钠-氯化钙中性混合溶液：氯化钙溶液(2.1.4)和乙二胺四乙酸二钠溶液(2.1.5)按(1+1)混匀后，加3-4滴溴甲酚绿—甲基红混合指示剂(2.1.3)，用氢氧化钠溶液(2.1.6)调至PH=7(用PH试纸检测)。

8)酚酞(1 %)：称取分析纯酚酞0.5 g溶于适量无水乙醇中，并用无水乙醇稀释至50 ml，混匀。

9)氢氧化钠标准滴定溶液[c(NaOH)≈0.06 mol/L]

(1)配制：把500 g优级纯氢氧化钠分多次加入加热至沸腾30 min后冷却至室温的500 ml蒸馏水中，混匀放置三天后，用塑料量杯量取15 ml放入适量的加热至沸腾30 min后冷却至室温的500 ml蒸馏水中，并用加热至沸腾30 min后冷却至室温的蒸馏水稀释至5 000 ml，混匀，放置一天后待标定。

(2)标定：准确称取基准试剂邻苯二甲酸氢钾(在105～110℃干燥2 h，并在干燥器冷却至室温)0.40 g于500 ml三角烧杯中，加入80 ml加热至沸腾的蒸馏水将邻苯二甲酸氢钾溶解完全，冷却至室温，加入2滴酚酞(2.1.8)，用配制好的氢氧化钠溶液(2.1.9.1)滴至微红色为终点。

随同做空白试验

按式(1)计算氢氧化钠标准滴定溶液的实际浓度

(1)

式中：

C—氢氧化钠(NaOH)标准滴定溶液的实际浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；

G—称取邻苯二甲酸氢钾的量，单位为克(g)；

204.23—邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol)；平行标定四份，其极差值不大于4×10-5mol/L时，取其平均值，否则重新标定.

1.2 试验方法

1.2.1 试料

1)移取1.0毫升试样，精准到1.00 ml﹙试样为浸出物过滤后的液体部分，试样要取上层清亮部分进行分析，如果试料呈浑浊状，可以用滤纸对浸出物进行过滤，但需注意一定要采用干过滤的方式进行过滤，防止在过滤过程中对试样造成稀释，使测定结果偏低。

2)独立地进行两次测定，取其平均值。

3)随同试样做空白试验

1.2.2 测定

1)准确移取试样1.0 ml(精准至1.00 ml)置于250 ml锥形瓶中，加入80 ml水，摇匀。

2)加入乙二胺四乙酸二钠-氯化钙(Na2EDTA-CaCl2)中性混合溶液10 ml，摇匀。

3)加入溴甲酚绿-甲基红混合指示剂4滴，摇匀。

4)用氢氧化钠标准滴定溶液滴定至溶液由红色变为亮绿色即为终点，记下消耗毫升数。

按式(2)计算酸H+的含量，数值以g/L表示：

(2)

式中：

C—氢氧化钠(NaOH)标准滴定溶液的实际浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；

V1—滴定时，滴定试液所消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)；

V2—滴定时，滴定空白试液所消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)；

V3—移取试样的体积，单位为毫升(mL)；

49.04—硫酸(1/2H2SO4)的摩尔质量.

2 条件试验

2.1 掩蔽剂及指示剂的选择

2.1.1 浸出液中主成分及杂质含量的分析

表1 浸出液中主成分及杂质含量的分析

通过分析，浸出液中含有的主要成分是锌，杂质中含铁较高，镉、钴、锗、铜、镍、锑较低。在分析浸出液中的酸含量时，镉、钴、锗、铜、镍、锑不影响酸含量的分析测定，铁影响酸含量的分析测定。因此，在分析测定浸出液中的酸含量时必须加入乙二胺四乙酸二钠-氯化钙(Na2EDTA-CaCl2)来掩蔽浸出液中的铁。

2.1.2 掩蔽剂及指示剂用量的选择

表2 Na2EDTA-CaCl2及甲基橙指示剂用量的选择

通过实验表明：加入Na2EDTA(10 %)-CaCl2(5 %)混合液(1+1)10甲酚绿—甲基红混合指示剂4滴，试液无浑浊现象，终点明显，分析测定结果正常，加入其余不同量的Na2EDTA-CaCl2掩蔽剂溶液和溴甲酚绿-甲基红指示剂，试液还是有浑浊现象，终点也不明显，分析测定结果异常。

2.1.3 含铁量不同的浸出液加入Na2EDTA-CaCl2量的试验

通过实验表明：当浸出液中的铁含量≥15 g/L时，需要加入15 ml Na2EDTA(10 %)-CaCl2(5 %)混合液。否则，滴定终点不明显，分析测定结果异常。

表3 含铁量不同的浸出液加入Na2EDTA-CaCl2的量

3 准确度试验

对3个不同的试样重复测量7次，得到方法测量精密度，见表4；对3个不同的样品加入不同的标准量，得到方法回收率，见表5。

表4 方法测量精密度

试样结果表明，方法测量精密度相对标准偏差为0.16 %～0.98 %，表明该分析方法具有良好的出现性。

表5 方法回收率

试样结果表明，方法的加标回收率在96.65 %～104.10 %，表明该方法具有较高的准确度

4 结 语

此分析测定方法精密度好，准确度高，分析流程短，便于操作，容易掌握。适合于湿法炼锌生产浸出液中硫酸含量的测定。对促进湿法炼锌生产具有重大的意义。