滴定法測定金屬礦石中銅鉛鋅的方法研究

王曉琴

摘 要：近年來，我國社會經濟不斷發展，對金屬礦產資源的要求也越來越高，因此，礦產開采中，為切實提升開采效率，對成礦物質的精準測定就顯得十分重要了。滴定法作為一種傳統的礦石元素分析方法，具有操作方便、成本低、易于掌握并且準確度高等優勢，在礦石樣品的金屬元素測定中得到了廣泛地應用，較原子吸收法、X射線熒光光譜法以及等離子體發射光譜法等都有著獨特的優勢。

關鍵詞：滴定法；銅鉛鋅；連續測定

滴定法是借助化學指示劑來判定滴定終點的礦石元素分析法，對于操作步驟和操作人員的素質都有著較高的研究，需要確保在滴定、讀數、記錄以及計算等步驟中都不產生任何“過失誤差”才能有效保障滴定的準確性。因此，加強對滴定法的研究有著十分重要的作用。文章以滴定法為研究對象，探討多金屬礦中銅鉛鋅鐵的測定實驗。

1.滴定法的應用概述

滴定法是一種利用金屬離子會與特定配合劑發生化學反應生成配合物的元素分析測試技術，是測定礦石樣品中金屬元素的常用方法之一，并且自2000年以來，諸多學者不斷對其進行改進，使其在礦石元素測定中得到了越來越廣泛地應用。舉例來說，2001年，劉長風等人在對滴定法測定高硅鉛礦中鉛結果偏低的原因進行了分析并對實驗方法進行了改進，消除了二氧化硅對測定結果的干擾；2005年，張詠青等人對傳統的EDTA絡合滴定分析鉛、鋅的方法進行了改進，實現了對鉛、鋅元素的連續測定，改進后實驗的精密度符合要求，大大提高了生產效率；2010年，余紅等人在2010年對測定鋅礦石中鋅的滴定法做出了改進，穩定回收率在98.2%～104.6%之間，由此可見，我國的滴定法一直都在進步。當前，在馮忠偉等學者的努力下，我國的滴定法已實現了多金屬礦中銅、鉛、鋅、鐵的連續測定。文章以此為基礎，對金屬礦石中的銅、鉛、鋅進行實驗測定。

2.金屬礦石中銅鉛鋅的測定實驗

2.1主要試劑

（1）標準溶液：HCl，HNO3，H2SO4，氨水；EDTA標準溶液，c=0.05mol/L（用鋅標準溶液標定）；硫代硫酸鈉標準溶液，c=0.02mol/L；淀粉溶液，c=5g/L。二，指示劑：甲基橙指示劑，c=1g/L；二甲酚橙指示劑，c=5g/L。三：其他試劑：抗壞血酸；硫脲飽和溶液；氯化銨；氟化氫銨飽和溶液；碘化鉀；氯化汞飽和溶液；氟化鉀溶液，c=200g/L；硫氰酸鉀溶液，c=400g/L；乙酸-乙酸鈉緩沖溶液（稱取結晶乙酸鈉200g溶解于300mL水中，加冰乙酸10mL，用水稀至1L，混勻）；氨水-氯化銨洗液（2g氯化銨溶于少量水中，加20mL氨水，用水稀釋至1L）。除特別注明外試劑均為分析純，水為新鮮去離子水。

2.2實驗方法

2.2.1分解試樣

第一，稱取試樣0.2～0.5g并放置于燒杯中，加入15mL鹽酸，低溫加熱5分鐘后，加入10ml硝酸，繼續加熱至水分蒸發近干，確認試樣已充分溶解。同時，在燒杯中再次加入20ml（1+1）硫酸溶液，繼續加熱，直至燒杯冒出白煙，保持該狀態2分鐘后使溶液冷卻。以水洗杯壁并加水至溶液體積約為50mL，加熱煮沸5min，取下用流水冷卻并靜置30min。

第二，利用慢速濾紙，將上述溶液過濾至100ml容量瓶。然后用（2+100）硫酸溶液洗滌燒杯及沉淀6～8次，再用水洗2次。將沉淀與濾紙轉入原燒杯中，用于測定鉛；同時，容量瓶內加水直至刻度，密封搖勻，靜置，用于銅、鋅測定。

2.2.2鉛的測定

首先，在原燒杯中加入水和乙酸-乙酸鈉緩沖溶液各25ml，加熱，同時進行攪拌，沸騰5分鐘后取下放置冷卻；其次，加入抗壞血酸0.1～0.2g，同時加入溶度為200g/L的氟化鉀溶液2ml，攪拌均勻；最后，加入二甲酚橙指示劑2滴，同時利用EDTA標準溶進行液滴定，當溶液顏色變為亮黃色時停止滴定。

2.2.3銅的測定

首先，取試樣分解步驟中得到了濾液適量，置于容量為250ml的錐形瓶中，滴定氨水，得到棕紅色的氫氧化鐵沉淀，當顏色不再加深時，滴加氟化氫銨飽和溶液至棕紅色消失并過量1mL，搖勻；其次，加入2g碘化鉀，搖勻，立即用硫代硫酸鈉標準液滴定至淡黃色，加入淀粉溶液2mL，繼續滴定至淺藍色，加硫氰酸鉀溶液1mL，激烈搖振至藍色加深，再次滴定，當藍色恰好消失時停止滴定。

2.2.4鋅的測定

取試樣分解步驟中得到了濾液適量，置于容量為250ml的燒杯中。首先，加入3g氯化銨，攪拌直至溶解；然后加入氨水，要求在使氫氧化鐵完全沉淀后，額外加入15ml，加熱至微沸；接著，用快速濾紙，趁熱將溶液過濾至容量為250ml的錐形瓶中，用熱的氨水-氯化銨洗液洗滌燒杯和沉淀各5次，加熱煮沸濾液驅除大部分氨，冷卻。加1滴甲基橙指示劑，用（1+1）鹽酸滴加至溶液剛好變紅色，加1滴（1+1）氨水使溶液變黃色，加入15mL乙酸-乙酸鈉緩沖溶液，加2mL氟化鉀溶液，加0.1～0.2g抗壞血酸，加5mL硫脲飽和溶液，搖勻；最后，加2滴二甲酚橙指示劑，同時利用EDTA標準溶進行液滴定，當溶液顏色變為亮黃色時停止滴定。

2.3試樣分解條件討論

（1）鹽酸、硝酸用量。在進行試驗分解時，首先加入鹽酸溶液，其目的是為了使礦石試樣中的硫形成硫化氫揮發，進而能夠有效減少硫化礦與硝酸的反應，減少單質硫的生成，這是因為，單質硫在形成過程中會將礦樣包藏起來，進而影響到礦石元素的最終測定。一般情況下，10ml鹽酸和5ml硝酸就可完全分解0.2g～0.5g的易溶試樣；而對于一些難容試樣，鹽酸和硝酸的用量則分別需要增加至15mL和10mL。

（2）硫酸用量。在分解試樣時，鹽酸和硝酸就可完成分解作用，此時加入硫酸的目的主要有兩方面：第一是為了揮發溶液中的Cl-、NO3-，進而能夠減少這些離子對測定的影響；第二則是使Pb2+離子沉淀，使其與銅、鋅及其他離子元素分離。通常來說，溶度為1～4.5mol/L的硫酸就可使鉛元素完全沉淀，當硫酸用量較少時，會導致不完全沉淀；而硫酸用量過多時，則會影響后續酸度的調整。

3.結論與認識

總而言之，滴定法所具有的操作簡單、成本低等特點使其在礦石樣品的元素分析測試中有著獨特的優勢，其作為一種傳統的元素分析方法，至今仍得到了廣泛的應用。但是，滴定法雖經過眾多學者的研究和改進，其操作步驟也不斷優化，也要認識到滴定法的應用是非常嚴格的，需要多次試驗取平均值才能最大限度減少誤差。今后，相關學者也要進一步對其進行研究，使其能夠在礦石元素分析中得到更廣泛的應用。

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