EDTA絡合法測定鉛精礦中鉛鋅鐵

李 方

（湖南有色金屬有限公司黃沙坪礦業分公司，湖南 郴州 424421）

EDTA分子中具有六個可與金屬離子形成配位鍵的原子，能與許多金屬離子形成穩定的絡合物，無色金屬離子與其生成的絡合物仍為無色，有色金屬離子與其形成的絡合物的顏色將加深，基于這些特點，筆者在目前傳統常用的單獨測定方法[1-3]的基礎上，經過大量實驗，擬定出一個一次分解試樣，連續測定鉛鋅鐵的分析方法。本法具有簡便、快速、準確和重現性好等優點，完全可以應用于鉛精礦中對鉛鋅鐵的測定。

1 實驗部分

1.1 主要試劑

所用試劑均為分析純，水為蒸餾水。鹽酸（ρ1.19 g/mL）；硝酸（ρ1.42 g/mL）；硫酸（ρ1.84g/mL）；硫酸（2%）；氨水（ρ0.9g/mL）；二甲酚橙指示劑（1g/L）；磺基水楊酸溶液（100g/L）；甲基橙溶液，0.5g/L ；過硫酸銨；抗壞血酸；氯化銨；氟化鈉飽和溶液；硫脲飽和溶液；乙酸-乙酸鈉緩沖溶液（pH5～6）；氨性混合液。乙二胺四乙酸二鈉（Na2EDTA）標準滴定溶液（0.0200 mol/L）。

1.2 實驗方法

1.2.1 試液制備

稱取0.2500g試樣于250mL燒杯中，以少量水潤濕礦樣， 加10～15mL 鹽酸，于低溫溶解并趕盡硫化氫，加入5mL硝酸，繼續加熱至無棕色的二氧化氮產生，取下稍冷，加入8mL濃硫酸，加熱至冒濃白煙，取下，冷卻。用水吹洗表面皿及杯壁至體積約75mL，低溫加熱煮沸10min～15min，取下，自然冷至室溫，后流水冷卻，靜置0.5h。用慢速定量濾紙過濾，下面用200mL容量瓶進行承接，以（2+98）的硫酸洗燒杯3次，漏斗6次，再用水各洗滌1次。濾紙和沉淀用作測定鉛之用，濾液用作測定鋅、鐵之用。

1.2.2 測定

（1）鉛的測定。將濾紙撕爛連同沉淀移入原燒杯中，加緩沖液50mL，放置低溫電熱板上加熱至沸并保溫5min～10min，取下，趁熱加飽和NaF10mL，搖動稍等1min，用水沖洗表面皿及杯壁至體積150mL左右，加硫脲飽和液10mL，加抗壞血酸少許，加1～2滴二甲酚橙指示劑，用EDTA標準溶液滴定至溶液由紅色變為亮黃色即為終點。計算鉛的含量。

（2）鐵的測定。向1.2.1的濾液中加入3g～5g氯化銨，0.5g過硫酸銨，用氨水中和溶液至氫氧化鐵沉淀完全，并過量10mL，加熱煮沸3min～5min，取下。用快速定性濾紙過濾，濾液用400mL燒杯承接，用熱的氯化銨-氨水洗液洗滌燒杯與沉淀各6次，再用水各洗1次，沉淀用作測鐵之用，濾液用作測鋅之用。

用熱的鹽酸（1+1）溶解沉淀于原燒杯中，然后用水與鹽酸（1+1）交替洗滌濾紙至無鐵離子(用硫氰酸鹽溶液檢驗，至無血紅色出現)。置燒杯于低溫電爐蒸至溶液約3mL ～ 5mL， 取下，加水至 120mL 左右，用氨水（1+1）中和至有氫氧化鐵沉淀出現，加 15mL 鹽酸（0.1mol/L），加熱至近沸，取下，加入 1mL 磺基水楊酸溶液（100g/L），用EDAT 標準滴定溶液滴定至溶液棕紅色消失為終點。計算鐵的含量[3]。

（3）鋅的測定。將（2）的濾液于電熱板上煮至無氨味，稍冷，用水吹洗杯壁，加入0.2g左右抗壞血酸，加入30mL乙酸-乙酸鈉緩沖溶液，加10mL飽和氟化鈉溶液，10mL硫代硫酸鈉溶液（100g/L），混勻，加2滴二甲酚橙指示劑（1g/L），用EDTA標準滴定溶液滴定至溶液由紫紅色變為黃色為終點。計算鋅的含量。

表2 分析結果重現性(n=8,w/%)

2 結果與討論

2.1 測定時酸度的選擇

2.1.1 測鉛時酸度的選擇

硫酸鉛沉淀最適宜的酸度為20%～60%（以重量計）。如下圖1示，當酸度小于20%和大于60%時，硫酸鉛的溶解度都會增大，因此實驗選擇沉淀酸度為30%左右。

圖1 硫酸鉛沉淀

滴定酸度則以PH5.2～5.8為宜，一般分析時加入緩沖液煮沸5～10分鐘即可達到此條件。

2.1.2 測鋅時酸度的選擇

PH應嚴格控制在5～6的范圍，若PH＜5則終點提前，結果偏低，若PH＞6，由于指示劑本身呈紅色，故無終點，所以蒸發時，氨必須趕盡即能達到要求條件。

2.1.3 測鐵時酸度的選擇

當PH＜1時，Fe3+和磺基水楊酸的絡合能力減低，EDTA與Fe3+不定量絡合；PH太大時，鐵易水解產生渾濁，影響滴定。所以應嚴格控制滴定時PH值為1.2～2，此范圍時磺基水楊酸與Fe3+能形成紫紅色絡合物，但其絡合強度遠小于EDTA與Fe3+的絡合強度。因此在滴定終點時，溶液由紫紅色變為Fe3+-EDTA絡合物的淡黃色。所以在滴定前加入0.1mol/L鹽酸15mL，控制體積150mL左右，此時[H+]=0.01mol/L，PH=2，正好滿足要求。

2.2 滴定中干擾物質的影響及消除

測鉛時干擾物質的影響及消除。

鐵、銅：當試料中鐵含量很高時，在硫酸冒煙蒸干時，有黃綠色沉淀出現，用水吹洗則為褐色沉淀，這是鐵生成高價的難溶性硫酸鹽所致，在沉淀硫酸鉛時加入少量抗壞血酸煮沸即可消除。而微量的三價鐵和二價銅在EDTA滴定前加入少量抗壞血酸和硫脲，即可消除其干擾[4]；

含碳高的樣品，可在冒濃厚白煙時，沿杯壁滴加1：1的硝硫混合酸除去。含銻高時應預先加入氯化銨4～5克在300℃～400℃熔燒除去，若含銻不太高，加入酒石酸即可消除其影響。若含鍶、鋇高，應用過量的EDTA溶解硫酸鉛沉淀，再用鉛標準液回滴過量的EDTA。干擾元素的分離：鐵、鋁、銅、鋅、鈷、鎳、錳等元素，在滴定條件下，雖能和EDTA絡合而干擾測定，但使鉛成硫酸鉛沉淀時，上述元素已被分離除去。銻、鉍含量高時，易水解夾雜于硫酸鉛沉淀中，但樣品銻含量小于50毫克時，可在酒石酸存在下沉淀硫酸鉛，以消除干擾，少量鉍的干擾亦可在酒石酸存在下消除。

3 樣品分析

測定結果對比。

按實驗方法對3個鉛精礦樣品進行8次重復分析，并同時按國標方法進行分析及與標準值進行結果對照，對照結果見表1，分析結果重現性見表2。

表1 分析結果對照（w/%）

4 結語

由表1、表2可以看出，本方法測定結果穩定，重復性好，與國家標準分析方法測定結果及標準值基本吻合，誤差均在國家標準允許差范圍之內。該方法簡單易行，測定鉛、鋅、鐵三個元素，只需分解一次試樣、使用同一標準溶液，簡化分析流程基礎上大大縮減了分析時間，減少了能源損耗，提高了工作效率。