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铅是柔软的弱金属,具有比重大,抗蚀性好等特性,广泛应用于各工业部门。测定高含量铅传统方法较多,重量法可得到准确结果,滴定法有EDTA法,钡铬酸铅滴定法等[1]。EDTA滴定法应用广泛,用硫酸冒烟,铅与硫酸根生产硫酸铅沉淀,用EDTA进行络合滴定,以硫酸钾为沉淀剂,生成硫酸铅钾复盐沉淀与其他元素分离。用EDTA络合滴定发测定铅,分析工作中对铋存在需掩蔽才能分析铅含量。铅冶炼中产生中间产品,物料性质复杂,铋含量1%~60%,锡0.5%~20%,铜1%~40%。锑0.5%~15%,锌0.5%~5%,含有金银铁等其他元素,铋,锑元素含量高,形成硫酸铅沉淀过滤分离,铋与铅沉淀使测定结果偏高。铋含量可借助PH酸度计调节溶液pH值分析测定,但滴定铅终点变色不明显,不能准确测定铅。本文提出EDTA-酒石酸联合掩蔽铋,以硫酸钾为沉淀剂,生成硫酸铅钾复盐沉淀与锑,铁,铝等干扰离子分离,Na2EDTA滴定法测定铅,研究EDTA酒石酸掩蔽铋、锑最佳条件,加入0.5g酒石酸,联合掩蔽,铅加标回收率99.7%~100.4%。
铅标准溶液称取5g于300mL烧杯,加50mL硝酸,剧烈反应后加热溶解,移入1000mL容量瓶。Na2EDTA标准溶液称取18.6g乙二胺乙酸二钠加水溶解,移入5L试剂瓶,稀释至5L放置3d标定。铋,砷,锑,锡标准溶液5mg/mL,EDTA溶液50g/L,硫酸(1+1),巯基乙酸溶液(1+99),硫酸钾,酒石酸等所用试剂为分析纯。
移取10mL铅标准溶液于250mL烧杯,加入乙酸-乙酸钠缓冲溶液,平行标定4份,取平均值,随同标定做空白实验。移取10mL标准铅溶液,4mL锡,锑,砷标准溶液于300mL烧杯,0.5g酒石酸,加入5g硫酸钾,搅拌加入7mL硫酸,低温保温5min,加入少许抗坏血酸,用慢速定量滤纸过滤,硫酸钾溶液洗涤沉淀10次,将滤纸同沉淀移入原烧杯。加入30mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液,加热5min,加水150mL,2滴二甲酚橙指示剂,用Na2EDTA溶液滴定至溶液变亮黄。称取2g合金样品于300mL烧杯,加50mL硝酸,于低温电热板加热溶解完全,移入500mL容量瓶,移取20mL分液于300mL烧杯,加入5g硫酸钾[1]。
称取2g合金样品于300mL烧杯,盖上表面皿,低温电热板加热溶解样品,移入500mL容量瓶,移取3份20mL分液于300mL烧杯,加热至冒烟,加5mL氢溴酸,加热至体积5mL,加5g酒石酸,加水至100mL,加热5min静置2h,定量滤纸过滤,洗涤沉淀10次,将滤纸同沉淀移入原烧杯,用水吹洗杯壁,加热煮沸5min,加水至150mL,滴二甲酚橙指示剂,搅拌加入3mL巯基乙酸溶液,用Na2EDTA溶液滴定至亮黄。
表1 三种分析方法测定结果对比
称取3份合金样按样品处理步骤操作,与硫酸铅沉淀法测定结果对比。复杂高铋物料用铅铋滴定法,测定结果重现性较差。传统硫酸铅沉淀法与Na2EDTA滴定法测定铅重复性好,但对环境造成危害,选择Na2EDTA滴定法测定铅。对硫酸用量进行考察,按实验方法加入硫酸(mL)2、5、7、9进行实验,铅回收率(%)为99.8、100.1、99.9、99.7,硫酸的用量对铅测定影响不大。为保证硫酸钾沉淀完全,考察硫酸钾用量,按实验法加入硫酸钾(g)3、5、7、9进行实验,铅回收率为(%)98.2、99.9、99.7、98.9。硫酸钾用量5~7g铅回收率满意。控制沉淀分离溶液铅含量为50mg,硫酸烟污染环境,不采用硫酸冒烟沉淀铅。
为确保硫酸铅沉淀完全,按实验步骤操作,设置煮沸时间(min)1、5、15实验,铅回收率(%)为98.3、99.9、100.1,煮沸时间5~15min对铅测定影响不大,小于5min回收率偏低。按实验步骤对陈化时间考察,在1.5~3h内对测定影响不大,选择陈化时间2h,沉淀煮沸5min后低温保温,沉淀加入抗坏血酸消除铁干扰。铋水解干扰铅测定,采用沉淀铅用EDTA掩蔽消除干扰,加入铋标准溶液0~100mg,按实验步骤操作。溶液未加入铋,加入10mL不影响回收率,加入10mL消除铋干扰限量为80mg,铋含量为100mg,加入15mL时沉淀结果准确,样品中铋含量加入10-15mL均可。
探讨用EDTA-酒石酸联合掩蔽铋锡在稀硫酸硫酸钾沉淀剂,生成硫酸钾复盐沉淀最佳条件,在BY0111-1铅精矿管理中加入铋,锑验证实验方法,铅重复性良好,RSD为0.20%,硫酸发烟时用盐酸,铅重复性较好,应用于铅冶炼中产生中间产品测定,工艺流程中金属平衡良好,不适用于钡高于1%样品铅测定。