一种锌精矿中锌和铁含量的连续测定方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710338538.7
(22)申请日 2017.05.15
(71)申请人 长春黄金研究院
地址 130012 吉林省长春市南湖大路6760
号
(72)发明人 杨凤萍　穆岩　
(74)专利代理机构 长春吉大专利代理有限责任
公司 22201
代理人 李泉宏
(51)Int.Cl.
G01N 21/78(2006.01)
G01N 21/31(2006.01)
G01N 1/38(2006.01)
G01N 1/44(2006.01)
(54)发明名称
一种锌精矿中锌和铁含量的连续测定方法
(57)摘要
本发明属于矿物含量分析技术领域，为了解
决单独测定时需要两次溶样的繁琐，公开了一种
锌精矿中锌、铁的连续测定方法，本发明使用盐
酸、硝酸、氟化铵、硫酸分解试样，加入氨水沉淀
分离，滤液经处理后用Na 2EDTA络合滴定法进行
锌的测定，沉定经处理后依然采用该Na 2EDTA溶
液络合滴定法进行铁的测定，非常方便操作。

与
现有其他的连续滴定方法相比，使用同一标准
EDTA溶液，简化了实验程序，降低了实验成本，提
高了样品的测试速度，有效的提高了工作效率，
实验干扰因素少，
准确性提高。

权利要求书2页 说明书5页CN 107132219 A 2017.09.05
C N 107132219
A
1.一种锌精矿中锌和铁含量的连续测定方法，具体步骤如下：
1)准确称取0.20g样品置于烧杯中，加水润湿；加入1g氟化铵，15mL浓盐酸，使用表面皿盖住烧杯口，加热溶解5min以驱赶硫化氢；
2)取下烧杯，加入10mL浓硝酸，继续加热溶解5min，取下烧杯，加入5mL稀硫酸，加热蒸干至1.9～2.1mL；所述稀硫酸中水与98％浓硫酸的体积比为1:1；
3)加入20mL稀硫酸，加热至沉淀溶解，用水吹洗表面皿及杯壁；所述稀硫酸为按照98％浓硫酸:水的体积比为1:9稀释得到；
4)加入4～5g氯化铵、5mL浓度为200g/L过硫酸铵溶液，用氨水中和至沉淀完全再过量10mL，加热至沸腾并保持微沸状态2min取下；
5)趁热用快速定性滤纸过滤，用热氯化铵-氨水洗涤液洗涤烧杯和沉淀3～5次，所得沉淀按步骤6)～步骤8)进行，所得滤液按步骤9)～步骤11)进行；
6)用按照体积比1:1稀释的热稀盐酸溶解步骤5)所得沉淀于原烧杯中，然后用热水与按照浓盐酸与水体积比为1:10稀释的热稀盐酸交替将滤纸中沉淀冲洗入烧杯中，将溶液放在250～300℃的温度条件下蒸至1～2mL；
7)冷却后加水至120mL，加入氨水至溶液中刚出现砖红色沉淀，加入按照浓盐酸与水体积比为1:10稀释的稀盐酸将pH调节至1.3～2.0，加热至90～95℃取下；
8)以磺基水杨酸指示剂，50℃～70℃的温度条件下，用Na2EDTA标准溶液滴定至溶液滴定至由紫红色变成黄色且颜色半分钟不变即为滴定终点，记下读数，按照下式计算铁的质量分数；
W(Fe)—铁的质量分数，％
V1—滴定消耗的Na2EDTA标准溶液的体积，mL；
m—所称取样品的质量，g；
c EDTA—Na2EDTA标准溶液的浓度，mol/L；
M Fe—铁的摩尔质量，取55.85g/mL；
9)将步骤5)所得滤液浓缩至50～70mL，取下冷却至室温；
10)加入0.1g抗坏血酸，加入20mL pH为5.5的乙酸-乙酸钠缓冲溶液、5mL浓度为200g/L 的氟化钾溶液和10mL浓度为100g/L的硫代硫酸钠溶液，混合均匀；
11)加入二甲酚橙作为指示剂，用Na2EDTA标准溶液滴至溶液由紫红色变为亮黄色且颜色半分钟不变为终点，记下读数V2；
12)根据原子吸收光谱法得到样品中镉的质量分数W(Cd)
13)根据如下公式计算得到锌的质量分数，
W(Zn)—锌的质量分数，％
W(Cd)—镉的质量分数，％
V—滴定消耗的Na2EDTA标准溶液的体积，mL；
m—样品的质量，g；
c EDTA—Na2EDTA标准溶液的浓度，mol/L；
M Zn—锌的摩尔质量，取65.38g/mL；
所述步骤5)中，氯化铵-氨水洗涤液配置方法：称取125g氯化铵用水溶解，加入100mL氨水，加水定容到2500mL。

2.根据权利要求1所述的锌精矿中锌和铁含量的连续测定方法，其特征在于，步骤12)中根据原子吸收光谱法得到样品中镉的质量分数W(Cd)的步骤具体如下：
A、准确称取0.10g样品于烧杯中，加入少量的水润湿，加入15mL浓盐酸，放到炉盘上加热消解除去硫化氢；加入10mL浓硝酸和5mL高氯酸，蒸至湿盐状，加入5mL浓盐酸于炉盘上加热溶解，取下冷却至室温，转移定容到100mL容量瓶中，使用原子吸收测定其含量。

B、标准工作曲线的绘制：
配置一系列浓度分别为0.00、1.00、2.00、3.00、4.00ug/mL的标准系列，以隔的浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准工作曲线。

C、根据标准工作曲线查表得到镉的浓度C；
D、根据如下公式计算镉的质量分数：
W(Cd)—镉的质量分数，％
V—试料溶液总体积，mL；
C—工作曲线上查的的镉的浓度，μg/mL；
m—试料的质量，g。

3.根据权利要求1所述的锌精矿中锌和铁含量的连续测定方法，其特征在于，所述EDTA 标准溶液的配制及标定方法，具体步骤如下：
称取186g乙二胺四乙酸二钠于1000mL烧杯中，加热溶解，冷却至室温，移入10L配制瓶中，用水稀释至刻度，并放置3天；
分别取2mg/mL的锌标准溶液20mL 4份于400mL烧杯中，加入30mL pH 5～6的乙酸-乙酸钠缓冲溶液，加50mL水，再加3～4滴5g/L二甲酚橙指示剂，用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色到亮黄色，即为终点；
所述锌标准溶液的配置方法具体如下：
准确称取2.0000g纯度为99.99％的金属锌于250mL烧杯中，加20mL按体积比1:1稀释的盐酸，盖上表面皿，加热至全部溶解后移入1000mL容量瓶中，加水定容，此溶液锌离子浓度为2mg/mL。

一种锌精矿中锌和铁含量的连续测定方法
技术领域
[0001]本发明属于矿物含量分析技术领域，特别涉及锌精矿中锌、铁的连续测定方法。

背景技术
[0002]铁是锌精矿中主要的组份之一，也是影响浮选指标和锌精矿质量的一个重要组份，为此锌精矿中锌和铁的测定都是必要的。

锌和铁单独测定方法有很多种，国标GB/T 8151.1-2012锌精矿化学分析方法锌量的测定、GB/T 8151.3-2012锌精矿化学分析方法铁量的测定等。

但是实际生产中分别测定既浪费时间又浪费成本，而这两种方法的溶样方式又很相似，所以发明一种简单的能够同时将锌和铁一次溶样就连续滴定出来是有重要意义的，也是迫切需要的。

也曾有文章报道铁锌连测的方法，但是铁的部分采用重铬酸钾滴定法，铁锌分离后，铁的测定过程繁琐，且干扰因素较多。

发明内容
[0003]本发明专利的目的就是针对现有锌精矿中锌和铁的测定方法，提供一种使用同一滴定液实现锌精矿中锌铁连续测定的方法。

以解决锌和铁测定分析时间长、成本高、干扰大等一系列问题。

[0004]本发明专利使用盐酸、硝酸、氟化铵、硫酸分解试样，加入氨水沉淀分离，滤液经处理后用Na2EDTA络合滴定法进行锌的测定，沉淀经处理后依然采用该Na2EDTA溶液络合滴定法进行铁的测定，非常方便操作。

[0005]本发明所采用的测定步骤具体如下：
[0006]1)准确称取0.20g样品置于烧杯中，加水润湿；加入1g氟化铵，15mL浓盐酸，使用表面皿盖住烧杯口，加热溶解5min以驱赶硫化氢；
[0007]2)取下烧杯，加入10mL浓硝酸，继续加热溶解5min，取下烧杯，加入5mL稀硫酸，加热蒸干至1.9～2.1mL；所述稀硫酸中水与98％浓硫酸的体积比为1:1；
[0008]3)加入20mL稀硫酸，加热至沉淀溶解，用水吹洗表面皿及杯壁；所述稀硫酸为按照98％浓硫酸:水的体积比为1:9稀释得到；
[0009]4)加入4～5g氯化铵、5mL浓度为200g/L过硫酸铵溶液，用氨水中和至沉淀完全再过量10mL，加热至沸腾并保持微沸状态2min取下；
[0010]5)趁热用快速定性滤纸过滤，用热氯化铵-氨水洗涤液洗涤烧杯和沉淀3～5次，所得沉淀按步骤6)～步骤8)进行，所得滤液按步骤9)～步骤11)进行；
[0011]6)用按照体积比1:1稀释的热稀盐酸溶解步骤5)所得沉淀于原烧杯中，然后用热水与按照浓盐酸与水体积比为1:10稀释的热稀盐酸交替将滤纸中沉淀冲洗入烧杯中，将溶液放在250～300℃的温度条件下蒸至1～2mL；
[0012]7)冷却后加水至120mL，加入氨水至溶液中刚出现砖红色沉淀，加入按照浓盐酸与水体积比为1:10稀释的稀盐酸pH调节至1.3～2.0，加热至90～95℃取下；
[0013]8)以磺基水杨酸指示剂，50℃～70℃的温度条件下，用Na2EDTA标准溶液滴定至溶
液滴定至由紫红色变成黄色且颜色半分钟不变即为滴定终点，记下读数，按照下式计算铁的质量分数；
[0014]
[0015]W(Fe)—铁的质量分数，％
[0016]V1—滴定消耗的Na2EDTA标准溶液的体积，mL；
[0017]m—所称取样品的质量，g；
[0018]c EDTA—Na2EDTA标准溶液的浓度，mol/L；
[0019]M Fe—铁的摩尔质量，取55.85g/mL；
[0020]9)将步骤5)所得滤液浓缩至50～70mL，取下冷却至室温；
[0021]10)加入0.1g抗坏血酸，加入20mL pH为5.5的乙酸-乙酸钠缓冲溶液、5mL浓度为200g/L的氟化钾溶液和10mL浓度为100g/L的硫代硫酸钠溶液，混合均匀；
[0022]11)加入二甲酚橙作为指示剂，用Na2EDTA标准溶液滴至溶液由紫红色变为亮黄色且颜色半分钟不变为终点，记下读数V2；
[0023]12)根据原子吸收光谱法得到样品中镉的质量分数W(Cd)
[0024]13)根据如下公式计算得到锌的质量分数，
[0025]
[0026]W(Zn)—锌的质量分数，％
[0027]W(Cd)—镉的质量分数，％
[0028]V—滴定消耗的Na2EDTA标准溶液的体积，mL；
[0029]m—样品的质量，g；
[0030]c EDTA—Na2EDTA标准溶液的浓度，mol/L；
[0031]M Zn—锌的摩尔质量，取65.38g/mL。

[0032]所述步骤5)中，氯化铵-氨水洗涤液配置方法：称取125g氯化铵用水溶解，加入100mL氨水，加水定容到2500mL。

[0033]其中，步骤12)中根据原子吸收光谱法得到样品中镉的质量分数W(Cd)的步骤具体如下：
[0034]A、准确称取0.1000g样品于烧杯中，加入少量的水润湿，加入15mL浓盐酸，放到炉盘上加热消解除去硫化氢；加入10mL浓硝酸和5mL高氯酸，蒸至湿盐状，加入5mL浓盐酸于炉盘上加热溶解，取下冷却至室温，转移定容到100mL容量瓶中，使用原子吸收测定其含量。

[0035]B、标准工作曲线的绘制：
[0036]配置一系列浓度分别为0.00、1.00、2.00、3.00、4.00ug/mL的标准系列，以隔的浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准工作曲线。

[0037]C、根据标准工作曲线查表得到镉的浓度C；
[0038]D、根据如下公式计算镉的质量分数：
[0039]
[0040]W(Cd)—镉的质量分数，％
[0041]V—试料溶液总体积，mL；
[0042]C—工作曲线上查的的镉的浓度，μg/mL；
[0043]m—试料的质量，g。

[0044]其中，EDTA标准溶液的配制方法：
[0045]称取186g乙二胺四乙酸二钠(分子量为372.244)于1000mL烧杯中，微热溶解，冷却至室温，移入10L配制瓶中，用水稀释至刻度，并放置3天。

[0046]EDTA标准溶液的标定：
[0047]分别取2mg/mL的锌标准溶液20mL4份于400mL烧杯中，加入30mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液(pH 5～6)，加50mL水，再加3～4滴5g/L二甲酚橙指示剂，用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色到亮黄色，即为终点。

[0048]锌标准溶液的配置：
[0049]准确称取2.0000g金属锌(纯度为99.99％)于250mL烧杯中，加20mL按体积比1:1稀释的盐酸，盖上表面皿，加热至全部溶解后移入1000mL容量瓶中，加水定容，得到含锌离子浓度为2mg/mL的标准溶液。

[0050]本发明的有益效果：
[0051]本方法能够保证实验的准确性，简化了实验程序，操作方便，可实现样品的批量操作，提高了工作效率。

具体实施方式
[0052]下面以具体实施例的方式对本发明技术方案作进一步解释和说明。

[0053]实验例1
[0054]对于标准样品BY0110-1(锌含量标准值为42.98％，铁含量标准值为4.13％)进行测定：
[0055]1)称取0.20g(精确至0.0001g)样品置于400mL烧杯中，加少量水润湿，加入1g氟化铵，15mL浓盐酸，盖上表面皿，加热溶解5min以驱赶硫化氢；
[0056]2)取下烧杯，加入10mL浓硝酸，继续加热溶解5min，取下烧杯冷却，加入5mL硫酸(按98％浓硫酸与水的体积比1:1稀释)，继续加热至2mL左右，取下冷却；
[0057]3)加入20mL稀硫酸(按98％浓硫酸与水的体积比1:9稀释)，加热溶解盐类，取下用水吹洗表皿及杯壁；
[0058]4)加入4～5g氯化铵、5mL过硫酸铵溶液(200g/L)，用氨水中和至沉淀完全再过量10mL，加热至微沸状态保持2分钟后取下；
[0059]5)趁热用快速定性滤纸过滤，用热的氯化铵-氨水洗涤液洗涤烧杯3次，洗涤沉淀4次；所得沉淀按步骤6)～步骤8)进行，滤液按步骤9)～步骤11)进行；
[0060]6)用热盐酸(按浓盐酸与水的体积比1:1稀释)溶解沉淀于原烧杯中，然后用热水与热稀盐酸(按浓盐酸与水的体积比1:10稀释)交替洗涤将滤纸上沉淀转移至烧杯中，将溶液放在250～300℃条件下蒸干至1～2mL；
[0061]7)加水至120mL，用氨水中和至氢氧化铁沉淀刚刚出现，加入10mL盐酸(按浓盐酸与水按体积比1:10稀释)，使pH调节至1.3～2.0，加热至90～95℃；
[0062]8)加入1mL磺基水杨酸指示剂，在50℃～70℃的温度条件下，用Na2EDTA标准溶液
滴定至溶液由紫红色变成黄色即为终点，记下读数，计算铁的含量；
[0063]9)将滤液蒸干至50～70mL，以彻底破坏过剩的过硫酸铵，取下冷却至室温；[0064]10)加入0.1g抗坏血酸，加入20mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液(pH 5.5)，5mL氟化钾溶液(200g/L)，10mL硫代硫酸钠溶液(100g/L)，摇匀；
[0065]11)加入4滴二甲酚橙指示剂(5g/L)，用上述Na2EDTA标准溶液滴至溶液由紫红色变为亮黄色为终点，记下读数。

[0066]12)根据原子吸收光谱法得到样品中镉的质量分数W(Cd)
[0067]13)计算锌、镉的总量；减去原子吸收测得的镉的量，即为锌的量。

[0068]测定结果如下：锌含量为42.80％，铁含量为4.10％。

[0069]附：
[0070]氯化铵-氨水洗涤液配置方法：称取125g氯化铵用水溶解，加入100mL氨水，加水定容到2500mL。

[0071]乙酸-乙酸钠缓冲溶液配置方法：称取1500g无水乙酸钠，用热水溶解后，冷却移入配置瓶中，加入200mL冰乙酸，用水稀释至10L，摇匀。

[0072]EDTA标准滴定溶液的配制方法与标定：
[0073]称取186g乙二胺四乙酸二钠(分子量为372.244)于1000mL烧杯中，微热溶解，冷却至室温，移入10L配制瓶中，用水稀释至刻度。

放置三天后标定。

[0074]锌标准溶液的配置：
[0075]准确称取2.0000g金属锌(纯度为99.99％)于250mL烧杯中，加20mL盐酸(1+1)，盖上表皿，加热至全部溶解后移入1000mL容量瓶中，用水定容。

此溶液含锌分别为2mg/mL。

[0076]EDTA溶液标定：
[0077]分别取2mg/mL的锌标准溶液20mL4份于400mL烧杯中，加入30mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液(pH 5～6)，加50mL水，再加3～4滴5g/L二甲酚橙指示剂，用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色到亮黄色，即为终点。

[0078]
[0079]式中：c EDTA—EDTA的浓度，mol/L；
[0080]ρZn—锌标准溶液的浓度，mg/mL；
[0081]V Zn—移取的锌标准溶液的体积，mL；
[0082]V EDTA—试料消耗滴定液的体积，mL；
[0083]M Zn—锌的摩尔质量取65.38g/mol。

[0084]实验例2
[0085]对于标准样品GBW07168(锌含量标准值为52.70％，铁含量标准值为6.39％)进行测定，测定方法与实施例1相同，测定结果如下：锌含量为52.46％，铁含量为6.32％。

[0086]实施例3
[0087]对未知样品1进行测定，测定方法与实施例1相同，测定结果如下：锌含量为46.75％，铁含量为6.16％。

[0088]实施例4
[0089]对未知样品1进行测定，测定方法与实施例1相同，测定结果如下：锌含量为
32.80％，铁含量为14.34％。

[0090]本发明中所述热的某某溶液是为了防止温度过低会导致沉淀无法洗净，本领域技术人员可根据实际滴定情况调整溶液温度。