閃鋅礦中鋅的測定研究

王勇(大梁礦業有限公司質量管理部,四川涼山 615205)

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閃鋅礦中鋅的測定研究

王勇
(大梁礦業有限公司質量管理部,四川涼山 615205)

【摘 要】閃鋅礦中常伴有少量的鎘、銅、金、銀、鍺、錫、銦等元素[1]。對于高品位鋅試樣用鹽酸,硝酸和硫酸溶解,氨水、氯化銨、過硫酸銨沉淀分離鐵、鋁、錳、鉛等共存元素,濾液中加入掩蔽劑掩蔽少量干擾元素,在PH 5～6的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液中,以二甲酚橙為指示劑,用EDTA標準溶液滴定,測得結果為鋅,鎘合量,減除鎘量,即為鋅量。

【關鍵詞】閃鋅礦 沉淀分離 掩蔽 EDTA滴定

礦石是冶金工業的基礎原料,礦石分析是保證產品質量、控制冶煉過程和研究新工藝必不可少的手段,也是進行地質勘探和綜合利用礦產資源的主要依據,礦石的組成相當復雜,除被研究的礦物組分外,往往同時伴生多種礦物,閃鋅礦石主要含鋅礦物,閃鋅礦常與鉛的硫化物共生,并伴有少量的鎘、銅、金、銀、鍺、錫、銦等元素,鋅精礦是由鉛鋅礦、銅鋅礦或鉛銅礦等金屬礦石中浮選而得。在鋅精礦中鋅含量約為50%[1]。

1 方法原理

試樣經酸分解,在PH為5～6的乙酸-乙酸鈉的緩沖溶液中,以二甲酚橙作指示劑,用EDTA標準溶液滴定,在滴定條件下干擾元素較多,須先分離干擾成分或加入適當掩蔽劑消除干擾。

(1)利用氨水分離法可使大部分金屬離子如鐵、鋁、鉛、錳、銻、鉍、錫和鈦等離子生成沉淀與鋅分離。

(2)在大量氯化銨存在時,用氨水小體積沉淀分離鐵錳(有過硫酸銨存在)低溫加熱煮沸,使錳生成MnO2沉淀;使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀,此時沉淀對鋅的吸附很小,既消除了鐵、錳離子的影響,又不干擾鋅的測定[2]。

(3)低溫加熱趕盡氨, 有利于銅的掩蔽,,在滴定前加入硫氰酸鉀和硫代硫酸鈉是銅沉淀為硫氰化亞銅沉淀或用硫脲掩蔽消除。

(4)硅酸存在影響氨分離效果,應在酸溶解試樣時加入F-使成SiF4逸去。

(5)α-DTCPA(α-氨基丙酸二硫代甲酸銨)和TCA(甘氨酸二硫代甲酸銨)可掩蔽鎘的干擾,但由于他們對鋅也有一定的絡合能力,所以一般用扣除法消除鎘。

(6)在氨水沉淀分離中,氫氧化鐵起共沉淀的作用,若試樣中含鐵量較低時,需在加入氨水沉淀前補加三氯化鐵溶液。

表1

(7)硫酸冒煙時時溫度不宜太高,時間不宜過長,否則鐵、鋁、鉍等元素易生成難溶硫酸鹽,夾雜在硫酸鉛沉淀中。

2 實驗部分

2.1 主要試劑及儀器

氨鹽底液(PH=10):(230g氯化銨+40g無水亞硫酸鈉)/1升氨水;乙酸-乙酸鈉緩沖液PH=5.5～6:(120g無水乙酸鈉+10mL冰乙酸)/ 1升水溶液;EDTA標準溶液:稱取6g經80℃烘干2h的EDTA于250mL的燒杯中,以少量水稀釋,移入1000ml容量瓶中,以水稀釋至刻度,混勻,一個星期后標定其對鋅的滴定度TZn;鋅洗液:2g氯化銨溶于100ml水中,加3-4滴氨水,混勻;氟化鉀20%;硫代硫酸鈉10%;鹽酸;硝酸;硫酸;氨水;過硫酸銨;抗壞血酸;二甲酚橙指示劑(0.5%);聚乙烯醇0.2%;鋅標準溶液1mg/ml;氯酸鉀;氟化氫銨。

2.2 實驗方法

反應式如下:H2Y2-+Zn+===ZnY2-+2H+

準確稱取制好的試樣0.2000g左右于已編號的250mL燒杯中。在燒杯中加少量的水潤濕,加30%的氟化氫銨數滴,加10mL鹽酸上爐加熱溶解,待沸騰2min后加入20mL硝酸溶解至近干后加5mL硫酸,在上爐加熱至黃煙冒完,杯子清晰后,立表皿,稍冷后,用熱水洗杯壁、表皿至50mL,上爐加熱煮沸后取下,加氯化銨3g左右、少量氨洗液、加20mL左右氨水(邊搖邊加至生成黃色沉淀后過量5mL)然后加入米拉大的過硫酸銨,上爐再加熱至沸騰后取下;鋪好漏斗,在漏斗下放一個三角燒杯,趁熱過濾,用氨洗液洗表皿及燒杯壁3-4次至漏斗中,用玻璃棒引流,再反復用氨洗洗過濾漏斗6-8次,在濾液中加入紙屑及幾顆玻璃珠,將濾液上爐趕氨至160mL左右。趕氨后取下冷卻,冷卻后在濾液中加抗壞血酸0.1g左右,10%的硫代硫酸鈉10mL,甲基橙指示劑3-4滴,再加1:1的氨水和1:1的鹽酸調節溶液顏色恰好泛紅后,加20%的氟化鉀5mL,20mL乙酸-乙酸鈉緩沖液,滴定至溶液有紅色變為亮黃色即為終點,結果計算:

T(Zn):滴定度,單位g/mL,即每mL標準溶液對等相當所滴定標準物質元素的質量g(滴定系數)。

V:滴定消耗EDTA的體積mL。

m0:稱取樣品的質量g。

0.5816-鎘量轉換為鋅量的系數。

3 準確度試驗(表1)

4 結語

(1)以上方法能夠滿足EDTA滴定法測定閃鋅礦中鋅的檢測要求,可用于企業生產;

(2)在氨性介質中鋅形成鋅氨絡合物與鐵、錳、銅、鉛等共存雜質元素分離完全, 終點變色敏銳,結果穩定可靠。

參考文獻:

[1]張錦柱,楊保民,王紅,張斌,編著.礦石分析.《工業分析化學》.冶金工業出版社.2008.1:38-52.

[2]余紅,宋江偉,歐陽義華,朱松,李鳳玲.《EDTA滴定法測定鋅礦石中鋅方法的改進》.云南地質,2010年第29卷第1期94-97頁.

作者簡介:王勇(1989—),云南人,本科,應用化學專業,先主要從事礦石元素分析工作。