滴定法测定金属矿石中铜铅锌的方法研究

摘 要：近年来，我国社会经济不断发展，对金属矿产资源的要求也越来越高，因此，矿产开采中，为切实提升开采效率，对成矿物质的精准测定就显得十分重要了。滴定法作为一种传统的矿石元素分析方法，具有操作方便、成本低、易于掌握并且准确度高等优势，在矿石样品的金属元素测定中得到了广泛地应用，较原子吸收法、X射线荧光光谱法以及等离子体发射光谱法等都有着独特的优势。

关键词：滴定法；铜铅锌；连续测定

滴定法是借助化学指示剂来判定滴定终点的矿石元素分析法，对于操作步骤和操作人员的素质都有着较高的研究，需要确保在滴定、读数、记录以及计算等步骤中都不产生任何“过失误差”才能有效保障滴定的准确性。因此，加强对滴定法的研究有着十分重要的作用。文章以滴定法为研究对象，探讨多金属矿中铜铅锌铁的测定实验。

1.滴定法的应用概述

滴定法是一种利用金属离子会与特定配合剂发生化学反应生成配合物的元素分析测试技术，是测定矿石样品中金属元素的常用方法之一，并且自2000年以来，诸多学者不断对其进行改进，使其在矿石元素测定中得到了越来越广泛地应用。举例来说，2001年，刘长风等人在对滴定法测定高硅铅矿中铅结果偏低的原因进行了分析并对实验方法进行了改进，消除了二氧化硅对测定结果的干扰；2005年，张咏青等人对传统的EDTA络合滴定分析铅、锌的方法进行了改进，实现了对铅、锌元素的连续测定，改进后实验的精密度符合要求，大大提高了生产效率；2010年，余红等人在2010年对测定锌矿石中锌的滴定法做出了改进，稳定回收率在98.2%～104.6%之间，由此可见，我国的滴定法一直都在进步。当前，在冯忠伟等学者的努力下，我国的滴定法已实现了多金属矿中铜、铅、锌、铁的连续测定。文章以此为基础，对金属矿石中的铜、铅、锌进行实验测定。

2.金属矿石中铜铅锌的测定实验

2.1主要试剂

（1）标准溶液：HCl，HNO3，H2SO4，氨水；EDTA标准溶液，c=0.05mol/L（用锌标准溶液标定）；硫代硫酸钠标准溶液，c=0.02mol/L；淀粉溶液，c=5g/L。二，指示剂：甲基橙指示剂，c=1g/L；二甲酚橙指示剂，c=5g/L。三：其他试剂：抗坏血酸；硫脲饱和溶液；氯化铵；氟化氢铵饱和溶液；碘化钾；氯化汞饱和溶液；氟化钾溶液，c=200g/L；硫氰酸钾溶液，c=400g/L；乙酸-乙酸钠缓冲溶液（称取结晶乙酸钠200g溶解于300mL水中，加冰乙酸10mL，用水稀至1L，混匀）；氨水-氯化铵洗液（2g氯化铵溶于少量水中，加20mL氨水，用水稀释至1L）。除特别注明外试剂均为分析纯，水为新鲜去离子水。

2.2实验方法

2.2.1分解试样

第一，称取试样0.2～0.5g并放置于烧杯中，加入15mL盐酸，低温加热5分钟后，加入10ml硝酸，继续加热至水分蒸发近干，确认试样已充分溶解。同时，在烧杯中再次加入20ml（1+1）硫酸溶液，继续加热，直至烧杯冒出白烟，保持该状态2分钟后使溶液冷却。以水洗杯壁并加水至溶液体积约为50mL，加热煮沸5min，取下用流水冷却并静置30min。

第二，利用慢速滤纸，将上述溶液过滤至100ml容量瓶。然后用（2+100）硫酸溶液洗涤烧杯及沉淀6～8次，再用水洗2次。将沉淀与滤纸转入原烧杯中，用于测定铅；同时，容量瓶内加水直至刻度，密封摇匀，静置，用于铜、锌测定。

2.2.2铅的测定

首先，在原烧杯中加入水和乙酸-乙酸钠缓冲溶液各25ml，加热，同时进行搅拌，沸腾5分钟后取下放置冷却；其次，加入抗坏血酸0.1～0.2g，同时加入溶度为200g/L的氟化钾溶液2ml，搅拌均匀；最后，加入二甲酚橙指示剂2滴，同时利用EDTA标准溶进行液滴定，当溶液颜色变为亮黄色时停止滴定。

2.2.3铜的测定

首先，取试样分解步骤中得到了滤液适量，置于容量为250ml的锥形瓶中，滴定氨水，得到棕红色的氢氧化铁沉淀，当颜色不再加深时，滴加氟化氢铵饱和溶液至棕红色消失并过量1mL，摇匀；其次，加入2g碘化钾，摇匀，立即用硫代硫酸钠标准液滴定至淡黄色，加入淀粉溶液2mL，继续滴定至浅蓝色，加硫氰酸钾溶液1mL，激烈摇振至蓝色加深，再次滴定，当蓝色恰好消失时停止滴定。

2.2.4锌的测定

取试样分解步骤中得到了滤液适量，置于容量为250ml的烧杯中。首先，加入3g氯化铵，搅拌直至溶解；然后加入氨水，要求在使氢氧化铁完全沉淀后，额外加入15ml，加热至微沸；接着，用快速濾纸，趁热将溶液过滤至容量为250ml的锥形瓶中，用热的氨水-氯化铵洗液洗涤烧杯和沉淀各5次，加热煮沸滤液驱除大部分氨，冷却。加1滴甲基橙指示剂，用（1+1）盐酸滴加至溶液刚好变红色，加1滴（1+1）氨水使溶液变黄色，加入15mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液，加2mL氟化钾溶液，加0.1～0.2g抗坏血酸，加5mL硫脲饱和溶液，摇匀；最后，加2滴二甲酚橙指示剂，同时利用EDTA标准溶进行液滴定，当溶液颜色变为亮黄色时停止滴定。

2.3试样分解条件讨论

（1）盐酸、硝酸用量。在进行试验分解时，首先加入盐酸溶液，其目的是为了使矿石试样中的硫形成硫化氢挥发，进而能够有效减少硫化矿与硝酸的反应，减少单质硫的生成，这是因为，单质硫在形成过程中会将矿样包藏起来，进而影响到矿石元素的最终测定。一般情况下，10ml盐酸和5ml硝酸就可完全分解0.2g～0.5g的易溶试样；而对于一些难容试样，盐酸和硝酸的用量则分别需要增加至15mL和10mL。

（2）硫酸用量。在分解试样时，盐酸和硝酸就可完成分解作用，此时加入硫酸的目的主要有两方面：第一是为了挥发溶液中的Cl-、NO3-，进而能够减少这些离子对测定的影响；第二则是使Pb2+离子沉淀，使其与铜、锌及其他离子元素分离。通常来说，溶度为1～4.5mol/L的硫酸就可使铅元素完全沉淀，当硫酸用量较少时，会导致不完全沉淀；而硫酸用量过多时，则会影响后续酸度的调整。

3.结论与认识

总而言之，滴定法所具有的操作简单、成本低等特点使其在矿石样品的元素分析测试中有着独特的优势，其作为一种传统的元素分析方法，至今仍得到了广泛的应用。但是，滴定法虽经过众多学者的研究和改进，其操作步骤也不断优化，也要认识到滴定法的应用是非常严格的，需要多次试验取平均值才能最大限度减少误差。今后，相关学者也要进一步对其进行研究，使其能够在矿石元素分析中得到更广泛的应用。

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