EDTA滴定法直接測定鋅精礦中鋅量

李建芝

（云南黃金礦業集團貴金屬檢測有限公司，云南 昆明 650000）

鋅精礦一般是由鉛鋅礦或含鋅礦石經破碎、球磨、泡沫浮選等工藝而生產出的達到國家標準的含鋅量較高的礦石，是鋅冶煉行業的重要原料，為了較好的監控冶煉工藝過程，保證鋅產品質量，必須對鋅精礦中鋅量進行準確的分析測定。目前鋅精礦中鋅量的測定主要采用原子吸收光譜法、EDTA容量法、X射線熒光光譜法等。其中，EDTA容量法具有測定范圍廣、測定結果準確可靠等優點，是鋅精礦中鋅量分析的主要方法[1-3]。國標GB/T8151.1-2012方法采用鹽酸、硝酸、硫酸、高氯酸分解樣品，硫酸沉淀過濾分離鉛，氨水-氯化銨溶液沉淀過濾分離鐵、錳、鋁、銻等雜質元素，需要二次沉淀分離，但測定的結果僅為鋅、鎘合量，還需要通過原子吸收分光光度計或電感耦合等離子體發射光譜儀測定鎘量，通過計算扣減鎘量才是鋅量。操作過程繁雜費時，不能較好的滿足生產需求，沉淀過濾分離雜質元素時，沉淀極易吸附和包裹鋅，使測定結果偏低。鑒于以上存在的問題，結合本地區鋅精礦中鐵、鉛、鎘等干擾元素含量不高，其中鐵小于10%，鉛小于4%，鎘小于1%的特點，本文在國標方法的基礎上進行改進采用氟化氫銨掩蔽鐵，無需進行沉淀過濾分離，避免了氫氧化物沉淀對鋅的吸附和包裹。加入碘化鉀掩蔽鎘，測定結果直接為鋅量，無需再重新分析鎘量。改進后方法操作簡單，終點易于觀察，結果穩定，降低勞動強度，有效提高了工作效率。

1 實驗部分

1.1 主要試劑

鹽酸（ρ=1.19g/mL）、硝酸（ρ=1.42g/mL）、硫酸（ρ=1.84g/mL）、高氯酸（ρ=1.67g/mL）、硫酸（1+1）、氟化氫銨、過硫酸銨溶液、氟化鉀（200g/L）、硫代硫酸鈉溶液（100g/L）。

金屬鋅片：（ωzn≥99.99%）使用前表面無氧化，鋅用（1+9）HCl清洗1min，再用水和丙酮沖洗，并在50℃烘箱中烘干。

六次甲基四胺緩沖溶液（PH=5-6）：稱取40g六次甲基四胺于200mL水中，加入10mL HCl，稀釋至1000mL。

EDTA標準滴定溶液（0.1moL/L）：稱取37.2g乙二胺四乙酸二鈉，加水微熱溶解，冷卻至室溫，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻放置3d后標定。

EDTA標準滴定溶液標定（g/mL）：稱取0.0700g金屬鋅，加入10mLHCl，低溫溶解，取下冷卻，加入20mL水，1mL硫酸鐵儲存液，按照1.2操作步驟分析滴定，計算單位體積EDTA相當于鋅的質量，隨同標定作空白試驗。

二甲酚橙指示劑（5g/L），限兩周內使用。

1.2 實驗方法

稱取0.2000g試樣于250mL燒杯中，加少量水潤濕，加入0.5g氟化氫銨，加入15mL鹽酸低溫加熱溶解驅趕硫化氫5min～10min，加入5mL硝酸至試料分解完全。加入5mL（1+1）硫酸繼續加熱至1mL～2mL左右（若試料中含碳較高時，可加熱至冒白煙時取下冷卻，加入1mL～2mL高氯酸繼續加熱至1mL～2mL左右），取下放冷，用水吹洗燒杯壁，并稀釋至20mL左右（如溶液中含鐵較低，適當補加硫酸鐵儲存液使溶液中含鐵量約為20mg），5mL過硫酸銨溶液，加熱煮沸至冒大氣泡，徹底破壞過量的過硫酸銨，取下冷卻至室溫[4]。用1+1氨水調至出現紅色沉淀，加入飽和氟化氫銨溶液調至紅色褪去，并過量10mL，加入30mL六次甲基四胺緩沖液，5mL氟化鉀溶液，10mL硫代硫酸鈉溶液，2g碘化鉀，搖勻溶解，滴加2d二甲酚橙指示劑，用EDTA標準滴定溶液滴定至溶液由紫紅色色變成亮黃色即為終點。

1.3 結果計算

式中：

ω（Zn）為鋅質量分數（%）；

T-單位體積EDTA標準溶液相當于鋅的質量g/mL；

m-試樣的質量g；

V-滴定試樣所消耗的EDTA標準溶液的體積mL；

V0-滴定空白所消耗的EDTA標準溶液的體積mL。

2 結果與討論

2.1 PH指示劑

Fe3+在PH＞2時就開始沉淀，PH=3.7時沉淀完全，與甲基橙指示劑調節的PH相當，而且甲基橙調節PH時，會造成終點顏色加深不易識別。所以實驗選1+1氨水調節至Fe3+沉淀完全來指示溶液PH，飽和氟化氫銨掩蔽Fe3+，僅以二甲酚橙指示劑指示滴定終點，終點顏色清晰易辨識。

2.2 鐵的干擾消除

國標法在氨水-氯化銨溶液中使鐵生成氫氧化鐵沉淀過濾分離鐵，通過實驗測定沉淀和濾紙中的鋅量，發現氫氧化鐵沉淀會吸附和包裹一定量的鋅，使結果偏低，濾液體積大，PH不易控制，需加熱濃縮至小體積，操作繁雜費時。本文采用飽和氟化氫銨掩蔽鐵，無需沉淀過濾，簡化操作，且有效避免了氫氧化鐵沉淀對鋅的吸附和包裹[5]。通過實驗觀察過量不同體積的飽和氟化氫銨對滴定終點判斷的影響，實驗結果見表1。

表1 飽和氟化氫銨加入量實驗

實驗結果表明飽和氟化氫銨過量10mL時可以將鐵完全掩蔽，終點敏銳易于觀察。

2.3 鎘的干擾消除

鎘的化學性質和鋅十分相似，沉淀分離不能消除鎘的干擾，故國標法中測定的是鋅鎘合量，需重新測定鎘量才能再計算鋅量，過程繁瑣，工作量大[6]。本文通過加入碘化鉀使鎘被碘離子絡合而不與EDTA絡合，通過實驗確定碘化鉀的最佳加入量，實驗結果見表2。實驗結果表明當碘化鉀的加入量為3g時，能有效消除鎘的干擾，達到直接測定鋅的目的。

表2 碘化鉀加入量實驗

2.4 精密度和準確度實驗

按照實驗方法對國家標準樣品ZBK400進行10次平行測定，測定值與國家標準樣品推薦值進行比較，分析結果見表3。數據表明ZBK400的測定值在誤差允許范圍內，測定值的相對標準偏差為0.17，測定結果具有較好的精密度和準確度。

表3 精密度實驗結果

3 結論

實驗方法是在參考鋅精礦測定鋅量國標方法的基礎上建立的適合本公司鋅精礦中鋅量的快速測定方法。試樣經鹽酸、硝酸、硫酸、高氯酸分解后，采用飽和氟化氫銨掩蔽鐵，無需進行沉淀過濾分離，避免了氫氧化物沉淀對鋅的吸附和包裹。

加入碘化鉀掩蔽鎘，測定結果直接為鋅量，無需再重新分析鎘量。極大的簡化了操作流程，提高工作效率，方法的準確度和精密度良好，保證了分析結果的準確性和可靠性，較好的滿足了生產需求。