重量法測定鉛銻精礦中的硫含量

伍斯靜 丘興旺 黃世明.李梁軍

（中國檢驗認證集團廣西有限公司，廣西 防城港 538001）

重量法測定鉛銻精礦中的硫含量

伍斯靜 丘興旺 黃世明.李梁軍

（中國檢驗認證集團廣西有限公司，廣西 防城港 538001）

采用碳酸鈉-氧化鋅混合物半熔，將試樣中的硫全部轉化成可溶性硫酸鹽，然后用硫酸鋇重量法測定鉛銻精礦中硫含量。用本法測定硫量，方法精密度高，準確度好，結果穩定可靠，硫的測定范圍為15.00%～30.00%;方法精密度（RSD值為）為0.314%～0.550%，回收率在99.24%～101.78%之間，完全滿足鉛銻精礦中硫量的測定要求。

重量法；鉛銻精礦；硫

鉛銻精礦是由獨特的錫多金屬礦石生產出來的選礦礦產品，是冶煉鉛錠和銻錠的主要原料之一，除鉛、銻外，還摻雜有S、C、Fe、As、Zn、Cu、Bi等雜質元素。目前國內測礦石中硫量的方法主要有高頻紅外吸收法、燃燒法和重量法。重量法檢測硫現行的方法有：銅精礦中硫的測定國家標準采用重量法和燃燒-滴定法，銅礦石、鋅礦石和鉛礦石中硫量測定國家標準采用硫酸鋇重量法、高溫燃燒碘量法和高溫燃燒中和法，混合鉛鋅礦精礦和銻精礦中硫的測定行業標準都是采用燃燒中和法。高頻紅外吸收法測定硫，主要測定低含量的硫。燃燒碘量法測硫，銻有干擾。重量法和燃燒中和法測硫，都是經典而廣泛采用測定硫的方法，其準確度高、精密度好，其運用范圍廣，是目前理化分析普遍使用的方法。本文根據鉛銻精礦的特點，采用碳酸鈉-氧化鋅混合物半熔，將試樣中的硫全部轉化成可溶性硫酸鹽，然后在微酸性溶液中與氯化鋇作用生成硫酸鋇沉淀，灼燒，恒重，按硫酸鋇的質量計算試料的硫含量。通過共存離子干擾、精密度、加標回收率等試驗，建立了重量法測定鉛銻精礦中硫的分析方法。

試驗證明，用本法測定硫量，方法精密度高，準確度好，結果穩定可靠，方法精密度（RSD值為）為0.314%～0.550%，回收率在 99.24%～101.78%之間，完全滿足鉛銻精礦中硫量的測定要求。

1 實驗部分

1.1 主要儀器

SX2-5-12 高溫爐（上海實焰電爐廠）；MS204S 電子天平（Switzerland(瑞士)）。

1.2 試劑

除非另有說明，在分析中使用分析純的試劑和蒸餾水或去離子水或相當純度的水。

（1）燒結劑：將一份無水碳酸鈉與一份氧化鋅混合、研細、混勻。（注：配制燒結劑時，應現將無水碳酸鈉與氧化鋅在105℃烘干2小時，否則容易結塊，不均勻，影響燒結質量。）

（2）氧化鋅。

（3）稀鹽酸，（1+1）。

（4）硝酸（ρ1.42 g/mL）。

（5）硝酸銀溶液（10g/L）：每100 mL溶液加入3～4滴硝酸。

（6）甲基橙指示劑（1g/L）。

（7）硫酸銨（高純試劑，硫酸銨的質量分數≥99.99%）。（注：使用前應在105℃烘干2～3小時。）

（8）氟化鈉（光譜純試劑）。

（9）氯化鋇溶液（100 g/L），必要時過濾。

1.3 試驗方法

在30mL瓷坩堝中加入1g氧化鋅墊底，再加入5g燒結劑，稱取0.20g鉛銻精礦（精確至0.0001g）試樣，加入瓷坩堝中，攪拌是試料與燒結劑混勻，上面再覆蓋一層2g燒結劑。將瓷坩堝放入高溫爐內，從室溫開始升溫，于750℃±10℃燒結1.5h，取出冷卻。將瓷坩堝中半熔物移入盛有100 mL熱水的250mL燒杯中，以熱水洗凈坩堝，并稀釋至150 mL。將燒杯置于電熱板上，用玻棒不斷攪拌，加熱至近沸使熔塊分散溶解，取下，用雙層中速定量濾紙過濾于400mL燒杯中，用熱水洗滌燒杯2～4次，沉淀8～10次，棄去沉淀。向濾液中加入1～2滴甲基橙指示劑，用鹽酸中和至溶液變紅，再過量5mL。將濾液用水稀釋至300 mL，煮沸1～2分鐘，取下稍冷，在不斷攪拌下緩慢加入20 mL氯化鋇溶液，繼續煮沸3～5分鐘，蓋上表面皿，靜置 4小時或者過夜。用慢速定量濾紙過濾，用熱水洗沉淀至無氯離子為止[用硝酸銀溶液檢驗]。將沉淀連同濾紙放入預先于790℃±10℃高溫爐中灼燒恒重過的30 mL瓷坩堝（或鉑坩堝）中，置于低溫電爐上，烘干灰化，于790℃±10℃高溫爐中灼燒40分鐘，取出坩堝置于干燥器中，冷卻至室溫稱重，并重復灼燒至恒重。隨同試料作空白試驗。

1.4 分析結果的計算

硫的含量以質量分數ws，數值以%表示，按式（1）計算：

式中：

m1——沉淀和瓷（或鉑）坩堝的質量，單位為克（g）；

m2——瓷（或鉑）坩堝的質量，單位為克（g）；

m3——空白的質量，單位為克（g）；

m0——試料的質量，單位為克（g）；

0.1374——硫酸鋇換算為硫的換算因子。

計算結果表示至兩位小數。

2 結果與討論

2.1 燒結試劑的選擇

經查閱重量法測硫的資料及銅精礦、鉛礦石等國家標準，經過試驗，本文最終采用先加入1g氧化鋅墊底，在使用無水碳酸鈉-氧化鋅按1∶1的比例配制的燒結劑半熔試樣，從試驗數據及結果反饋，該試劑配比能滿足試驗要求。

2.2 半熔溫度

分別對三個鉛銻精礦分別進行了750℃半熔1.5小時，800℃、825℃及850℃半熔1個小時。進行半熔溫度試驗，結果（見表1）標明：半熔溫度在750℃半熔1.5小時，800～850℃半熔1小時，所得檢驗結果一致，但半熔溫度在800～850℃時，熔塊不易浸取，因此本方法使用半熔溫度為750℃，半熔時間為1.5小時。

表1 半熔溫度對試驗結果的影響

2.3 硫酸鋇沉淀時間對試驗結果的影響

按1.2試驗方法進行，試驗結果見表2。試驗結果表明，硫酸鋇沉淀時間在4個小時以上，結果穩定，試驗回收率好。

表2 硫酸鋇沉淀時間對試驗結果的影響

2.4 共存元素的影響

鉛銻精礦除了鉛、銻兩種元素外，含有雜質元素比較多，雜質含量主要有S、C、Fe、Zn、Cu、As、Bi等。

重量法測硫元素，其化學反應為硫酸根與鋇離子反應生成沉淀，影響和干擾分析結果的是被測溶液中含有能與硫酸根離子、鋇離子發生反應生成沉淀的陽離子或陰離子，以及其他元素在稀鹽酸溶液中易水解而夾雜在硫酸鋇沉淀中。根據文獻記載，干擾元素有：鉛、銻、鉍、錫、硅、鈦、錳、鉻（Ⅲ）、鎢、鉬、氟等。

通過對鉛銻精礦代表樣進行X射線熒光光譜分析，可知，鉛銻精礦中除鉛、銻外，還有鐵、鉍、錫、硅、鈦、氟、碳等。其中，鉛、銻、鉍、錫、硅、鈦等元素在稀鹽酸溶液中易水解而夾雜在硫酸鋇沉淀中，或生成硫酸鹽沉淀干擾測定。高價鐵鹽易與硫酸鋇形成共沉淀。錳含量高時，亦會因共沉淀造成誤差。以上這些元素均能在碳酸鈉-氧化鋅半熔融后，浸取過濾除去。而碳在稀鹽酸溶液中形成二氧化碳煮沸除去。

氟離子能與鋇離子形成氟化鋇，在沉淀硫酸鋇時形成共沉淀，導致結果偏高，因此應在沉淀前除去。

氟元素允許量:按試驗方法（1.3），把試樣換成硫酸銨固體試劑，分別稱取0.2g硫酸銨于瓷坩堝中，分別加入不同量氟化鈉，按1.3試驗方法進行試驗，結果見表3。

表3 氟元素允許量

根據文獻記載，氟化鋇微溶于水，易溶于酸。試驗證明，在本試驗條件下，對于0.20g試樣，氟元素量從硫元素的100%增加至382%對測定結果均無影響，該方法結果不受氟元素影響。

2.5 加標回收試驗

分別稱取0.2g5個不同的鉛銻精礦試驗樣，加入同量的硫酸銨0.1g，按照1.3試驗方法進行試驗，結果見表4。另外，分別稱取0.2g鉛銻精礦試驗樣1#，加入不同的硫酸銨，按照1.3試驗方法進行試驗，其結果見表5。在擬定的試驗條下，硫加標回收率在99.24%～101.78%之間，結果滿意。

表4 不同的鉛銻精礦加標回收試驗

表5 同一個鉛銻精礦試樣加標回收試驗

2.6 精密度試驗

將6個鉛銻精礦試樣分別稱取11份，按上述分析方法測定硫量，試驗結果見表6。

表6 硫量分析結果

以上結果可以看出，對鉛銻精礦試樣平行測定11次，相對標準偏差為 0.314%～0.550%，滿足分析要求。

3 結論

通過條件試驗，建立的本分析方法--重量法測定硫量，選擇的條件合理，精密度高、準確度好，方法簡便可靠，適用范圍廣，完全滿足鉛銻精礦中硫量的測定要求。

[1] GB/T 3884.3-2012.銅精礦化學分析方法(第3部分):硫量的測定重量法和燃燒-滴定法[S].北京:中國標準出版社, 2012.

[2] GB/T 14353.12-2010.銅礦石、鉛礦石和鋅礦石化學分析方法(第 12部分):硫量測定[S].北京:中國標準出版社, 2010.

[3] GB/T 3286.7-2014.石灰石及白云石化學分析方法(第7部分):硫含量的測定 管式爐燃燒-碘酸鉀滴定法、高頻燃燒紅外吸收法和硫酸鋇重量法[S].北京:中國標準出版社,2014.

Weight method to determine the sulfur content in lead antimony concentrate

The sample with sodium carbonate.half of molten zinc oxide mixture, all converted into soluble sulfate sulfur, and then with barium sulfate weight method determination of sulfur content in lead antimony concentrate.Sulfur was measured by this law, the method is of high precision and good accuracy, stable and reliable results, the determination of sulfur range is 15.00%～30.00%;Precision (RSD) value is 0.314%～0.550%, recovery rate was between 99.24%～101.78%, completely meet the requirements of the determination of sulfur content in lead antimony concentrate.

Weight method; lead antimony concentrate; sulfur

TD9..

A....

1008-1151(2015)08-0047-03

2015-07-11

伍斯靜（1982－），女（瑤族），廣西蒙山人，中國檢驗認證集團廣西有限公司助理工程師，從事礦產品、化工產品的檢測工作。