滴定法连续测定铅锌矿中铅锌铜

滴定法连续测定铅锌矿中铅锌铜

姜好莲

招金矿业股份有限公司金翅岭金矿  山东招远  265400

摘  要：随着国家经济的不断发展，各行各业对有色金属的需求量也不断增加。有色金属矿石的质量直接影响着企业的经济效益，因此，矿石中各种金属含量的分析显得尤为重要。铅锌矿是重要的有色金属矿物，它的主要组成成分是铅、锌、铜。铅、锌和铜在不同的矿石中含量不等，有的含量高达50%以上，有的含量低至1%以下。用滴定法连续测定铅锌矿中的铅、锌和铜，能更好地保证测定结果的准确性和可靠性，也便于进行综合分析。

关键词：铅锌矿；铅、锌、铜；测定方法；滴定法；连续测定

引  言：铅锌矿中铅、锌和铜的分析测定方法主要有重量法、容量法（包括滴定重量法、容量法）和滴定法。重量法是根据化学方程式计算出铅、锌、铜的含量，重量法测定相对误差大，不能满足大批量样品检测的要求；容量法操作复杂，不适合于实验室长期连续分析；滴定法是将铅锌矿中的铅、铜分离出来，并通过一定的化学方程式计算出其含量。滴定法操作简单，反应快，重现性好，能满足分析质量控制和管理的需要。

一、方法原理

铅锌矿中的铅、锌和铜在氧化反应中发生分解，生成氧化铅、氧化锌、氧化铜等。这些氧化物和铅、锌、铜都有络合物的存在，在分析前可先用硫酸溶解，除去部分有色物质。铅、锌、铜含量越高，络合物越多，分析时先用硫酸将溶液中的铅锌络合生成氧化铅，然后用硫酸溶液溶解氧化铜和氧化铜，将沉淀过滤后，溶液中含有铅的成分除去。通过分析试样中所含的铅，根据不同的化学方程式计算出各种金属的含量。如：用硫酸溶解样品时，在水浴锅上加热后，溶液中生成较多的氧化铅和铜离子。通过比较不同量的硫酸溶液和硫酸沉淀中含有的铅、锌、铜含量，即可计算出矿石中含铅量。此外还可以通过氧化铅滴定锌（或铜）的终点速度来计算：先以硫酸溶解样品后加入硫酸溶液，然后滴定终点时滴定速度为10 mL/min。滴定终点时如果出现了沉淀生成，就说明所用硫酸量不足。

二、仪器与试剂

仪器：电热套（温度：20±1）℃；电热板（温度：90±1）℃；三用石英比色皿。

试剂：1.硫氰酸铵溶液：取硫氰酸铵（10%一次性），溶于去离子水中，取100 mL溶于10 mL乙醚中，混匀后置冰箱中待用。

2.硫酸锌溶液：取硫酸锌（10g/L），溶于100 mL去离子水中，再加入浓硝酸30 mL，充分混合后用三用石英比色皿测定溶液的 pH值，若溶液为中性或弱酸性，则取硫酸锌溶液10 mL加入100 mL去离子水中。

3.氯化亚锡溶液：取氯化亚锡（质量分数≥99.5%）100g溶于50 mL乙醚中，将其移入50 mL容量瓶中，加水稀释至刻度。

4.硝酸铅溶液：取硝酸铅（0.1g/L）10g溶于50 mL乙醚中。

5.将上述溶液中加入硫酸，充分混合后，置于电热套中加热至溶液沸腾，然后加入亚铁氰化钾（0.5g/L）溶液和过硫酸钾溶液（10g/L），待其充分反应后，将其转移至电热板上，加热至溶液沸腾。

6.铅、锌和铜标准样品：取铅锌矿或混合矿石标样100g，测定结果准确至0.1%。

三、试样的制备

试样的制备方法有称取试样、溶解试样、过滤、蒸发或沉淀试样等。

一般按下列步骤进行：

称取20~50g试样，在大口圆底烧瓶中，用蒸馏水溶解，转移到1升容量瓶中，加入浓硝酸和盐酸各20 ml，混匀，加水至1L以上，加盖。于室温下放置24小时以上，过滤后将滤液转移到100 ml容量瓶中（或用200 ml烧瓶），用稀硝酸溶液稀释至刻度。将滤渣转移到另一只烧瓶中，加水稀释至刻度，混匀后过滤。

称取20~50g试样加入1 ml浓硝酸和1~2滴稀硝酸（或盐酸）溶液中煮沸20 min左右。待溶液冷却至室温，将溶液转移至100 ml容量瓶中，用水稀释至刻度。

用蒸馏水将试样溶解，转移到100 ml容量瓶中，加入盐酸（或稀硝酸）溶液3 ml，再加水至1L以上，加盖。室温放置24小时以上，过滤后将滤液转移到100 ml容量瓶中。

四、试验步骤

1.将试样称取，加入稀酸（浓硝酸或盐酸）至溶解。

2.加入过量的硝酸和过量的盐酸至完全溶解，并在酸性介质中加入铬酸铵以沉淀出铅、锌、铜。向溶液中加入1滴铬酸铵溶液，继续摇匀。

3.将溶液转移到50 mL锥形瓶中，加入5 mL无水乙醇，摇匀。

4.用水稀释至刻度，用铬酸铵沉淀。

5.用1/4的 NaOH溶液把沉淀洗涤3次，洗去不溶物，然后用水洗涤至无沉淀，并使 pH值在2~3之间。

6.在100 mL的锥形瓶中加入1/2体积的乙醇和水，将溶液转移到100 mL锥形瓶中，继续摇匀。

7.在50 mL的锥形瓶中加入1 mL乙酸铅溶液和1~2滴醋酸锌溶液。

8.用0.1 mol/L的硫酸滴定酸和氢氧化钠溶液作指示剂，将溶液滴定到黄色消失为止。

五、结果计算

计算方法：铅的含量=铅质量×（1-系数）×100;锌的含量=锌质量×（1-系数）×100;铜的含量=铜质量×（1-系数）×100

在没有进行任何精密度测定的情况下，则上述公式中，其中m为样品中铅的质量，g为铅，n为样品中锌的质量，k为铅的系数，m/n=1-n/（1+k），k=1-n-1。

铅锌铜含量分别为： Pb/Zn=0.0009、 Pb/Cu=0.0267、 Cu/Zn=0.0026。

铅锌铜含量是在通过简单的计算之后得到的结果，因此为了准确地反映矿石中铅锌铜的实际含量，应对所得值进行进一步的精算和验证。在进行精算之前，应对所得值进行比较分析和计算。

六、注意事项

1.在测量过程中，要特别注意对试样的保护。试样一般不能直接用手接触，最好戴手套，使用后应立即洗手。如果试样污染了滴定管的内壁，可用蒸馏水冲洗。

2.当用标准溶液滴定分析试样时，要特别注意防止标准溶液被污染或稀释。如有必要，可采用适当的方法将标准溶液与试样混合后再滴定。

3.当需要同时测定铅、锌、铜的几种组分时，最好采用连续测定的方法进行，以便使几种组分的浓度同时达到分析要求。

4.在测定过程中，应随时对滴定管进行清洗。由于铅、锌、铜等金属离子对指示剂的干扰，使得滴定结果偏低，应在滴定过程中每隔5 min用纯水或蒸馏水清洗一次滴定管，直到溶液变清为止。

5.每次测定完毕后，都要清洗和洗涤滴定管和比色皿。对于用有机溶剂如甲苯等进行萃取的试样，也要及时清洗滴定管和比色皿。

七、讨论与小结

1.测定铅锌矿中铅、锌和铜的滴定法，与重量法或容量法相比，本方法操作简便，适用于实验室长期连续测定铅锌矿中铅、锌和铜含量，具有操作简便，分析速度快，分析成本低的特点。

2.从不同种类的铅锌矿中分别提取铅、锌和铜，用滴定法进行测定是比较理想的方法。在实验中，要注意样品的性质，如样品中有无其它干扰元素或杂质元素，同时注意样品的混合均匀性。

3.在铅锌矿中铅、锌和铜含量比较低时，可以直接用滴定法进行测定；如果铅和铜含量很高时，则必须要用其他的分析方法进行分析。

4.对于复杂样品中铅、锌和铜的测定，可以用重量法进行分析，对于测定复杂样品时，可以采用多种分析方法结合使用的方法。

结束语：

综上所述，铅锌矿中铅、锌和铜的测定方法很多，用重量法测定铅锌矿中的铅、锌和铜，虽然操作简单，但所测结果往往不准确，甚至还会出现漏测或错测的现象；而用滴定法连续测定铅锌矿中的铅锌铜，操作简单，成本低，分析结果准确可靠，便于实验室长期连续分析，符合生产现场质量控制的需要，具有广泛的应用价值。

参考文献：

[1]李皓,张尼,丁志英等.连续滴定法测定铅精矿中的铅、铜[J].化学分析计量,2016,25(04):46-49.

[2]赵晓霞,朱晓辉.红岭铅锌矿化验室pH值对EDTA滴定法中测定铅研究与实践[J].中国高新技术企业,2017(02):141-142.

[3]李汉莲.铅锌矿中铅锌快速连续测定研究[J].世界有色金属,2018,No.497(05):212-213.

[4]魏晶晶,王晓.混合铅锌矿中Pb、Zn快速连续测定方法改进[J].甘肃冶金,2018,40(01):54-55.