銅陽極泥中硒的測定

劉忠梅

吉林省延邊朝鮮族自治州琿春紫金礦業有限公司

銅陽極泥中硒的測定

劉忠梅

吉林省延邊朝鮮族自治州琿春紫金礦業有限公司

硒元素是工業生產中一種重要的稀有元素，由于硒元素不具有獨立的工業礦藏，因此目前硒元素的工業生產，主要依靠從銅電解精煉的陽極泥中提取。因此銅陽極泥中硒含量的測定顯得尤為重要，目前工業生產中最為常用的是硫代硫酸鈉滴定法，它是通過硫代硫酸鈉和含有硒元素的酸反應生成四硫硒酸鈉，再通過碘量法滴定硫代硫酸鈉，通過測定硫代硫酸鈉消耗量來計算陽極泥中硒的含量。由于還原實驗的酸性環境和沉淀析出的時長也會對硒含量的測定造成影響，因此本實驗還需要確定適宜的鹽酸濃度以及沉淀析出的時間長度，并對試樣中可能存在的不同元素雜質的干擾情況進行討論。

銅陽極泥；硒；測定

硒元素，化學符號為Se，是動植物體內一種有益且必須的非金屬營養元素，同時作為一種光敏、電解催化劑，在工業生產中具有十分重要的作用，而由于至今尚未發現硒元素的獨立礦藏，硒元素在自然界主要以無機硒和有機硒兩種方式存在，由于有機硒元素通常以氨基酸的形式存在，不便于工業提取和生產，因此，目前硒元素的工業生產主要還是依靠從黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦冶煉后陽極泥的提取的無機硒。如何進行更加準確的銅陽極泥硒元素含量測定，對于后續的工業化生產試劑確定等工序具有重要的參考意義。目前工業生產中常用的方法是硫代硫酸鈉滴定法。

1　硫代硫酸鈉滴定實驗

1.1實驗儀器與試劑

質量密度1.42g/ml鹽酸；質量密度1.84g/ml硫酸；質量密度1.19g/ml硝酸；固體酒石酸；固體鹽酸羥胺；固體脲素；淀粉；摩爾密度0.05mol/L的硫代硫酸鈉標準溶液，其配置方法為稱取120g硫代硫酸鈉加入500ml、質量密度4g/L的無水碳酸鈉溶液中，移入10L棕色試劑瓶后煮沸并稀釋至10L左右，再補加10ml三氯甲烷，將要使用時加入1ml三氯甲烷并混合均勻；摩爾密度0.025mol/L的標準碘溶液，配置方法為溶解6.4g結晶碘與10g碘化鉀，配置1000ml溶液，搖勻。

1.2實驗方法

取陽極泥試樣0.5g加入250ml錐形瓶中，并用少量水潤濕。為了徹底溶解硒元素，要在錐形瓶中加入備好的5ml硫酸和10ml硝酸，在低溫環境下加熱使硒鹽溶解生成硒酸，為了保證充分溶解，加熱至溶液蒸發至出現三氧化硫白煙時即可停止。為了減小測定誤差，對于表面皿和錐形瓶內壁殘留的試樣，也需要水洗后進行加熱蒸發，至剛好出現三氧化硫白煙時方可停止加熱。上述操作完成后，向溶液中加入100ml的鹽酸、5g酒石酸以及6g鹽酸羥胺，攪拌后使之充分溶解。為了使溶液析出，將溶解后的溶液在低溫處加熱至微微沸騰后，需要通過水浴保溫析出，即通過65攝氏度左右的水浴保溫一個小時后，靜置12個小時。隨后進行過濾操作并收集沉淀，需要注意將濾紙以及漏斗上殘留的固體一同收集，具體操作為：在漏斗壁滴加熱鹽酸10ml以及硝酸5滴左右并充分淋洗，水浴溶解后，再加入脲素、水100ml后煮沸，攪拌并冷卻至室溫。

2　實驗結果與討論

2.1實驗雜質的干擾討論

當陽極泥試樣中雜質含量較高時，可能會影響到硒元素含量的測定準確度，因此需要對本實驗的雜質干擾誤差進行討論。同樣稱取0.5克的陽極泥試樣，分別加入不同質量的干擾元素，實驗后可以得到，當硒單質元素含量在5至75mg時，回收率在97%到 107%之間，基本不影響硒元素含量的測定。

2.2試劑酸性的選擇和討論

為了準確的測定硒含量，本實比驗需要在酸性環境下進行，當溶液酸性較小時，硒元素不能被充分還原，難以得到黑色沉淀，但也并不代表溶液酸性越大越好。為了準確選擇實驗所需的試劑酸性，取不同梯度的、摩爾濃度范圍2mol/L至12mol/L的鹽酸來制造酸性環境，并重復本實驗操作，將測得的硒元素含量數據進行比較，在硒元素含量出現極大值時，該溶液酸性即為最佳試劑酸性。綜合考慮節約試劑和測定效果，選取摩爾濃度為6mol/L的鹽酸最為適宜。

2.3沉淀時長的選擇和討論

想要準確測量硒元素的含量，在本實驗操作中，單質硒是否充分沉淀也是一項重要的影響因素。由單質硒的物理性質可知，當還原出的單質硒由紅色變為黑色并趨于穩定時即可判定為充分沉淀。因此為了測量準確的沉淀所需時間，同樣稱取0.5g陽極泥試樣加酸溶解后，重復本測定實驗的操作，將所得的溶液分為不同的實驗組，分別保溫不同的時間后過濾，通過計算所得的硒元素含量即可得到適宜的沉淀時間。通過實驗操作可以發現，溶液靜置沉淀30分鐘以內時，獨到的硒元素含量偏少且顏色偏紅，這是由于硒單質還未充分析出所致；當靜置沉淀30分鐘至一個小時，硒單質含量較為穩定且為極大值，說明此時為沉淀操作的適宜時間；當沉淀時間過長，可以觀察到得到的硒單質含量又出現下降，這是由于沉淀時間過長以后，硒單質會與燒杯底部粘結，使得洗滌操作出現困難。因此沉淀時長不能低于30分鐘，但也不宜過長。

2.4實驗結論

本實驗操作主要通過硫代硫酸鈉測定出了銅陽極泥中硒含量，經實驗證明該方法較為可靠，相對偏差在0.5%以內，硒元素的回收率在97%到102%之間。另外實驗還確定了硫代硫酸鈉法的適宜實驗條件，即本實驗在鹽酸濃度6mol/L、沉淀時間30分鐘以上時可以使硒元素較為充分地還原、沉淀，由于使用酒石酸和鹽酸羥胺進行絡合和沉淀，實驗試劑中存在的干擾雜質被分離開來，并不會對元素含量的測定造成太大影響，實驗操作便捷準確。

結語

隨著國民經濟的發展，硒元素在工業生產和人民生活中的應用將會越來越廣泛。在未來的硒元素生產中，主要研究重點還是集中在進一步提高硒的濃度，降低雜質含量，并降低單質硒的生產成本。同樣還需要提高單質硒的回收率和生產原料的利用率，這一切都是基于對生產原料中硒元素含量的準確測定基礎之上的。本文僅針對常用的硫代硫酸鈉測定法的實驗操作進行分析，對適宜的實驗操作條件進行探討，對于改進工業生產方式，提高生產效率具有一定的參考意義。

［1］張立云，梁亞群.碘量法測定銅陽極泥中硒的含量［J］.銅業工程，2010，（3）∶98-100

［2］李鴻英，謝菊梅.硫代硫酸鈉容量法測定銅陽極泥中的硒［J］.中國西部科技，2006，（16）∶2-3