Na2EDTA滴定法測定鉛濾餅中鉛

摘要：研究建立了鉛濾餅中鉛量的分析方法。試樣采用氟化氫銨、鹽酸、硝酸和硫酸溶解，氫溴酸除去砷、錫干擾，利用硫酸沉淀鉛與其他干擾元素分離，沉淀溶解于乙酸-乙酸鈉緩沖溶液中，巰基乙酸作為掩蔽鉍，二甲酚橙作為指示劑，用Na2EDTA標準滴定溶液滴定試液中鉛，采用火焰原子吸收光譜法測定濾液中鉛進行補正，二者相加即為試樣中鉛量。實驗結果表明：在最佳實驗條件下，方法測定結果的相對標準偏差為0.147 %～0.269 %，加標回收率為99.30 %～101.00 %，能夠很好滿足鉛濾餅中鉛量的測定需要。

關鍵詞：Na2EDTA滴定法；鉛濾餅；鉛；干擾元素；火焰原子吸收光譜法；補正

[中圖分類號：TD926.3 文章編號：1001-1277（2025）03-0102-03 文獻標志碼：A doi：10.11792/hj20250318 ]

引言

火法煉銅過程產生的煙塵，經漿化后漿液通過分離得到含鉛鉍白渣漿液，白渣漿液經過硫酸浸出過濾后得到的渣稱為鉛濾餅［1］。隨著中國精煉銅行業的不斷發展，精煉銅產量逐年增加，現已超過1 000萬t，隨之每年將產生一定量的鉛濾餅，其為黑色固體，主要成分為鉛、鉍、銅、砷、錫等，現作為鉛資源回收利用［2-11］。目前，針對鉛濾餅中鉛量分析的國家標準或者行業標準還沒有，相關檢測機構均是借鑒鉛精礦中鉛測定的國家標準［12］。而鉛濾餅的組成成分與鉛精礦有很大差別，造成檢測的準確性無法保證，貿易摩擦頻繁。因此，研發一種鉛濾餅中鉛量測定的化學分析方法很有必要。

1實驗部分

1.1主要試劑

鹽酸、硝酸、硫酸、氨水、高氯酸、氫溴酸、無水乙醇，均為分析純試劑。氟化氫銨飽和溶液，酒石酸溶液（50 g/L），硫氰酸鉀溶液（50 g/L），巰基乙酸溶液（1+99），二甲酚橙溶液（1 g/L），實驗用水為去離子水。

乙酸-乙酸鈉緩沖溶液（pH=5.5～6.0）：150 g無水乙酸鈉與20 mL冰乙酸混合，加水稀釋至1 L，混勻。

2 mg/mL鉛標準溶液：稱取1.000 0 g 金屬鉛（純度大于99.99 %），置于200 mL燒杯中，加入25 mL硝酸（1+3），蓋上表面皿，待低溫溶解完全，移入500 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。該標準溶液中鉛質量濃度為2 mg/mL。

200 μg/mL鉛標準溶液：將2 mg/mL鉛標準溶液稀釋10倍。

乙二胺四乙酸二鈉（Na2EDTA）標準滴定溶液（0.010 mol/L）：稱取3.73 g 乙二胺四乙酸二鈉，置于400 mL燒杯中，加水微熱溶解，冷卻至室溫后，移入 1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。放置2 d后標定。移取20 mL 2 mg/mL鉛標準溶液于400 mL錐形瓶中，低溫蒸至5 mL后取下稍冷，加入50 mL水，用氨水（1+1）中和至微紅色，加入30 mL乙酸-乙酸鈉緩沖溶液、4滴二甲酚橙指示劑，混勻，用Na2EDTA標準滴定溶液滴定至試液由紫紅色變為亮黃色為終點。隨同做空白實驗，平行標定4份。測定結果極差應不大于4×10-5 mol/L，取其平均值。

1.2儀器

火焰原子吸收光譜儀，附鉛空心陰極燈，其最佳工作條件見表1。

1.3實驗方法

準確稱取0.2 g 試樣（精確至0.000 1 g）置于300 mL錐形瓶中，用少量水潤濕，加入2 mL氟化氫銨飽和溶液、10 mL鹽酸，于電熱板上微沸溶解3～5 min，取下；稍冷后加入5 mL硝酸，于電熱板上繼續微沸溶解3～5 min，取下；稍冷后加入5 mL硫酸，于電熱板上繼續加熱至冒濃白煙1～2 min，取下；冷卻后加入5 mL氫溴酸，搖勻，于電熱板上低溫蒸至近干，取下；冷卻后沿杯壁加入50 mL硫酸（5+95），煮沸，取下；冷卻后加入10 mL無水乙醇，流動水冷卻后靜置1 h。采用傾瀉法于慢速定量濾紙過濾，用硫酸洗滌液（2+98）洗滌燒杯和沉淀數次，直至用硫氰酸鉀溶液檢查濾液無紅色出現為止。將沉淀和濾紙一起轉入原燒杯中，加入30～50 mL 乙酸-乙酸鈉緩沖溶液（pH=5.5～6.0），于電熱板上保持微沸數分鐘，待沉淀全部溶解，取下，冷卻。用水稀釋溶液至200 mL左右，加入少許抗壞血酸、3～4滴二甲酚橙溶液，邊攪拌邊加入3 mL 巰基乙酸溶液，立即用Na2EDTA標準滴定溶液滴定至溶液由紫紅色變成亮黃色即為終點。

將洗滌液和濾液收集于燒杯中，加熱濃縮至小體積，加入5 mL硝酸，冷卻后轉移至100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。以水調零，于火焰原子吸收光譜儀測量洗滌液和濾液的吸光度。

1.4校準曲線繪制

準確移取0，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 mL 200 μg/mL鉛標準溶液置于1組100 mL容量瓶中，加入5 mL硝酸，用水稀釋至刻度，混勻。于火焰原子吸收光譜儀波長283.3 nm處，使用空氣-乙炔火焰進行測定。以鉛質量濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制校準曲線。

2結果與討論

2.1共存元素的干擾

2.1.1砷、錫元素的干擾

由于鉛濾餅成分復雜，含砷和二氧化硅大于5 %；含錫大于0.5 % 時，會對鉛的測定產生干擾［13-15］。此外，樣品溶解過程中，錫易水解，影響鉛的測定。通常采用硫酸冒煙后，加入氫溴酸加熱揮發溴化錫、溴化砷的方法消除錫、砷的干擾。綜合考慮，氫溴酸加入量選擇5 mL。

2.1.2鉍元素的干擾

鉛濾餅中含鉍大于10 %，而鉍易水解，與鉛生成硫酸鉛鉍沉淀，不能完全與硫酸鉛分離，對鉛量的測定造成正干擾［16-18］。移取5.00 mL 10 mg/mL鉛標準溶液于300 mL錐形瓶中，分別加入一定量的鉍，并將滴定前加入和不加入3 mL巰基乙酸溶液進行了對比實驗，測定結果見表2。從表2可以看出：不加入巰基乙酸溶液時，測定結果偏高；加入3 mL巰基乙酸溶液后，可有效掩蔽溶液中鉍對鉛測定的干擾。綜合考慮，確定加入3 mL巰基乙酸溶液去除鉍的干擾。

2.1.3其他元素的干擾

鉛濾餅中其他元素質量分數為：Fe 5 %～15 %、Zn 2 %～8 %、Ca 0.5 %～5 %、Cd 0.5 %～5 %、Sb 小于 0.50 %、In 小于0.50 %。移取5.00 mL 10 mg/mL鉛標準溶液于300 mL錐形瓶中，分別加入上述元素的最大量，按分析步驟進行測定。結果顯示，沉淀分離后，上述元素對測定結果無影響。

2.2沉淀時間的選擇

為了考察硫酸鉛沉淀時間對鉛的影響［19］，移取5.00 mL 10 mg/mL鉛標準溶液于300 mL錐形瓶中，按分析步驟進行測定，沉淀后分別放置不同的時間，測定結果見表3。從表3可以看出：沉淀0.5 h后，基本沉淀完全，達到穩定。綜合考慮，沉淀時間選擇1 h。

2.3鉛量的補正

硫酸鉛沉淀溶解后，Na2EDTA滴定溶液中的鉛，濾液中可能會有一定的鉛［20］。為了考察濾液中鉛量，分別移取2.00 mL、6.00 mL 10 mg/mL鉛標準溶液于300 mL錐形瓶中，按分析步驟進行測定，濾液中鉛量測定結果見表4。從表4可以看出：濾液中鉛量為0.45 ～0.57 mg時，損失率為0.88 %～2.39 %。因此，實驗采用火焰原子吸收光譜法補正濾液中鉛量。

2.4方法的精密度實驗

按照分析步驟，對不同鉛含量的2個鉛濾餅樣品進行7次測定，結果見表5。從表5可以看出：本方法測定結果的相對標準偏差為0.147 %～0.269 %，精密度滿足要求。

3結語

采用氫溴酸除砷、錫，硫酸沉淀鉛，將鉛與其他雜質分離，用乙酸-乙酸鈉緩沖溶液溶解硫酸鉛沉淀，用Na2EDTA標準滴定溶液滴定鉛，火焰原子吸收光譜法補正濾液中鉛。該方法簡便快速，準確度和精密度高，能夠滿足鉛濾餅中鉛量的檢測需求。

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Determination of lead in lead filter cake by Na2EDTA titration

Lü Qianqian

（Testing and Research Center， Tongling Nonferrous Metals Group Holdings Co.， Ltd.）

Abstract：A method for analyzing lead content in lead filter cake was developed. The sample was dissolved using ammonium hydrogen fluoride， hydrochloric acid， nitric acid， and sulfuric acid. Arsenic， and tin interferences were removed with hydrobromic acid， while lead was separated from other interfering elements via sulfate precipitation. The precipitate was dissolved in an acetate-acetic acid buffer solution. Thioglycolic acid was employed to mask bismuth， and xylenol orange served as the indicator. Lead in the solution was titrated with a standardized Na2EDTA solution. Residual lead in the filtrate was corrected using fire atomic absorption spectrometry， and the total lead content was obtained by summing both results. Experimental data show that under optimal conditions， the method achieves a relative standard deviation of 0.147 %-0.269 % and a recovery rate of 99.30 %-101.00 %， effectively meeting the requirements for lead determination in lead filter cakes.

Keywords：Na2EDTA titration; lead filter cake; lead; interfering elements; fire atomic absorption spectrometry； correction