礦石中鉛的快速測定方法研究

摘 要：本方法以硫酸鉀為沉淀劑，以硫酸溶解試樣，減少了溶解礦樣的時間，從而提升了化驗結果的速度，與其他容量法測定值比較，測定的結果相一致，分析誤差在允許誤差之內，且測定時間可縮短3h。

關鍵詞：鉛精礦；容量法；滴定

1 前言

鉛是人類利用較早的金屬，在地殼中的平均含量為0.0016%，除形成鉛礦物外，少量鉛廣泛分布于自然界中。目前自然界中發現200多種鉛礦物和含鉛礦物，多以硫化物、碳酸鹽、硫酸鹽等形態存在。

鉛礦石中鉛的測定方法有很多種，其中EDTA容量法測定鉛含量，因它具有操作簡便準確度較高等而被廣泛使用，一般高鉛礦石中鉛的分析方法，我們以鹽酸，硝酸分解，在用硫酸冒煙使鉛生成難溶的硫酸鉛沉淀。該方法消解試樣所用時間過長，影響了實驗結果的進度。經過多次實驗證明，以硫酸鉀為沉淀劑，硫酸溶解試樣減少了溶解礦樣的時間，從而提升了化驗結果的速度，與其他容量法測定值比較，測定的結果滿意。

2 試劑

①抗壞血酸；②硫酸；③硫酸鉀；④乙酸-乙酸鈉緩沖溶液（pH5.5～6.0）：稱取200g無水乙酸鈉溶于水中，加入9mL冰乙酸，用水稀釋到1000mL，混勻；⑤二甲酚橙：0.2%水溶液；⑥EDTA標準溶液：c（EDTA）=0.01mol/mL，稱取3.72g乙二胺四乙酸二鈉于燒杯中，加水微熱溶解，冷卻，移入1000mL容量瓶中，用水定容。

EDTA標準溶液標定：吸取20mL鉛標準溶液（1.00mg/mL）置于250mL燒杯中，加入50mL HAc-NaAc緩沖溶液，攪拌，加入0.1g抗環血酸，加水稀釋至100mL。攪勻后，加入3～5滴二甲酚橙指示劑，用EDTA標準溶液滴點至由紅色變為亮黃色為終點。由消耗的EDTA標準溶液的體積以及吸取鉛標準溶液的濃度和體積，計算EDTA標準溶液對鉛的滴定度（mg/mL）。

鉛標準溶液p（Pb）=1.00mg/mL稱取三份0.2000g鉛（99.99%）分別置于250燒杯中，加入20mL硝酸（1+3），蓋上表面皿，加熱至完全溶解，取下稍冷，加入10mL硫酸加熱至冒煙后取下，冷卻，放置1h，以下按5.2分析步驟進行。取3份標定結果的平均值，3份標定結果的極差應不大于0.00001g/mL。

3 測定機理研究

試樣經硫酸溶解，以硫酸鉀為沉淀劑，使Pb生成K2SO4·PbSO4復鹽沉淀而與Fe、Cu、Zn等元素分離，該復鹽的溶解度比PbSO4要小得多，少量的Cl-、NO3-不影響復鹽沉淀，因此勿需H2SO4蒸發溶液以驅盡Cl-、NO3-，從而加快了分析速度，并且由于省略了H2SO4冒煙步驟，而克服了試樣中有重晶石時，Ba對測定Pb的影響，鉛以硫酸鉛沉淀與其他元素分離，形成硫酸鉀鉛復合沉淀，用乙酸—乙酸鈉緩沖溶液溶解硫酸鉛，在pH=5.5～6.0的乙酸—乙酸鈉緩沖溶液中，用Na2EDTA標準溶液滴定。

4 實驗方法與測定結果

4.1 實驗方法

稱取0.2000g試樣于250mL高型燒杯中，加2～3g硫酸鉀（助溶，提供硫酸根），加10mL濃硫酸，并搖勻試樣，蓋上表面皿，加熱溶解20min（含砷銻較高的試樣加5～6滴氫溴酸揮發，含碳高試樣加5～6滴硝酸分解），取下冷卻室溫，加水80mL，加熱溶解10min，靜置30min（讓硫酸鉛充分沉淀）。

用慢性濾紙過濾（硫酸鉛沉淀顆粒較細，需用慢性濾紙過濾），用硫酸（1+9）洗液洗滌燒杯及沉淀3～4次，洗滌濾紙4～5次（沉淀盡量保留在原燒杯中），再用蒸餾水洗1～2次，把濾紙轉移到燒杯中，加乙酸-乙酸鈉緩沖溶液40mL（保持溶液pH值在5.5～6.0間），煮沸5min，冷卻室溫，加水至50mL左右，加少量抗壞血酸（掩蔽三價鐵），2滴二甲酚橙指示劑，用Na2EDTA標準溶液滴定至溶液由紫紅色變為亮黃色為終點。計算鉛的含量。

4.2 測定結果

按式（2）計算鉛的百分含量

Pb（%）=TV/m×100（2）

式中：T-EDTA對鉛的滴定系數，g/mL；V-消耗EDTA的體積，mL；m-稱取試料重量，g。

原方法EDTA容量法測定鉛：稱取0.2000g試樣于250mL燒杯中，加入20mL鹽酸（p=1.18g/mL），加熱溶解試驗10min，加5mL硝酸繼續溶解10min，再加入20mL硫酸（1+1）加熱至冒硫酸煙2min，取下冷卻，加水50mL，煮沸后，小火保持10～60min，靜置4h，以下按4.2來操作。

5 測定結果分析

5.1 測定結果對照

本方法測定與用鹽酸，硝酸消解試樣的分析結果的對照表。

5.2 注意事項：

①硫酸鉛在硫酸酸度較大的情況下有溶解之趨勢，加入硫酸鉀后，Pb生成K2SO4復鹽存在時，此時的溶解度比硫酸鉛小得多；②滴定時應嚴格控制酸度在5.5～6.0的溶液中；③硫酸冒煙的溫度不宜太高，時間不宜過長，否則鐵，鋁，鉍等元素易生成難溶性硫酸鹽，夾在在硫酸鉛沉淀中；④三價鐵離子阻礙二甲酚橙的變色，使終點變化不明顯，故必洗凈或用抗壞血酸掩蔽。

6 結論

①從實驗結果可以看出，實驗方法測定的結果與經鹽酸，硝酸處理后測定結果相一致，分析誤差在允許誤差之內，且測定時間可縮短3h；②本方法適用于一般鉛礦石中鉛的測定，方法測定快速，結果準確可靠、穩定。

適用于原礦，鉛精礦等一般礦石中鉛的測定。本法適用于1%以上鉛的測定。

參考文獻：

[1]姚繼揚，丘修常，曹永剛.精礦化學分析方法[M].北京：中國標準出版社，2006.

[2]北京礦冶研究總院分析室.礦石及有色金屬分析手冊[M].北京：冶金工業出版社，1990.

作者簡介：

葉蓓蓓（1985- ），女，廣西河池人，助理工程師，現工作于河池市國有資產投資經營有限責任公司，主要從事化驗方面的工作。