碘量法測定陽極銅中的銅量

摘? 要：陽極銅是銅電解的重要產品，如何快速準確地測定銅的含量，對于陰極銅的生產具有重要的現實意義。稱取樣品3.0g，試樣經硝酸分解后，重量比稱取適量的溶液，加入尿素，加入飽和乙酸銨溶液調節酸度，用飽和氟化氫銨掩蔽鐵，淀粉溶液為指示劑，用硫代硫酸鈉標準滴定溶液進行滴定，建立了碘量法測定陽極銅中銅的分析方法。用重量比代替體積比分取合適的溶液，進行了銅測定的條件試驗：乙酸銨飽和溶液用量、氟化氫銨飽和溶液用量、碘化鉀用量、乙酸鉛用量、硫氰酸鉀用量對測定銅的影響，并對98.5%～99.6%的樣品進行了多次測定，RSD在0.042%～0.058%之間，加標回收率在99.91%～100.16%，表明方法用于陽極銅中銅含量的測定準確度高、精密度好。

關鍵詞：陽極銅? 重量比? 碘量法? 銅含量

中圖分類號：O655? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2020）09（c）-0062-06

Abstract： Anode copper is an important product of copper electrolysis. How to determine the content of copper quickly and accurately has important practical significance for the production of cathode copper. Take samples 3.0g said， after the samples were decomposed by nitric acid， weight ratio according to proper solution， adding urea， join saturated ammonium acetate solution to adjust the acidity， hidden iron with saturated ammonium hydrogen fluoride， starch solution as an indicator， titration with sodium thiosulfate standard titration solution， iodine quantity method is established the analysis method of the determination of copper in copper anode. Substitute lighter than score take appropriate solution volume， the conditions for the determination of copper test： ammonium acetate saturated solution dosage， the dosage of saturated solution of ammonium hydrogen fluoride， potassium iodide dosage， the dosage of lead acetate， the dosage of potassium thiocyanate influence on the determination of copper， and the repeated sample is 98.5% ～ 99.6%， RSD between 0.042% ～ 0.058%， standard addition recovery rate from 99.91% ～ 100.16%， shows that method is used for the determination of copper content in anode copper with high accuracy and good precision.

Key Words： Anode copper; Weight ratio; Iodine content; Copper content

銅是人類歷史上發現較早和使用的金屬之一，銅是與人類關系非常密切的重金屬，在電氣原件、機械加工制造、建筑裝修行業、輕工生產、國防科技制造中使用的量也相當大，人體內也存在不可或缺的微量元素銅。銅產品在材料的消費中也占了很大的比例。陽極銅是銅電解過程的重要原料，如何快速、準確地測定其銅含量，對于陽極銅的生產具有重要的現實意義。我國每年的陽極銅的產量和交易量很大，目前國內還沒有統一的化學分析方法，所以，在進行買賣交易時，對于銅含量的測定分析結果爭議比較大。目前測定銅含量的方法有碘量法[1-4]、電解重量法[5-8]、電位滴定法[9]。該文試驗了碘量法測定陽極銅中的銅，試樣經硝酸分解后，重量比分取合適量的試樣溶液，加入尿素，用飽和乙酸銨溶液調節pH為3.0～4.0，用飽和氟化氫銨掩蔽鐵，加入碘化鉀與二價銅離子作用，析出的碘以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標準滴定溶液進行滴定，根據消耗硫代硫酸鈉標準滴定的體積計算銅的含量。并相應進行了條件試驗，選擇出合適的分析條件。測定結果表明該法精密度、準確度好，能夠快速得到分析結果，適合陽極銅98.50%～99.70%范圍內銅量的測定。

1? 實驗部分

1.1 主要試劑與儀器

銅片（5N）、碘化鉀（AR）、硫代硫酸鈉（GR）尿素（AR）、乙酸銨飽和溶液、氟化氫銨飽和溶液、淀粉溶液（5g/L）、乙酸鉛溶液（40g/L）、硫氰酸鉀溶液（200g/L）、乙酸（AR）、無水乙醇（AR）、濃鹽酸（AR）、硝酸（1+1）。

50mL堿式胖肚滴定管，最小刻度0.02mL。

1.2 實驗步驟

（1）試料全部自由通過20目標準篩，然后用40目標準篩篩分。

（2）按篩分后的質量比合稱3.0000g試樣，精確到0.0001g。獨立地進行兩次測定，取其平均值。

（3）隨同試料做空白試驗。

（4）稱取3.0g試樣于窄口三角燒杯（已干燥恒重）中，加入40mL硝酸（1+1）于電熱板上低溫溶解10min，待反應完全，加入10mL鹽酸，煮沸1～2min，取下冷卻，用水吹洗燒杯壁，加水搖勻。用天平稱溶液的總重量。稱取溶液重量比約為1/10的溶液于250mL三角燒杯中，加入5mL飽和溴水，低溫蒸發至小體積，用水吹洗杯壁，溶液體積約為30～40mL。

加入約2g尿素，搖勻，滴加乙酸銨飽和溶液，使溶液顏色剛好變深藍色，并過量1mL，滴加氟化氫銨飽和溶液1mL，混勻。加入3～4g碘化鉀，立即用濃度約為0.1mol/L硫代硫酸鈉標準滴定溶液滴定。當溶液呈淡黃色時，加入淀粉溶液5mL，繼續滴定至溶液呈淡藍色，加入硫氰酸鉀溶液5mL，乙酸鉛溶液（40g/L）1mL，劇烈搖動，待吸附的碘釋放出來后，繼續滴加硫代硫酸鈉溶液使待測液至剛變亮黃色即為終點。

2? 結果與討論

2.1 硝酸濃度的選擇

稱取5份3.0g試樣于窄口三角燒杯（干燥恒重）中，加入40mL硝酸溶液，濃度分別為（1+0）（1+1）（1+2）（1+3）（1+4），電熱板上低溫溶解試樣，觀察試樣溶解情況。試樣結果如表1所示。

由表1可以看出，采用硝酸（1+1）溶解試樣，反應的速度比較合適，因此試驗中選用硝酸（1+1）溶解試樣。

2.2 硝酸（1+1）加入量試驗

稱取5份3.0g試樣于窄口三角燒杯中，分別加入硝酸（1+1）為10mL、20mL、30mL、40mL、50mL，置于低溫電熱板上溶解，觀察試樣溶解情況。試驗結果見表2。

由表2中可以看出，加入30mL、40mL、50mL可以溶解試樣，因此試驗中選擇硝酸（1+1）的加入量為40mL。

2.3 乙酸銨飽和溶液用量對結果的影響

稱取3.0g純銅片（精確到0.0001），按試驗方法進行操作，稱取溶液重量比為1/10的純銅溶液5份于250mL三角燒杯中，加入5mL飽和溴水，低溫蒸發至小體積，用水吹洗杯壁，溶液體積約為30～40mL，加入2g尿素，待尿素溶解，滴加乙酸銨飽和溶液，使溶液剛變深藍色，分別過量0mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL，滴加1mL氟化氫銨飽和溶液，用精密pH試紙（pH0.5～5.0）測量試液pH值。測定結果見表3。

從試驗的結果可以看出，控制溶液pH為3.5～4.0，滴加入乙酸銨飽和溶液，使溶液剛變深藍色并過量1mL即可，乙酸銨飽和溶液的pH偏大，加多了會使待測溶液pH偏大。

2.4 氟化氫銨飽和溶液用量對結果的影響

稱取3.0g純銅片（精確到0.0001），按試驗方法進行操作，稱取溶液重量比為1/10的純銅溶液5份于250mL三角燒杯中，加入5mL飽和溴水，低溫蒸發至小體積，用水吹洗杯壁，溶液體積約為30～40mL，加入2g尿素，待尿素溶解，滴加乙酸銨飽和溶液，使溶液剛變深藍色并過量0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL，測定結果見表4。

2.5 碘化鉀用量對結果的影響

稱取3.0g純銅片（精確到0.0001），按試驗方法進行操作，稱取溶液重量比為1/10的純銅溶液5份于250mL三角燒杯中，加入5mL飽和溴水，低溫蒸發至小體積，用水吹洗杯壁，溶液體積約為30～40mL，加入2g尿素，待尿素溶解，滴加乙酸銨飽和溶液調節酸度，滴定，碘化鉀的加入量分別為1g、2g、3g、4g、5g，測定結果見表5。

因Cu-與I-反應是可逆的，為促使反應完全，必須加入足量的碘化鉀，否則反應不完全，測得結果偏低，試驗表明，選取加碘化鉀3～4g即可。

2.6 乙酸鉛用量對結果的影響

稱取3.0g純銅片（精確到0.0001），按試驗方法進行操作，稱取溶液重量比為1/10的純銅溶液5份于250mL三角燒杯中，加入5mL飽和溴水，低溫蒸發至小體積，用水吹洗杯壁，溶液體積約為30～40mL，加入2g尿素，待尿素溶解，調節酸度，滴定，乙酸鉛的加入量分別為0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL，測定結果見表6。

2.7 硫氰酸鉀溶液用量試驗

稱取3.0g純銅片（精確到0.0001），按試驗方法進行操作，稱取溶液重量比約為1/10的純銅溶液5份于250mL三角燒杯中，加入5mL飽和溴水，低溫蒸發至小體積，用水吹洗杯壁，溶液體積約為30～40mL，加入2g尿素，待尿素溶解，調節酸度，滴定，硫氰酸鉀溶液加入量分別為1mL、2mL、3mL、4mL、5mL，測定結果見表7。

從以上結果可以看出，硫氰酸鉀的用量控制在1～5mL對結果無影響，但為了使被絡合了的銅充分釋放出來，硫氰酸鉀用量選用5mL。

2.8 各雜質元素的干擾試驗

稱取3.0g純銅片（精確到0.0001），按試驗方法進行操作，于分取溶液中分別加入各雜質元素及其量，按照試驗方法進行操作，結果見表8。

由表9可知，As、Bi、Ni、Pb、Sb、Zn、Se、Te、Au、Ag、Sn、Fe、Se雜質元素的共同加入后，按試驗方法進行，對分析無明顯干擾。

2.9 精密度試驗

按上述分析步驟分析1#、2#、3#、4#、5#樣，所得結果見表10。

2.10 標準回收試驗

用2#、3#試驗樣品按分析方法進行標準加入回收試驗，其結果見表11。

3? 結語

通過試驗研究，確定了用碘量法測定陽極銅中的銅量，重量比分取溶液樣品，通過對樣品分析及各種條件試驗的探討，表明用該法測定陽極銅中的銅是完全可行的，方法精密度好，準確度高，用碘量法測定陽極銅中銅的含量可獲得滿意的結果，適用于98.5%～99.70%的陽極銅測定。

參考文獻

[1] 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.

[2] YS/T 521.1-2009，粗銅化學分析方法第1部分：銅量的測定碘量法[S].2009.

[3] 呂彥玲.陽極銅中銅含量的測定[J].甘肅冶金，2018，40（3）：86-87.

[4] 黃上元.碘量法測定金精礦中的銅[J].世界有色金屬，2020（2）：131-133.

[5] GB/T 5121.1-2008，銅及銅合金化學分析方法第1部分：銅含量的測定[S].2008.

[6] 盧立勤，余陶.陰極銅快速電解法測定銅量[J].新疆有色金屬，2009，32（4）：56-57.

[7] 白玲娟.電解重量法測定純銅中銅量的探討[J].能源與節能，2013（10）：108，111.

[8] 呂茜茜，張釗，王晉平.電解重量法測定陽極銅中銅[J].冶金分析，2017，37（5）：30-33.

[9] 趙懷穎，呂慶斌，鞏愛華，等.自動電位滴定技術精確測定銅礦石中高含量銅的方法研究[J].巖礦測試，2015，34（6）：672-677.

[10] 宋楠，李鮮紅.電解重量法與ICP-OES聯用測定陰極銅中銅及雜質元素[J].科技創新導報，2018，15（22）：238-240.

[11] 呂彥玲.陽極銅中銅含量的測定[J].甘肅冶金，2018，40（3）：86-87.