銅礦石中銅的容量法測(cè)定基準(zhǔn)替換與應(yīng)用

李 力

（湖南省有色地質(zhì)勘查局二四五隊(duì)測(cè)試中心，湖南 吉首 416007）

銅礦石中銅的容量法測(cè)定基準(zhǔn)替換與應(yīng)用

李 力

（湖南省有色地質(zhì)勘查局二四五隊(duì)測(cè)試中心，湖南 吉首 416007）

用銅基準(zhǔn)溶液和重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液標(biāo)定硫代硫酸鈉溶液對(duì)銅的滴定度，再將標(biāo)定結(jié)果用于銅礦石中銅的容量法測(cè)定中，多個(gè)被測(cè)樣品測(cè)定結(jié)果非常吻合，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差1.17%～5.983%。

銅礦石；容量法測(cè)定；基準(zhǔn)替換；應(yīng)用

銅礦石中銅的容量法測(cè)定是目前廣泛使用的經(jīng)典分析方法之一，它被普遍使用于生產(chǎn)企業(yè)，特別是試驗(yàn)條件相對(duì)較差的偏僻的礦山企業(yè)中，由于銅基準(zhǔn)溶液配制較繁瑣，給分析測(cè)試工作帶來(lái)了很多不便。為解決生產(chǎn)中銅基準(zhǔn)溶液的替換可能與應(yīng)用效果，經(jīng)過大量試驗(yàn)，筆者提出了用重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液標(biāo)定硫代硫酸鈉溶液濃度，再經(jīng)換算獲得硫代硫酸鈉溶液對(duì)銅的滴定度，替代用銅基準(zhǔn)溶液直接標(biāo)定硫代硫酸鈉溶液的滴定度，以此測(cè)定銅礦石中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取得了很好的效果，有一定的應(yīng)用前景。

1 試驗(yàn)部分

1.1 主要試劑

1.醋酸銨溶液，500 g／L。

2.碘化鉀溶液，500 g／L。

3.硫氰化鉀溶液，500 g／L。

4.冰乙酸，1＋3。

5.硝酸，1＋1。

6.硫酸，1＋1。

7.銅標(biāo)準(zhǔn)溶液（ρCu＝1.00 mg／mL）：稱取1.000 0 g金屬銅片（銅片：純度大于99.99%，先用1 ＋3的冰乙酸微沸洗凈表面，用水和無(wú)水乙醇洗滌干凈，烘干后備用）于500 mL的燒杯中。加入40 mL （1＋1）硝酸，蓋上表面皿。置于電熱板上低溫處，加熱使其全部溶解。稍冷后加入10 mL（1＋1）硫酸，繼續(xù)加熱至冒硫酸煙，并保持5 min，取下冷卻；用水吹洗表面皿及杯壁，繼續(xù)加熱至冒硫酸煙，并保持5 min，取下冷卻，加入100 mL水，加熱溶解鹽類，取下冷卻至室溫后，移入1 000 mL的容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

8.重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.010 20 mol／L）：稱取0.500 0 g預(yù)先在120℃烘干至恒重的基準(zhǔn)重鉻酸鉀于200 mL的燒杯中，加少量水溶解后，移入1 000 mL的容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

9.硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.01 mol／L）：稱取2.5 g硫代硫酸鈉（Na2S2O3·5H2O）溶解于200 mL水中，加入0.1 g碳酸鈉，儲(chǔ)存于棕色瓶中。

10.淀粉指示劑，5 g／L，現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定

1.2.1.1 銅基準(zhǔn)溶液標(biāo)定法

移取25.00 mL（V0）ρCu＝1.00 mg／mL的銅標(biāo)準(zhǔn)溶液于300 mL的碘量瓶中，加水30 mL、加20 mg Fe3＋并混勻，用醋酸銨溶液（500 g／L）中和至出現(xiàn)棕紅色，加入1 g氟化氫銨，搖勻使紅色消失，加2 mL碘化鉀溶液（500 g／L），用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色，加2 mL硫氰化鉀溶液（500 g／L）、2 mL淀粉溶液（5 g／L），繼續(xù)用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色剛消失為終點(diǎn)。記錄消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V1。硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)銅的滴定度按下式計(jì)算：

式中：ρCu為銅標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度／mg·mL－1；V0為移取的銅基準(zhǔn)溶液的體積／mL；V1為用銅基準(zhǔn)溶液標(biāo)定時(shí)消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積／mL；TCu1為用銅基準(zhǔn)溶液標(biāo)定所得硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)銅的滴定度／g·mL－1。

1.2.1.2 重鉻酸鉀基準(zhǔn)標(biāo)定法

移取25.00 mL 0.010 20 mol／L的重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液于300 mL的碘量瓶中，加50 mL水、5 mL（1＋1）鹽酸、2 g碘化鉀，搖勻。蓋上碘量瓶蓋，置暗處10 min后，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色，加2 mL淀粉溶液（5 g／L），繼續(xù)用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色剛消失為終點(diǎn)。記錄消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V2。硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)銅的滴定度按式下式計(jì)算：

式中：C為重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液的濃度／mol·L－1；V0為移取的重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液的體積／mL；V2為用重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液標(biāo)定時(shí)消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積／mL；0.063 55為銅的毫摩爾質(zhì)量／g·mmol－1；TCu2為用重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液標(biāo)定所得硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)銅的滴定度／g·mL－1。

1.2.2 試樣的測(cè)定

稱取0.1～0.5 g試樣（精確至0.000 1 g）于300 mL的碘量瓶中，加10 mL鹽酸，加熱分解2～3 min，加入3 mL硝酸繼續(xù)加熱分解完全并蒸發(fā)至近干，加入2 mL鹽酸反復(fù)蒸干兩次，加1 mL鹽酸、10 mL水、0.1 g尿素加熱至鹽類完全溶解，取下冷卻5 min左右，用醋酸銨溶液（500 g／L）中和至出現(xiàn)棕紅色，加入1 g氟化氫銨，搖勻使紅色消失，加2 mL碘化鉀溶液（500 g／L），用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色，加2 mL硫氰化鉀溶液（500 g／L）、2 mL淀粉溶液（5 g／L），繼續(xù)用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色剛消失為終點(diǎn)。記錄消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V。

1.2.3 試樣分析結(jié)果的表述與計(jì)算

銅基準(zhǔn)溶液標(biāo)定法分析結(jié)果的表述與計(jì)算，按式（3）進(jìn)行：

式中：ω為試樣中銅質(zhì)量百分?jǐn)?shù)／%；TCu1為用銅基準(zhǔn)溶液標(biāo)定所得硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)銅的滴定度／g·mL－1；V為試樣滴定消耗硫代硫酸鈉標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積／mL；m為稱取試驗(yàn)樣品的質(zhì)量／g。

重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液標(biāo)定法分析結(jié)果的表述與計(jì)算，按式（4）進(jìn)行：

式中：ω為試樣中銅質(zhì)量百分?jǐn)?shù)／%；TCu2為用重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液標(biāo)定所得硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)銅的滴定度／g·mL－1；V為試樣滴定消耗硫代硫酸鈉標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積／mL；m為稱取試驗(yàn)樣品的質(zhì)量／g。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同基準(zhǔn)溶液對(duì)硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定

銅基準(zhǔn)溶液與重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液對(duì)于同一硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定，結(jié)果見表1。

表1不同基準(zhǔn)溶液對(duì)硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定值

從上述兩種基準(zhǔn)溶液標(biāo)定所得硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)銅的滴定度TCu1、TCu2可以看出，數(shù)值非常接近，故用重鉻酸鉀基準(zhǔn)來(lái)替換銅基準(zhǔn)可行，能夠?qū)嶋H應(yīng)用。

2.2 不同標(biāo)定方法

銅基準(zhǔn)溶液標(biāo)定值與重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液標(biāo)定值對(duì)于同一試樣測(cè)試，測(cè)定結(jié)果的對(duì)照見表2。

表2 不同標(biāo)定方法試驗(yàn)結(jié)果 %

2.3 方法的精密度

以同樣的方法對(duì)同一樣品進(jìn)行10次平行測(cè)定，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表3、表4。

表3 銅基準(zhǔn)溶液標(biāo)定法測(cè)定樣品中銅含量的分析結(jié)果表 %

表4 重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液標(biāo)定法測(cè)定樣品中銅含量的分析結(jié)果表 %

3 結(jié) 論

1.同一硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液用不同的基準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定，所得滴定度非常吻合，銅基準(zhǔn)溶液用重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液替換可行。

2.用基準(zhǔn)重鉻酸鉀替代銅基準(zhǔn)標(biāo)定硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對(duì)銅的滴定度，對(duì)交通條件不便的野外、邊遠(yuǎn)礦山企業(yè)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和幫助作用。

3.該方法操作簡(jiǎn)便、快速，結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。

4.該方法適用于銅質(zhì)量百分?jǐn)?shù)ωCu＞0.1以上的礦中銅含量的測(cè)定。

［1］ 《巖石礦物分析》編委會(huì).巖石礦物分析（第四版－第三分冊(cè)）［M］.北京：地質(zhì)出版社，2011.24－28.

［2］ GB／T14353.1—2010，銅礦石、鉛礦石和鋅礦石化學(xué)分析方法銅量的測(cè)定［S］.

［3］ GB／T3884.1—2000，銅精礦化學(xué)分析方法銅量的測(cè)定［S］.

［4］ YS／T318—2007，銅精礦［S］.

Standard Replacement and Application of Copper Volumetric Method in Copper Ore

LI Li

（Hunan Nonferrous Geological Prospecting Bureau of the 245 Team Test Center，Jishou 416007，China）

Copper standard solution of potassium dichromate and reference solution calibrated titration of sodium thiosulfate solution of copper，then the calibration results was applied to the volumetric determination of copper in copper ore.Multiple samples to be measured were in very good agreement with the results，and the relative standard deviation is 1.17%～5.98%.

copper ores；volumetric method；benchmark replacement；application

TG115.3＋1

A

1003－5540（2015）05－0071－03

2015－07－16

李 力（1985－），男，工程師，主要從事地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，冶金、化工和環(huán)保分析測(cè)試工作。