銅精礦中銅含量測定的不確定度的探討

摘要：銅精礦是一種重要的礦產資源，其含銅量可作為判斷銅精礦開采質量的重要標準。基于此，在開采銅精礦之前需要對其銅含量的不確定度進行測定。本文以銅精礦中銅含量不確定度實驗為出發點，集中研究了銅精礦中銅含量不確定度的計算方式。希望可以幫助更多銅精礦開采人員更高效地實施開采檢測工作。

關鍵詞：銅精礦 銅含量測定 不確定度

引言：準確測量銅精礦中的銅含量，對于銅精礦的開采具有重要意義。但由于實際測量過程可能出現的條件限制，很容易導致最終測量結果產生不確定性偏差。對于銅精礦銅含量測量試驗來說，所測量出的不確定度越小，測量結果就將與測量真值越接近，其銅含量數據也就更加可靠，由此而判斷得出的銅精礦開采價值也將更加準確。

1.銅精礦中銅含量不確定度實驗

在對銅精礦中銅含量不確定度進行分析計算時，操作人員首先需要對其開展測定實驗，實驗主要包括以下幾點：1）實驗用儀器，需要選用電熱板和分析天平，所用試劑主要為高純度蒸餾水、鹽酸、硝酸、硫代硫酸鈉標準溶液、乙酸銨溶液、氨水。實驗原料為銅精礦中所采集到的0.5克樣本，實驗輔料包括氟化氫銨、碘化鉀、二價銅、淀粉、硝、溴水、高

氯酸；

2）在進行實驗時，操作人員需要先將乙酸銨溶液PH值調節為3.0-4.0之間，然后再在氟化氫銨中加入碘化鉀和二價銅進行反應，反應得到的碘以淀粉做指示劑并滴入硫代硫酸鈉標準溶液。同時，操作人員需要將0.5克樣本置入到500毫升錐形燒杯中，以少量蒸餾水潤濕后加入10毫升鹽酸。之后使用電熱板將這杯溶液加熱3-5分鐘左右取下，待其稍微冷卻后，分別加入5毫升的硝、溴水和5-10毫升的高氯酸，等到硝、溴水溶解且高氯酸冒出濃煙時，操作人員需要將燒杯取下，待其稍冷后使用30毫升蒸餾水沖洗燒杯杯壁與杯底，隨之將溶液加熱至煮沸，以達到完全溶解效果；3）在樣本完全溶解后，操作人員應將燒杯取下，待其降低至常溫后，添加入氨水以降低其顏色，再加入3毫升冰乙酸和1毫升氟化氫銨飽和滴液并混勻，以使溶液顏色消失。最后再加入2-3克碘化鉀并混勻，同時滴入2毫升硫代硫酸鈉標準溶液觀察其顏色變化，直至其出現淺黃色時再停止[1]。

2.銅精礦中銅含量不確定度計算

2.1A、B類不確定度計算

按照上文實驗結果，所測得的不確定值可以分成A、B兩類，介紹如下：1）A類不確定性，主要是指測定銅標準值為28.33%，偏差度為0.033%的情況下，可計算出此時銅精礦中銅含量的不確定度為0.033%/28.33%=0.12%；2）B類不確定性，主要指利用最小分度值為0.0001克的天平，以均勻分布的方式對0.3524克（352.4毫克）樣品進行測定，可計算出其不確定度為0.058毫克，此時其相對不確定度為0.058/352.4=0.016%；3）在進行銅精礦銅含量不確定度實驗的過程中，操作人員需要保證用于測量不確定性的50毫升滴定管，其誤差范圍可以被控制在0.05毫升左右。按照這一標準，銅精礦中銅含量不確定性能夠以均勻分布的方式，在實際銅含量的兩邊形成0.029毫升的標準值偏差。而在實際測量中，受溫度影響，溶液滴定管在相差3攝氏度的情況下能夠產生2.1*10的膨脹系數，這將導致所測得含量的均勻偏差達到0.018毫升。綜合來看此類問題可以產生的銅含量不確定性為0.08%。

2.2銅摩爾質量不確定度計算

銅摩爾質量指的是需要計算相對原子質量時，銅精礦銅含量測算所產生的不確定性偏差。在測算過程中，銅精礦樣品在利用硫代硫酸鈉進行溶解后，根據其所測得的濃度范圍來確定銅精礦中銅含量的不確定度。在這種情況下，操作人員需要以0.04毫升濃度的硫代硫酸鈉溶液，混合0.5克銅精礦樣本，按照相對合成標準與擴展性標準對其不確定度進行計算。參照國家所頒布的相對原子質量計算標準，再通過將均勻分布轉換成標準偏差的計算方式，可以確定銅摩爾質量情況下，其銅含量所具有的不確定度為0.0058%。

2.3加熱處理不確定度計算

在對樣本進行測量實驗的過程中，由于會對鹽酸、電熱板、硝酸和溴水等實驗材料進行加熱，這可能將導致溶液的PH值產生新的變化。像加熱時乙酸銨溶液的pH值很有可能會超過4.0，這將造成二價銅離子的形成不完全，所產生的溶液顏色也不會十分明顯，而所產生的硝酸根離子也將會導致不確定性值出現偏高問題。一般來說，當乙酸銨溶液PH值每增加0.1時，可能會造成5%左右的二價銅離子產生不完全反應，由此將造成所測得不完全度增加0.3%，這一部分需要在填寫測量結果時減去。

2.4氟化氫銨不確定度計算

在實驗的過程中，所用到的氟化氫銨溶液也有可能會影響到最終的測量結果。按照實驗中添加0.5克氟化氫銨的要求，需要保證試料中的硅含量達到10%-12%的標準，若超過這一標準量，加入同等的氟化氫銨溶液將導致最終的不確定性測量結果偏低。這是因為過量硅物質會與氟化氫銨形成反應，產生硅膠體將樣品包裹。在這種情況下，當試料中的硅含量每增加1%時，就會產生相同量的硅膠，樣品所測得的不確定值就將偏低1%，需要在填寫測量結果時進行增加[2]。

總結：綜上所述，本文以銅精礦中銅含量不確定度實驗為出發點，集中研究了銅精礦中銅含量不確定度的計算方式，認為可以通過開展A、B類不確定度計算、銅摩爾質量不確定度計算、加熱處理不確定度計算、氟化氫銨不確定度計算等四種測定方式，來保證所測定的不確定度達到準確。希望本文的研究可以幫助更多銅精礦開采人員更好的檢測銅含量，確保其開采質量實現不斷提升。

參考文獻：

[1] 張鳥飛，陳雯，許小麗，穆衛華，梁曉燕.銅精礦中銅含量測定的不確定度評定[J].廣州化工，2013，41（09）：164-166.

[2] 方志洪.銅精礦中銅含量測定的不確定度研究[J].化工管理，2013（08）：187-188.

作者簡介： 梁慶云 性別：女 出生年月：1973年1月 學歷：大專業 職稱：分析工程師 單位：云南錫業股分公司大屯錫礦 云南省個舊市場 661018