絡合掩蔽-中和滴定法測定濕法煉鋅浸出液中的硫酸含量

王賢果

﹙云南永昌鉛鋅股份有限公司，云南 保山 678307﹚

0 引 言

濕法煉鋅的基本原理是利用硫酸作溶劑，將礦石中的鋅浸出到溶液中來，凈化除去溶液中的雜質，通過電積使鋅析出在陰極板上，熔鑄后得到鋅錠。在濕法冶煉過程中，調漿液、沉礬前液、沉礬后液、氧壓酸浸液、高酸浸出前液、高酸浸出后液等溶液中還含有一定的硫酸，在生產過程中，由于需要根據溶液中的硫酸含量來計算中和劑的加入量，所以就需要對調漿液、沉礬前液、沉礬后液、氧壓酸浸液、高酸浸出前液、高酸浸出后液等過程溶液中的硫酸含量進行測定，為后續生產提供決策依據。由于對礦石進行浸出過程中，礦石中的雜質元素與鋅一同浸出溶液中，采用常規中和滴定法，由于溶液中鐵離子的干擾，滴定前后試樣溶液呈現渾濁狀態，無法出示分析結果，不能為濕法煉鋅生產提供決策依據。。采用絡合掩蔽—中和滴定法測定濕法煉鋅生產浸出液中的硫酸含量，Na2EDTA-CaCl2中性混合液掩蔽了浸出液中的鐵，滴定前、后試樣溶液清亮，能準確、快速的出示分析結果，為濕法煉鋅生產提供了決策依據。

1 試驗部分

1.1 主要試劑

1)溴甲酚綠溶液﹙0.1 %﹚：稱取分析純溴甲酚綠0.05 g溶于適量無水乙醇中，并用無水乙醇稀釋至50 ml，混勻。

2)甲基紅溶液﹙0.2 %﹚：稱取分析純甲基紅0.1 g溶于適量無水乙醇中，并用無水乙醇稀釋至50 ml，混勻。

3)溴甲酚綠—甲基紅混合指示劑：溴甲酚綠(2.1.1)和甲基紅(2.1.2)按(3+1)混勻。

4)乙二胺四乙酸二鈉溶液(10 %)：稱取分析純乙二胺四乙酸二鈉10 g溶于適量水中，加熱溶解完全后，冷卻至室溫，用水稀釋至100 ml，混勻。

5)分析氯化鈣溶液(5 %)：稱取分析純氯化鈣5 g溶于適量水中，并用水稀釋至100 ml，混勻。

6)氫氧化鈉溶液(10 %)：稱取分析純氫氧化鈉50 g溶于適量水中，并用水稀釋至100 ml，混勻。

7)乙二胺四乙酸二鈉-氯化鈣中性混合溶液：氯化鈣溶液(2.1.4)和乙二胺四乙酸二鈉溶液(2.1.5)按(1+1)混勻后，加3-4滴溴甲酚綠—甲基紅混合指示劑(2.1.3)，用氫氧化鈉溶液(2.1.6)調至PH=7(用PH試紙檢測)。

8)酚酞(1 %)：稱取分析純酚酞0.5 g溶于適量無水乙醇中，并用無水乙醇稀釋至50 ml，混勻。

9)氫氧化鈉標準滴定溶液[c(NaOH)≈0.06 mol/L]

(1)配制：把500 g優級純氫氧化鈉分多次加入加熱至沸騰30 min后冷卻至室溫的500 ml蒸餾水中，混勻放置三天后，用塑料量杯量取15 ml放入適量的加熱至沸騰30 min后冷卻至室溫的500 ml蒸餾水中，并用加熱至沸騰30 min后冷卻至室溫的蒸餾水稀釋至5 000 ml，混勻，放置一天后待標定。

(2)標定：準確稱取基準試劑鄰苯二甲酸氫鉀(在105～110℃干燥2 h，并在干燥器冷卻至室溫)0.40 g于500 ml三角燒杯中，加入80 ml加熱至沸騰的蒸餾水將鄰苯二甲酸氫鉀溶解完全，冷卻至室溫，加入2滴酚酞(2.1.8)，用配制好的氫氧化鈉溶液(2.1.9.1)滴至微紅色為終點。

隨同做空白試驗

按式(1)計算氫氧化鈉標準滴定溶液的實際濃度

(1)

式中：

C—氫氧化鈉(NaOH)標準滴定溶液的實際濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；

G—稱取鄰苯二甲酸氫鉀的量，單位為克(g)；

204.23—鄰苯二甲酸氫鉀的摩爾質量，單位為克每摩爾(g/mol)；平行標定四份，其極差值不大于4×10-5mol/L時，取其平均值，否則重新標定.

1.2 試驗方法

1.2.1 試料

1)移取1.0毫升試樣，精準到1.00 ml﹙試樣為浸出物過濾后的液體部分，試樣要取上層清亮部分進行分析，如果試料呈渾濁狀，可以用濾紙對浸出物進行過濾，但需注意一定要采用干過濾的方式進行過濾，防止在過濾過程中對試樣造成稀釋，使測定結果偏低。

2)獨立地進行兩次測定，取其平均值。

3)隨同試樣做空白試驗

1.2.2 測定

1)準確移取試樣1.0 ml(精準至1.00 ml)置于250 ml錐形瓶中，加入80 ml水，搖勻。

2)加入乙二胺四乙酸二鈉-氯化鈣(Na2EDTA-CaCl2)中性混合溶液10 ml，搖勻。

3)加入溴甲酚綠-甲基紅混合指示劑4滴，搖勻。

4)用氫氧化鈉標準滴定溶液滴定至溶液由紅色變為亮綠色即為終點，記下消耗毫升數。

按式(2)計算酸H+的含量，數值以g/L表示：

(2)

式中：

C—氫氧化鈉(NaOH)標準滴定溶液的實際濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；

V1—滴定時，滴定試液所消耗氫氧化鈉標準滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；

V2—滴定時，滴定空白試液所消耗氫氧化鈉標準滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；

V3—移取試樣的體積，單位為毫升(mL)；

49.04—硫酸(1/2H2SO4)的摩爾質量.

2 條件試驗

2.1 掩蔽劑及指示劑的選擇

2.1.1 浸出液中主成分及雜質含量的分析

表1 浸出液中主成分及雜質含量的分析

通過分析，浸出液中含有的主要成分是鋅，雜質中含鐵較高，鎘、鈷、鍺、銅、鎳、銻較低。在分析浸出液中的酸含量時，鎘、鈷、鍺、銅、鎳、銻不影響酸含量的分析測定，鐵影響酸含量的分析測定。因此，在分析測定浸出液中的酸含量時必須加入乙二胺四乙酸二鈉-氯化鈣(Na2EDTA-CaCl2)來掩蔽浸出液中的鐵。

2.1.2 掩蔽劑及指示劑用量的選擇

表2 Na2EDTA-CaCl2及甲基橙指示劑用量的選擇

通過實驗表明：加入Na2EDTA(10 %)-CaCl2(5 %)混合液(1+1)10甲酚綠—甲基紅混合指示劑4滴，試液無渾濁現象，終點明顯，分析測定結果正常，加入其余不同量的Na2EDTA-CaCl2掩蔽劑溶液和溴甲酚綠-甲基紅指示劑，試液還是有渾濁現象，終點也不明顯，分析測定結果異常。

2.1.3 含鐵量不同的浸出液加入Na2EDTA-CaCl2量的試驗

通過實驗表明：當浸出液中的鐵含量≥15 g/L時，需要加入15 ml Na2EDTA(10 %)-CaCl2(5 %)混合液。否則，滴定終點不明顯，分析測定結果異常。

表3 含鐵量不同的浸出液加入Na2EDTA-CaCl2的量

3 準確度試驗

對3個不同的試樣重復測量7次，得到方法測量精密度，見表4；對3個不同的樣品加入不同的標準量，得到方法回收率，見表5。

表4 方法測量精密度

試樣結果表明，方法測量精密度相對標準偏差為0.16 %～0.98 %，表明該分析方法具有良好的出現性。

表5 方法回收率

試樣結果表明，方法的加標回收率在96.65 %～104.10 %，表明該方法具有較高的準確度

4 結 語

此分析測定方法精密度好，準確度高，分析流程短，便于操作，容易掌握。適合于濕法煉鋅生產浸出液中硫酸含量的測定。對促進濕法煉鋅生產具有重大的意義。