EDTA滴定法测定含锑铋白烟灰中铅

穆岩 赵亚明 柳华丽

摘要：白烟灰中含有铅、锑、铋、砷等元素，锑和铋会严重干扰铅量的测定。实验对EDTA滴定法测定含锑铋白烟灰中铅量进行优化，通过加入氢溴酸、Na2EDTA溶液预先滴定去除锑、铋干扰，并确定了氟化铵加入量0.5 g，水加入量80 mL，乙醇加入量10 mL，静置时间60 min。该方法简单，测定结果的相对标准偏差为0.08 %～0.21 %，准确度和精密度良好。

关键词：EDTA滴定法;白烟灰;铅;锑;铋

中图分类号：O655.23文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2021）12-0086-03doi：10.11792/hj20211219

目前，世界上大部分铅采用火法冶炼。在火法冶炼过程中会产生白色粉末状固体，称为白烟灰。白烟灰中通常含有铅、铜、锌、锑、铋、砷等多种元素[1]，准确测定铅量对冶炼工艺优化具有重要意义。白烟灰中铅量的测定没有国家标准，通常采用GB/T 8152.1—2006 《鉛精矿化学分析方法 铅量的测定 酸溶解-EDTA滴定法》[2]进行测定。但是，含锑铋白烟灰中锑、铋的水解会包裹硫酸铅沉淀，影响缓冲溶液的浸取，且铋在滴定过程中会消耗Na2EDTA标准滴定溶液，导致铅的测定结果偏高[3]。为了消除杂质元素干扰，准确测定白烟灰中铅量，对EDTA滴定法测定铅量进行了样品溶解和溶液滴定2方面实验研究，采用氢溴酸除砷、锑，Na2EDTA溶液预先滴定除铋的方法消除干扰，取得了令人满意的结果。

1 实验部分

1.1 试 剂

稀硫酸洗液（2+98）：将10 mL硫酸缓慢加入490 mL水中，搅拌均匀。

乙酸-乙酸钠缓冲溶液：将375 g无水乙酸钠溶于水中，加入50 mL冰乙酸，用水稀释至2 500 mL，混匀。

Na2EDTA标准滴定溶液：称取7.2 g乙二胺四乙酸二钠（Na2EDTA）置于400 mL烧杯中，加水溶解，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

二甲酚橙：将0.5 g二甲酚橙溶于100 mL水中。

氟化铵，硫酸，硝酸，氢溴酸，无水乙醇，抗坏血酸，氨水，Na2EDTA溶液（1 g/L）。

1.2 实验方法

称取0.300 0 g含锑铋白烟灰样品，置于400 mL烧杯中，加入0.5 g氟化铵，用少量水润湿，加入10 mL硫酸、5 mL硝酸，盖上表面皿，加热溶解数分钟至冒白烟，取下稍冷;加入5 mL氢溴酸，加热至冒白烟，取下稍冷;重复加入5 mL氢溴酸，再次加热至冒白烟并保持2～3 min，去除氢溴酸，取下冷却。

用少量水吹洗表面皿及杯壁，加入80 mL水，加热保持微沸10 min，冷却至室温，加入10 mL无水乙醇，放置1 h以上。用慢速定量滤纸过滤，用稀硫酸洗液（2+98）洗涤烧杯2次、沉淀4～6次，再用水洗涤烧杯及沉淀各1次，将滤纸展开，连同沉淀一起移入原烧杯中，加入100 mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液（pH值约为5.5），盖上表面皿，加热微沸10 min，摇动使沉淀溶解，取下冷却，加入0.2 g抗坏血酸。

用硝酸调节溶液pH值为1.40～1.60，加入2滴二甲酚橙指示剂，用1 g/L Na2EDTA溶液滴定至溶液由紫红色变为黄色，用氨水调节溶液pH值至5.40～5.60，补加2滴二甲酚橙指示剂，然后再用Na2EDTA标准溶液滴定至溶液由红色变为亮黄色为终点。

2 实验结果与讨论

2.1 锑的影响

实验过程中发现，试样溶解过程中不加氢溴酸时，试样中锑会水解夹杂在硫酸铅沉淀中，过滤时这些絮状沉淀也会附着在滤纸上，影响滴定终点的判断，且锑含量高时无滴定终点。因此，实验采用加入氢溴酸去除锑的干扰。

2.2 铋的影响

实验选用国家标准物质GBW 07172（w（Pb）=25.58 %），加入20 mg铋，按照本方法除铋和不除铋各平行测定4次，结果见表1。选用含锑铋白烟灰样品（w（Bi）=5.81 %，w（Sb）=34.00 %）进行实验验证，按照本方法除铋与不除铋各平行测定4次，结果见表1。

从表1可以看出：不除铋方法的测定结果偏高。通过调节pH及Na2EDTA预先滴定的方法能够得到准确的测定结果，有效消除铋对测定结果的影响。

2.3 氟化铵加入量

含锑铋白烟灰大多都含有硅，在分解过程中硅会形成硅酸沉淀夹杂在硫酸铅沉淀中，影响后续乙酸-乙酸钠缓冲溶液中铅的提取，因此硅的去除至关重要。实验选择以四氟化硅的形式去除硅。称取含锑铋白烟灰样品（w（Bi）=5.81 %，w（Sb）=34.00 %）16份，每4份分别加入0.5 g、1.0 g、2.0 g、3.0 g氟化铵，按照实验方法进行测定，结果见表2。

从表2可以看出：氟化铵加入量对样品测定结果影响不大。考虑到对大多数样品的适用性及试剂成本的节约，实验选择最佳氟化铵加入量为0.5 g。

2.4 水加入量

硫酸铅微溶于水和稀硫酸，在热溶液中沉淀效果较好，为加速硫酸铅沉淀的形成、降低硫酸铅的溶解度，实验考察了硫酸铅沉淀过程中水加入量的影响。称取含锑铋白烟灰样品（w（Bi）=5.81 %，w（Sb）=34.00 %）16份，每4份分别加入30 mL、50 mL、80 mL、100 mL水，按照实验方法进行测定，结果见表3。

从表3可以看出：水加入量为30～100 mL时，测定结果没有明显变化;但是，水加入量过少，硫酸浓度过大，过滤时容易将滤纸穿透，且溶液黏度较大，影响过滤速度;水加入量过大，所得滤液体积大，过滤时间长，影响工作效率。综合考虑，实验确定最佳水加入量为80 mL。

2.5 乙醇加入量

加入乙醇可以加速硫酸鉛沉淀的形成，降低硫酸铅的溶解度，因此实验考察了乙醇加入量。称取含锑铋白烟灰样品（w（Bi）=5.81 %，w（Sb）=34.00 %）16份，每4份分别加入5 mL、10 mL、20 mL、30 mL乙醇，按照实验方法进行测定，结果见表4。

从表4可以看出：乙醇加入量越大，精密度越差。此外，实验过程中发现，当乙醇加入量大于20 mL时，随着乙醇加入量增加，过滤速度越来越慢。因此，实验确定最佳乙醇加入量为10 mL。

2.6 静置时间

过滤前需将溶液静置一定时间以使硫酸铅沉淀完全。称取含锑铋白烟灰样品（w（Bi）=5.81 %，w（Sb）=34.00 %）16份，每4份分别静置30 min、45 min、60 min、120 min，按照实验方法进行测定，结果见表5。

从表5可以看出：静置时间越短，测定结果越低。静置时间超过60 min时，测定结果无显著差异。为了提高工作效率，实验确定沉淀最佳静置时间为60 min。

2.7 方法的准确度和精密度

按本方法对3个含锑铋白烟灰样品和GBW 07172（w（Pb）=25.58 %）进行测定，每个样品平行测定6次，计算平均值及精密度，结果见表6。

从表6可以看出：采用本方法测定标准物质，其测定结果与标准值吻合良好;测定结果的相对标准偏差为0.08 %～0.21 %，表明方法的准确度和精密度较高。

3 结 语

采用滴定法测定含锑铋白烟灰中铅量时，在溶样过程中加入氢溴酸，可以有效消除砷、锑的干扰;调节溶液pH、Na2EDTA溶液预滴定可有效消除铋的影响。本方法测定过程简单、结果准确、精密度高，适用于含锑铋白烟灰中铅量的测定。

[参 考 文 献]

[1] 马淼，黄玉代，郭勇，等.白烟灰的物相分析及酸浸脱砷工艺[J].应用化学，2015，32（10）：1 208-1 214.

[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.铅精矿化学分析方法 铅量的测定 酸溶解-EDTA滴定法：GB/T 8152.1—2006[S].北京：中国标准出版社，2006.

[3] 方文韬，史旭峰，朱克聪.铋矿石中高含量铅的测定方法[J].云南地质，2015，34（3）：480-483.

Determination of lead in white ash containing antimony

and bismuth by EDTA titration method

Mu Yan1，2，Zhao Yaming3，Liu Huali1

（1.Changchun Gold Research Institute Co.，Ltd.;

2.National Quality Supervision and Inspection Center for Gold and Silver Products（Changchun）;

3.School of Earth Sciences，Jilin University）

Abstract：White ash contains lead，antimony，bismuth and arsenic，and antimony and bismuth will seriously interfere with the determination of lead content.The experiment optimizes EDTA titration method to determine lead content in white ash containing antimony and bismuth.With hydrobromic acid addition and pre-titration of Na2EDTA solution，the interference of  antimony and bismuth is eliminated.And it is decided that the ammonium fluoride addition is 0.5 g，water addition is 80 mL，ethyl alcohol addition is 10 mL，and the settling time is 60 min.The method is simple，the relative standard deviation of the determination results is 0.08 %-0.21 %，and the accuracy and precision are both good.

Keywords：EDTA titration method;white ash;lead;antimony;bismuth