重量法測定礦石中的含硫量

栗忱

（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局測試中心,新疆烏魯木齊 830000）

1 前言

自然界硫化銅礦物種類很多，但有工業價值的主要硫化銅礦物有：黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、銅藍等銅礦。幾乎所有的硫化銅礦石都有含有鐵的硫化物，因此從某種意義上來說，硫化銅的浮選實質是解決硫化銅與硫化鐵的分離。含硫量的測定是指導選礦工作尤為重要的一部分。

2 試劑和試樣

(1)燒結劑：將過氧化鈉和無水碳酸鈉按照7:1的比例混合、研細、混勻。

(2)鹽酸（ρ1.19 g/mL）；硝酸（ρ1.42 g/mL）；氯化鋇溶液（100g/L），過濾后使用。

(3)硝酸銀溶液（10g/L）：每100mL溶液中加入3～4滴硝酸銀。

(4)甲基橙指示劑（1g/L）。

(5)樣品粒度不大于100μm，在100℃～105℃烘1h，置于干燥器中，冷卻至室溫。

3 分析過程

準確稱取0.2～0.5g 試樣，置于鐵坩堝或鎳坩堝中，加燒結劑約3g 攪勻，上面蓋一層燒結劑1～2g，蓋上鍋蓋，置高溫爐中升溫至650～700℃熔融，10～12分鐘，取出冷卻，坩堝及坩堝蓋放入250mL 燒杯中，蓋上表面皿，緩慢注入約150mL 熱水浸取，用水洗出坩堝及蓋，煮沸數分鐘，如溶液顯綠色，滴加數滴乙醇，使高價Mn 還原，取下稍冷，用致密濾紙過濾400mL燒杯中，將沉淀及燒杯用1%碳酸鈉洗滌沉淀，洗滌6～8次，沉淀可留作全鐵的測定。

在濾液中加入幾滴甲基橙指示劑，用1:1 HCl 中和至顯紅色，并過量3mL，用水調節溶液體積到300mL，溶液加熱至沸騰（趕盡二氧化碳），加入熱的10%氯化鋇10～30mL（視硫的含量而定），充分攪拌，煮沸并保溫半小時，然后靜置4小時以上。

用致密濾紙濾除沉淀，擦凈杯壁，用溫水洗滌沉淀及濾紙至濾出液無氯離子為止（用硝酸銀檢驗），將沉淀及濾紙移入已恒重的瓷坩堝中，低溫烘干灰化，然后在800～850℃灼燒1小時，取出置于干燥器中冷卻至室溫，稱重，并重復灼燒30 分鐘直至恒重，根據硫酸鋇的重量，計算硫的含量。

4 結果計算

硫的含量以質量分數ωs表示，按下列公式計算：

式中：

m1—沉淀和坩堝的質量，單位為克（g）；

m2—瓷坩堝的質量，單位為克（g）；

m3—空白的質量，單位為克（g）；

m0—試料的質量，單位為克（g）；

0.1374—硫酸鋇換算為硫的換算因數。

5 討論

試樣經過氧化鈉-碳酸鈉或碳酸鈉-氧化鋅熔融后，硫都轉化成可溶性硫酸鹽，經水浸過濾，除去鐵氫氧化物后在0.05～0.1mol/L 鹽酸溶液中加入氯化鋇溶液使其與硫酸根離子形成硫酸鋇沉淀，濾出后灼燒稱重，換算為硫的含量。

在沉淀硫酸根離子時，下列物質隨同硫酸鋇共沉淀，氯離子，硝酸根離子，氯酸根離子以鋇鹽形式共沉淀，堿金屬、鈣離子、鐵離子以硫酸鹽或重硫酸鹽形式共沉淀，共沉淀的程度決定于溶液的成分，濃度、酸度、溫度。沉淀方式及其它因素，硝酸鋇和氯酸鋇被硫酸鋇吸附的性能要比氟化物強得多，所以當溶液中有硝酸根離子或氯酸根離子存在時，在沉淀硫酸鋇以前，必須用低濃度鹽酸反復蒸干兩次，使之完全除去。

硫酸鋇沉淀的灼燒溫度不應超過850℃，以避免其分解。在灰化濾紙的過程中必須將碳趕盡，否則在高溫灼燒時，硫酸鋇可能被部分還原為硫化鋇,使結果偏低，在此情況下，可用1-2滴硫酸潤濕沉淀，低溫加熱使硫酸白煙冒盡，然后重新灼燒至恒重。

6 標準物質和實際樣品分析結果

將標準物質GBW07268、ZBK338 和兩個檢測樣品按上述方法與GB/T 3884.3-2012 銅精礦化學分析方法，試驗三次，三次測定結果見表1。

表1

經標準物質驗證和樣品重現性試驗，結果的再現性較好，測定結果的精密度和準確度均符合質控要求。

7 結論

上述方法與GB/T 3884.3-2012 銅精礦化學分析方法相比，由于礦石基體比較復雜，本方法適用于更廣泛的基體，在結果分析中可以看出本方法對樣品熔融的更徹底；本方法的操作過程更加簡單，適用于大批量樣品。