張敏
(金堆城鉬業集團有限公司,陜西 華縣 714102)
目前生產上測定鉬精礦的方法有3種:硫氰酸鹽分光光度法、醋酸鉛重量法、X-熒光分析法。硫氰酸鹽分光光度法是測定鉬的傳統方法,該方法快速、省時、操作簡便;醋酸鉛重量法是鉬行業標準中使用的方法,該方法準確、穩定、可靠,但是工作強度大,分析時間長,操作起來比較麻煩,一般對鉬分析結果要求較高時,比如是出口產品時才運用到此方法;X-熒光分析法的優點是能夠快速大批量的測定樣品,但X-熒光分析儀器為進口儀器,出現故障時,存在備品備件不能及時到位、維修復雜等缺點。如果只是對生產的控制及選礦指標的計算,一般還是選用硫氰酸鹽光度法比較好,該方法快速、省時、操作簡便,適用于生產。運用硫氰酸鹽光度法時,以前生產上一般選用標準溶液的消光值作參比來計算結果。
標準溶液就是已知準確濃度的溶液。標準溶液濃度的準確度直接影響分析結果的準確度。在配制標準溶液的過程中,我們嚴格按照標準溶液的配制要求進行配制,保證其濃度的準確性,但是我們無法保證標準溶液在存放的過程中受各種因素的影響從而使濃度發生變化,并且標準溶液與待測溶液的基體不匹配現象也無法克服,甚至有時會出現系統偏差現象,這都會導致分析結果不準確,給生產帶來不便。
針對這種情況,我們查閱大量資料并反復試驗,認為可以用標樣代替標準溶液的消光值作參比來測精礦中的鉬。標樣直接從鉬精礦中選取,保證了標樣和待測樣品的基體一致,克服了基體不匹配問題;標樣濃度的定值采用重量法平行做11次取平均值,保證了標樣濃度的準確性,克服了使用標準溶液濃度的變化問題;在溶樣過程中,標樣和待測樣品同時進行處理,克服了操作過程中電熱板溫度、化學試劑、水質等的影響,消除了系統偏差,使測得的數據準確可靠。
(1)鉬標準溶液:稱取高純三氧化鉬(99.99%)3.000 3 g于300 mL燒杯中,加入50 mL水,氫氧化鈉10 g,攪動使之溶解,冷至室溫,移入500 mL容量瓶中,稀釋至刻度,搖勻,此溶液含鉬4 mg/mL。
(2)混酸:取1 000 mL硫酸緩緩加入1 000 mL水中,待冷卻后加入1 000 mL硝酸,2 000 mL磷酸,100 mL高氯酸,攪勻。
(3)7%硫脲溶液:稱取350 g硫脲于燒杯中,加入適量水溶解,然后移入5 000 mL小口瓶中,稀釋至刻度,搖勻。
(4)60%硫氰酸鉀:稱取3 000 g硫氰酸鉀至500 mL燒杯中,加入適量水溶解,然后移入5 000 mL小口瓶中,稀釋至刻度,搖勻。
(5)13%硫酸-硫酸銅溶液:取130 mL硫酸攪拌加入500 mL水中,加入0.2 g硫酸銅,冷卻后稀釋至1 000 mL(若含鎢高,可配入0.2 g草酸)。
在13%的酸性介質中鉬(VI)被硫脲還原成鉬(V),鉬(V)與硫氰酸根生成紅色絡合物。在82型全差示光度計上,以不同濃度的標準溶液做參比,測量消光值,計算鉬含量。
準確稱取2份0.200 0 g鉬精礦標樣,然后稱取生產試樣0.200 0 g左右,分別置于300 mL燒杯中,加入20 mL混酸溶液,蓋上表面皿,在電熱板低溫處加熱數分鐘,待黃色煙霧消失后,移置高溫處繼續分解(若試樣分解過程中出現黑色褪不掉情況時,補加5 mL混酸),當試樣分解至冒白色濃煙霧,小氣泡消失時,取下,冷卻到室溫,洗入200 mL容量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻。靜置澄清后過濾,移取5 mL溶液于預先盛有75 mL左右硫酸-硫酸銅溶液的100 mL容量瓶中,混勻,加入硫脲10 mL,硫氰酸鉀5 mL,以硫酸-硫酸銅溶液稀釋至標線,搖勻。20 min后和標準溶液同時測定。
打開82型全差示光度儀,用純水對儀器進行調零,用微調按鈕使純水的吸光度為零,測量標樣的吸光度,如果兩個標樣的吸光度差值超過5,則重新對標樣進行分析,將標樣的吸光度的數值作為參比濃度,然后對試樣進行測定,儀器將自動計算結果。
(1)標樣稱量必須準確到0.200 0 g。
(2)由于鉬的含量很高,移取溶液時應準確無誤。
(3)溶解樣品時應使樣品分解完全。
(4)標樣與試樣在同等條件下溶解和測量。
經試驗在所選工作曲線范圍內,5 mL硫脲和5 mL硫氰酸鉀溶液可以使鉬還原和顯色完全,但考慮到我們的樣品中還含有一定量的鐵,Fe3+需還原為Fe2+,要消耗一部分硫脲,所以我們將試樣還原時硫脲的量加到10 mL,顯色時硫氰酸鉀都使用5 mL。
于1組100 mL容量瓶中加入60~80 mL硫酸-硫酸銅混合溶液,用移液管準確加入1 mg/mL鉬標準溶液3 mL,3.5 mL,4 mL,5 mL,6 mL,7 mL,分別相當于鉬含量3.0 mg,3.5 mg,4.0 mg,5.0 mg,6.0 mg,7.0 mg,加入硫脲溶液5 mL,硫氰酸鉀溶液5 mL,每加一種試劑均混勻,用硫酸-硫酸銅混合溶液稀釋至刻度,搖勻,用1 cm比色皿于560 nm波長處測量,繪制工作曲線,見圖1。

圖1 工作曲線
測定結果見表1。

表1 測定結果
由表1中的值可以看出,用標樣代替標準溶液作參比測定鉬精礦中的鉬是可行的,克服了基體不匹配的弊端,消除了系統偏差,數據結果準確、可靠。現已運用到生產上,取得了良好的效果。
[1] 劉珍.化驗員讀本[M].北京:化學工業版社,1998.
[2] 李麗,陳玲.化學分析[M].北京:化工出版社,2001.