碘量法測定海綿銅中銅含量

謝向瑜（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局704隊　哈密 839000）

碘量法測定海綿銅中銅含量

謝向瑜
（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局704隊哈密 839000）

海綿銅是綜合回收廠的中間物料，含銅的高低直接影響粗銅的產品質量［1］，為了準確及時地指導生產，通過多種分析方法的試驗，最終采用改變傳統的氨水碘量法測定海綿銅中的銅含量。因為海綿銅中鐵元素影響試驗終點的判斷，導致銅含量結果差異很大。本法使試驗終點顏色好判斷，干擾元素較少、分析結果準確可靠、回收率高。試樣經鹽酸硝酸分解后，用乙酸銨調節酸度，以氟化氫銨掩蔽鐵，在pH為3.0～4.0的微酸性溶液中，銅（Ⅱ）與碘化鉀作用游離出碘。以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定，適用于20%～60%以上銅量的測定。

碘量法海綿銅精密度

1　實驗部分

試樣經酸分解后，用乙酸銨溶液調節溶液的pH 為3.0～4.0，用氟化氫銨掩蔽鐵，銅（Ⅱ）與碘化鉀作用游離出碘。以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定。

1.2主要試劑及配制

⑴乙酸-乙酸銨溶液（pH≈5）：稱取90g乙酸銨置于400mL燒杯中，加入150mL水和100mL冰醋酸，待溶解后，用水稀釋至300mL，混勻。

⑵淀粉溶液（5g/L）：稱取0.5g可溶性淀粉加少量水調成糊狀于燒杯中，緩緩倒入100mL沸水，繼續煮沸至透明，取下冷卻，現配現用。

⑶硫氰酸鉀溶液（100g/L）：稱取10g硫氰酸鉀加100mL水溶解于燒杯中（pH＜7），加2g碘化鉀，溶解后加2mL淀粉溶液，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定至藍色剛好消失。。

⑷硫代硫酸鈉標準滴定溶液：稱取20g硫代硫酸鈉加入煮沸過的冷水溶解，加入0.2g碳酸鈉，溶解后移入2 000mL的棕色玻璃瓶中，用煮沸并冷卻的水稀釋至2 000mL，于暗處放置一周后標定［2］。

⑸銅標準溶液（2mg/mL）：稱取1.0000g銅片（99.99%），置于500mL錐形燒杯中，緩慢加入40mL硝酸（1+1），蓋上表皿，置于電熱板上低溫處，加熱使其完全溶解，蒸發至小體積后加入5mL硫酸（1+1），繼續加熱至冒濃硫酸煙，取下冷卻至室溫加20mL去離子水，加熱使鹽類溶解，冷卻后移入500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度線，混勻。

為此，綜合考慮設備維護中的可靠性與經濟性關系，采取彈性計劃檢修模式，本文建立了有限時間內基于可靠度約束的單設備動態不完全預防性維護模型。首先采用混合故障率函數，考慮了預防維修對役齡回退因子的動態調整作用和設備老化耗損對其故障率增長速度的動態影響；然后在確保單設備高可靠運用條件下，確定最佳預修次數與彈性維修周期以實現總維修費用率最低；最后將本維護模型的維修優化結果與無可靠度約束等維修周期維護模型進行了對比。

1.3分析步驟

稱取0.2000g試樣于250mL錐形瓶中，加少量水潤濕，加入10mL鹽酸，低溫加熱3～5min，若試樣中硅含量較高時，需加入0.5g氟化銨，繼續加熱片刻，取下稍冷再加入5mL硝酸和10mL硝-硫混酸（7+3）蓋上表面皿低溫加熱，待試樣完全分解后取下冷卻至室溫，用少量水洗滌表面皿及杯壁，繼續加熱蒸發至干，冷卻。若試樣中碳含量較高時，需加入2mL硫酸和2～5mL高氯酸加熱溶解至無黑色殘渣，繼續加熱蒸發至干，冷卻。再加20mL去離子水沖洗表面皿及杯壁，在電爐上加熱使鹽類溶解，取下冷卻至室溫。

向溶液中滴加乙酸-乙酸銨溶液若鐵含量極少時，需補加1mL的三氯化鐵溶液（100g/L）至紅色不再加深再過量3～5mL，然后滴加氟化氫銨飽和溶液至紅色消失并過量1mL，搖勻，隨同試樣做空白實驗。向溶液中滴加2～3g碘化鉀，搖勻迅速用硫代硫酸鈉標準溶液滴定至淡黃色，加入2mL淀粉繼續滴至淺藍色，加5mL硫氰酸鉀溶液激烈搖蕩至藍色加深，再滴定至藍色恰好消失，即為終點。

2　結果與討論

2.1計算

2.1.1標 定

取25mL銅標準溶液三份，于250mL錐形瓶中，加入1mL三氯化鐵溶液，混勻。以下分解步驟同1.3，按計算公式W%=計算滴定度。

式中，2是銅標準溶液的含量2mg/mL；V是移取銅標準溶液體積；v是消耗硫代硫酸鈉標準溶液體積。

平行標定三份極差值不大于5×10-5時取平均值，否則重標。

2.2準確度和精密度

對已知的三個海綿銅樣品進行9次測定，測得結果見表1。

表1　準確度和精密度

通過本試驗方法測得的數據準確可靠，樣品的平均值與給定值相吻合，準確度和精密度較高。

2.3氟化氫銨對滴定的影響

經過反復試驗得出，試驗中加入的氟化氫銨必須要過量1mL，如果不過量就會造成終點不明顯，易反色。

2.4碘化鉀加入量對銅的影響

在反應中生成單質碘在水中溶解度比較小，易升華損失，導致結果偏低。通過加入過量的碘化鉀，使單質碘的溶解度增大，從而降低其揮發，使反應正向進行。

2.5共存離子的影響

稱取0.1000g的1號試樣，分別加入一定量的下列干擾元素［3］，其中共存離子對銅含量的影響見表2。

表2　共存離子對銅含量的影響

由表2的數據表明，該含量的雜質元素不干擾測定，對海綿銅中銅含量的測定無影響，可以共存。

2.6樣品的回收率

稱取2號樣品100mg，分別加入一定量的銅標準溶液，做加標回收試驗，結果見表3。

表3　2號樣品回收率

根據表3的數據得出回收率在92.5%～97%之間，操作快速簡便，能滿足日常批量生產。

3　結論

高品位的海綿銅是一種十分重要的工業原料，可用于提煉金屬銅及制作鋅酸亞銅等原料，可見海綿銅在工業中的地位很重要，測定其銅含量自然是必不可少的。而碘量法是測定銅含量的最常用方法，試驗中應注意亞硝酸離子對實驗結果的影響，加硫酸二次分解必不可少，本法可以與大量離子共存。與老方法相比此法操作更簡便、時間短、易掌握。從而確保數據更準確，提高了準確度和回收率，為客戶提供更有利的數據。

［1］有色冶金分析手冊［M］.北京冶金工業出版社，2004.10.

［2］李華昌.常見礦石分析手冊.北京化學工業出版社，2011.7.

［3］符斌，孫淑媛，等.重金屬冶金分析［M］.冶金工業出版社，1994.8.

收稿：2016-03-14

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.05.025