Na2EDTA絡合滴定法測定鋅焙砂中的鐵量

楊曉婷

（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

Na2EDTA絡合滴定法測定鋅焙砂中的鐵量

楊曉婷

（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

鋅焙砂經過氨水沉淀分離，Na2EDTA絡合滴定法測定其中鐵的含量，代替經典的重鉻酸鉀法測定鋅焙砂中的鐵含量，測定范圍2.00%～20.00%，測定結果與重鉻酸鉀法對鋅焙砂中鐵含量的測定結果精密度、準確度是一致的，且可避免因鉻等重金屬對環境的污染及對人員的健康危害，操作簡便快速，適合作為鋅焙砂中鐵量測定的分析方法。

Na2EDTA絡合滴定法；鋅焙砂；鐵含量

鋅焙砂是鋅精礦經焙燒后所得的產物，主要含ZnO、ZnFe2O4等，用于鋅的冶煉，是煉鋅最主要的原料。在鋅的生產貿易中至關重要，目前，國內外鋅冶煉企業都在進行大量的鋅焙砂生產和貿易。鋅焙砂中鐵含量作為一個衡量產品等級的重要指標，本文討論了用Na2EDTA絡合滴定法代替經典的重鉻酸鉀法測定鋅焙砂中的鐵含量［1］，避免了因鉻等重金屬對環境的污染及對人員的健康危害。

1 試驗部分

1.1 試 劑

制備溶液和分析用水均為超純水。

1.氯化銨。

2.氟化銨。

3.鹽酸（ρ＝1.19 g／mL）。

4.硝酸（ρ＝1.40 g／m L）。

5.硫酸（ρ＝1.84 g／m L）。

6.氨水（ρ＝0.90 g／mL）。

7.鹽酸（1＋1）。

8.鹽酸（1＋11）。

9.氨水（1＋1）。

10.洗液：稱取25 g氯化銨溶于500 mL水中，加入20 mL氨水（ρ＝0.90 g／mL），混勻。

11.磺基水楊酸溶液（100 g／L）。

12.鐵標準溶液。配制：稱取三氧化二鐵基準物質1.429 7 g（預先在100～110℃干燥1～2 h并冷卻至室溫），置于300 mL燒杯中，加入10 m L鹽酸（1＋1），低溫加熱至完全溶解，冷卻，加入10 mL鹽酸（1＋1），移入100 m L容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1 m L含10 mg鐵。

標定：移取10.00 mL鐵標準溶液于100 m L容量瓶中，加入10 mL鹽酸（1＋1），用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1 m L含1 mg鐵。

13.乙二胺四乙酸二鈉（Na2EDTA）標準滴定溶液。配制：稱取10.0 g Na2EDTA（C10H14N2O8Na2· 2H2O）于燒杯中，加入400 mL左右熱水溶解，冷至室溫。移入1 000mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻，放置三天后標定。

標定：移取5.00 mL鐵標準溶液三份分別置于300 mL燒杯中，加水至約120 mL，用氨水（1＋1）中和至氫氧化鐵沉淀出現，加入10 mL鹽酸（1＋11），加熱至60～80℃（近沸），取下，加入1mL磺基水楊酸溶液，趁熱用Na2EDTA標準滴定溶液滴定至溶液由紫紅色變為亮黃色為終點。三次標定結果的極差值應不大于0.000 01 g／mL。

隨同標定做空白試驗。

按式（1）計算Na2EDTA標準滴定溶液對鐵的滴定系數：

式中：FFe為Na2EDTA標準滴定溶液對鐵的滴定系數／g·mL－1；ρFe為鐵標準溶液的質量濃度／g·mL－1；VFe為移取鐵標準溶液的體積／mL；V1為標定時消耗Na2EDTA標準溶液的體積／m L；V0為標定時空白試驗溶液消耗Na2EDTA標準溶液的體積／m L。

1.2 試樣分析

1.2.1 試驗樣品的預處理

樣品應通過0.100 mm孔篩。樣品預先在105 ±5℃烘1 h，置于干燥器中冷卻至室溫，備用。

按表1稱取試樣，精確至0.000 1 g。

表1 試樣質量

獨立地進行兩次測定，取其平均值。

1.2.2 空白試驗

隨同試料做空白試驗。

1.2.3 試樣的測定

將試料置于300 m L燒杯中，以少量水潤濕（如樣品含有較高的二氧化硅，需加入1～2 g氟化銨）試樣，加入10 mL鹽酸（ρ＝1.19 g／mL），在低溫電熱板上溶解5 min，取下，加入10 mL硝酸（ρ＝1.40 g／m L），繼續加熱至試樣分解完全，加入5 mL硫酸（ρ＝1.84 g／mL），加熱至冒濃白煙并蒸至2 mL［2］。取下冷卻，加入2～3 mL鹽酸（ρ＝1.19 g／mL），用水洗表皿及杯壁，加熱使可溶性鹽類溶解，加入4～5 g氯化銨，加水至體積70～80 mL，以氨水（ρ＝0.90 g／mL）中和至氫氧化鐵沉淀完全再過量3 mL，加熱微沸3～5 min，取下，加入3 m L氨水（ρ＝0.90 g／m L），用快速濾紙過濾，用熱洗液洗燒杯與濾紙各4次，再用水各洗一次［3］。

用熱鹽酸（1＋1）溶解沉淀于原燒杯中，然后用熱水及鹽酸（1＋1）交替洗至濾紙無色，將溶液放在低溫處蒸至1～2 m L，取下，加水至120 mL左右，用氨水（1＋1）中和至有氫氧化鐵沉淀出現，加入10 mL鹽酸（1＋11），加熱至60～80℃（近沸），取下，加入1 m L磺基水楊酸溶液，用Na2EDTA標準滴定溶液滴定至溶液由紫紅色變為亮黃色為終點［4］。

1.2.4 分析結果的計算和表述

按式（2）計算鐵的質量分數ωFe，數值以%表示：

式中：F為Na2EDTA標準滴定溶液對鐵的滴定系數／g·mL－1；V3為測定時滴定試料溶液消耗Na2EDTA標準滴定溶液的體積／mL；V0為測定時滴定空白試驗溶液消耗Na2EDTA標準滴定溶液的體積／mL；m0為試料的質量／g。

所得結果表示至兩位小數。

2 結果與討論

2.1 溶樣酸的選擇

稱取3＃鋅焙砂樣品，選用鹽酸、鹽酸＋硝酸、鹽酸＋硝酸＋硫酸分解樣品，數據見表2。

表2 溶樣酸的選擇

試驗表明，只用鹽酸溶樣時，燒杯底部有少量黑色殘渣，且結果偏低，鹽酸＋硝酸溶解樣品時結果比只用鹽酸溶解樣品時高，比鹽酸＋硝酸＋硫酸溶解樣品時偏低。鹽酸＋硝酸＋硫酸消解樣品時，樣品溶解完全，且在樣品中含有少量碳、硫的情況下，硫酸可以除盡碳、硫，故選擇鹽酸＋硝酸＋硫酸溶樣。

2.2 氟化銨加入量的影響

稱取3＃鋅焙砂樣品，分別加入不同量的NH4F，數據見表3。

表3 氟化銨加入量的影響

試驗表明，溶樣過程中不加入NH4F時，樣品溶解不完全，結果偏低，加入1～4 g NH4F，結果無明顯變化，試驗選擇加入1～2 g NH4F。

2.3 氯化銨加入量的影響

移取鐵標準溶液4.00 mL，在分析過程中分別加入不同量的NH4Cl，數據見表4。

表4 氯化銨加入量的影響

試驗表明，加入2～8 g氯化銨，結果無明顯變化，試驗選擇加入4～5 g氯化銨。

2.4 過量氨水加入量影響

移取鐵標準溶液4.00 mL，在分析過程中加入不同量的過量氨水，數據見表5。

表5 過量氨水加入量影響

試驗表明，沉淀完全后過量2～8 mL氨水時，Fe的回收率基本一致，試驗選擇沉淀完全后過量3 m L氨水。

2.5 雜質的影響

依據鋅焙砂中化學成分對雜質元素的含量的要求，移取鐵標準溶液1.00 mL于300 mL燒杯中，分別加入表6中雜質元素（以稱樣量0.5 g，各雜質最高允許含量為加入量）［5，6］，其余步驟按分析方法進行。結果見表6。

表6 雜質元素干擾試驗

表6結果表明：以上含量范圍內雜質不影響鋅焙砂中鐵的測定。

2.6 回收率、精密度及比對試驗

2.6.1 回收率

稱取0.5 g 1＃試樣，加入適量的鐵標準溶液，按照分析方法進行操作，測定結果見表7。

表7 回收率測定結果

從表7中可以看出回收率在98%～101%之間，滿足測定的要求。

2.6.2 精密度

按照分析方法對5個試樣獨立進行11次試驗，測定結果見表8。從表8中可以看出，RSD小于2.00%，滿足測定的要求。

2.6.3 比對試驗

按照本分析方法與重鉻酸鉀滴定法對5個樣品進行比對試驗。測定結果見表9。從表9可以看出，兩種方法的測定結果基本一致。

表8 精密度測定結果

表9 比對試驗結果%

3 結 論

Na2EDTA測定法與重鉻酸鉀法對鋅焙砂中鐵含量的測定結果精密度、準確度是一致的，且可避免環境污染，操作簡便快速，適合作為鋅焙砂中鐵量測定的分析方法。

［1］ 北京礦冶研究院.礦石及有色金屬分析手冊［M］.北京：冶金工業出版社，1990.222－223.

［2］ 湖南冶金研究所.礦石及有色金屬分析［M］.長沙：湖南冶金研究所，1975.173－174.

［3］ GB／T 8151－2012，鋅精礦化學分析方法［S］.

［4］ 湖南大學化學化工學院.分析化學［M］.北京：科學出版社，2006.88－92.

［5］ 華東理工大學化學系，四川大學化工學院.分析化學［M］.北京：高等教育出版社，2008.126－128.

［6］ 天津大學無機化學教研室.無機化學［M］.北京：高等教育出版社，2007.425－426.

Determ ination of Iron Content in Zinc Concentrate Calcine by Na2EDTA Comp lexometric Titration Method

YANG Xiao-ting
（Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China）

Determination of iron content in zinc concentrate calcine after ammonia precipitation separeation，instead of classic of heavy chrome acid potassium method，measurement range is 2.00 to 20.00%.The results of the new method have the same precison and accuracywith the heavy chrome acid potassium method，also the newmethod can avoid chromium and other heavy metals environmental pollution and avoid health hazards to personnel.The new method is easy and fast，suitable for determination of iron content in zinc concentrate calcine.

Na2EDTA complexometric titration method；zinc concentrate calcine；iron content

TG115.3＋1

A

1003－5540（2016）04－0077－04

2016－06－21

楊曉婷（1989－），女，助理工程師，主要從事有色金屬礦產品及其冶煉產品的分析研究工作。