周君玲

（豫光金鉛集團(tuán)有限公司，河南 濟源 454650）

海綿銅中銅的測定

周君玲

（豫光金鉛集團(tuán)有限公司，河南 濟源 454650）

海綿銅是綜合回收廠的中間物料，含銅的高低直接影響粗銅的產(chǎn)品質(zhì)量，為了準(zhǔn)確及時地指導(dǎo)生產(chǎn)，通過多種分析方法的試驗，最終采用改變傳統(tǒng)的氨水碘量法測定海綿銅中的銅含量。因為海綿銅中鐵元素影響試驗終點的判斷，導(dǎo)致銅含量結(jié)果誤差很大，所以改變傳統(tǒng)的方法，試驗中間采用熱過濾分離鐵的方法，使試驗終點顏色好判斷，分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠。這種方法已經(jīng)在我們單位推廣使用，它簡便快速，準(zhǔn)確度好，不需采用有毒有害試劑等優(yōu)點。試樣經(jīng)鹽酸、硝酸分解后，硫酸冒煙，用氨水調(diào)出沉淀，熱過濾分離鐵，濃縮濾液，以氟化氫銨掩蔽鐵，加冰乙酸，pH值控制在3．0～4．0微酸性溶液中，Cu2+與KI作用生成CuI，游離出碘，以淀粉為指示劑，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。該方法的使用范圍為20%～65%。

氨水碘量法；分離鐵；pH值

1 實驗部分

1.1 方法原理

用王水溶解試樣，用氨水調(diào)出沉淀，分離鐵，以氟化氫銨掩蔽鐵，在pH3.0～4.0微酸性溶液中，Cu2+與KI作用生成CuI，以淀粉為指示劑，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。

1.2 主要試劑（沒有標(biāo)注純度級別的試劑均為分析純）

1.2.1 金屬銅（WCu≧99.999%）：將純銅放入微沸的乙酸（1+ 3）中，微沸1min，取出后用水和無水乙醇分別沖洗三次以上，在100℃烘箱中烘4min，冷卻，置于磨口瓶中備用。

1.2.2 鹽酸（p1.12g/mL）

1.2.3 硝酸（p1.42g/mL）

1.2.4 硫酸（p1.84g/mL）

1.2.5 硫酸（1+1）

1.2.6 硝酸（1+1）

1.2.7 氨水（0.90g/mL）

1.2.8 氨水（1+1）

1.2.9 冰乙酸（p1.049g/mL）

1.2.10 淀粉溶液（5g/L）

1.2.11 氟化氫銨（飽和溶液）

1.2.12 三氯甲烷

1.2.13 碳酸鈉（4g/L）

1.2.14 硫氰酸鉀 （400g/L）

1.2.15 碘化鉀

1.2.16 氯化銨

1.2.17 C（0.04mol/L）硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液

1.2.17.1 C（0.04mol/L）硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

稱取100 g硫代硫酸鈉（Na2S2O3·5H2O）置于1 000mL燒杯中，加入500mL碳酸鈉（1.2.13）溶液，移入10 L棕色瓶中。用煮沸并冷卻的蒸餾水稀釋至10 L，加入1mL三氯甲烷（1.2.12），靜置兩周，使用時過濾，補加1mL三氯甲烷（1.2.12）混勻，靜置2 h。

1.2.17.2 標(biāo)定

稱取0.080 0 g（精確至0.000 1 g）處理過的純銅（1.2.1）三份，分別置于500mL三角燒杯中，加入10mL硝酸（1.2.6），蓋上表皿，于電熱板低溫處加熱至完全溶解，取下，用水洗表皿及杯壁，加入5mL硫酸（1.2.5），繼續(xù)加熱至盡干，取下稍冷，用40mL水吹洗杯壁，加熱煮沸，使鹽類完全溶解，取下冷卻至室溫，加入3 mL冰乙酸（1.2.9），加入1mL氟化氫銨飽和溶液（1.2.11），搖勻。加入3～5g碘化鉀（1.2.15），搖動溶解，立即用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.2.17）滴定至淡黃色，加入5mL淀粉溶液（1.2.10），繼續(xù)滴定至淡藍(lán)色，加入1mL硫氰酸鉀（1.2.14），激烈震蕩滴定至藍(lán)色剛好消失為終點。隨同做空白試驗。

按式（1）計算硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的實際濃度：

式中：

C——硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的實際濃度，單位為摩爾每升（mol/L）；

V1——標(biāo)定時，滴定銅溶液所消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）；

V0——標(biāo)定時，滴定銅空白溶液所消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）；

M——銅的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾（g/mol），[M（Cu）= 63.546]；

m——純銅的質(zhì)量，單位為克（g）。

平行標(biāo)定三份，其極差值不大于5×10-5mol/L時，取其平均值，否則重新標(biāo)定。

2 試驗條件的選擇（以2#為例）

2.1 消除干擾（Fe）元素的試驗

試樣經(jīng)酸溶解完全后，用氨水調(diào)出沉淀后，熱過濾分離鐵元素和不分離鐵元素的試驗，結(jié)果如下表1：

表1

根據(jù)表1中數(shù)據(jù)，選擇過濾分離掉鐵元素。

2.2 共存元素干擾試驗

在稱取200mg2#樣品，分別加入一定量的下列干擾元素，其中銅含量的結(jié)果如下表2：

根據(jù)表2數(shù)據(jù)表明以上含量的雜質(zhì)元素不干擾測定。

3 樣品分析步驟

稱取樣品0.200 0 g（100～200目）于250mL燒杯中，（隨同試樣做空白試驗）。

表2

加入15mL鹽酸（1.2.2），蓋上表面皿低溫溶樣，溶解3～5分鐘，加入10mL硝酸（1.2.3）繼續(xù)溶解樣品，溶解體積蒸至2～5 mL，取下稍冷，加入5mL硫酸（1.2.4），加熱至冒白煙，取下冷卻，用水吹洗表皿及燒杯壁，加水至體積50mL，加入3～5g氯化銨（1.2.16），用氨水（1.2.7）中和至沉淀完全，并過量10mL氨水，加熱微沸3～5分鐘，取下，用定性快速濾紙熱過濾于500mL的三角瓶中，用熱水沖洗燒杯和沉淀各5～6次，濾液保留，沉淀棄去。將濾液煮沸并濃縮至體積100mL，取下冷卻。用（1+1）氨水（1.2.8）調(diào)至藍(lán)色沉淀出現(xiàn)，加入3mL冰乙酸（1.2.9），加入1mL氟化氫銨飽和溶液（1.2.11），搖勻，pH值控制在3.0～4.0。加入3～5 g碘化鉀（1.2.15），搖動溶解，立即用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.2.17）滴定至淡黃色，加入5mL淀粉溶液（1.2.10），繼續(xù)滴定至淡藍(lán)色，加入1mL硫氰酸鉀（1.2.14），激烈震蕩滴定至藍(lán)色剛好消失為終點。

4 分析結(jié)果的計算

按（2）式計算銅的含量：

式中：

C——硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的實際濃度，單位摩爾每升，mol/L；

V1——滴定樣品時所消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位為毫升，mL；

V0——滴定空白試驗所消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位為毫升，mL；

M——銅的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾，g/mol；m——稱取樣品質(zhì)量，單位為克，g。

5 精密度檢驗

按照分析步驟，測定4個樣品，分析結(jié)果見表3：

根據(jù)表3中的數(shù)據(jù)可以看出本方法精密度較好。

6 回收率試驗

稱取2#樣品100mg，分別加入一定量的銅標(biāo)準(zhǔn)溶液（5mg/ mL）做加標(biāo)回收試驗，結(jié)果見表4：

表3

表4

根據(jù)表4中數(shù)據(jù)得知回收率在93.00%～～96.00%之間，操作簡便快速，可以滿足日常批量分析要求。

7 注釋

7.1 此方法由原來的傳統(tǒng)的氨水碘量法（不分離鐵元素）改為現(xiàn)在的把干擾元素鐵分離掉，終點顏色好判斷，方法簡便，回收率為93.00%～96.00%。

7.2 分離鐵元素之后，濾液進(jìn)行濃縮，濃縮體積在100mL冷卻后，用（1+1）氨水調(diào)至藍(lán)色沉淀出現(xiàn)，再加氟化氫銨和冰乙酸使pH值控制在3.0～4.0之間，這樣分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

8 結(jié)論

對海綿銅中銅含量的測定，我進(jìn)行了多次試驗建立的這種分析方法，重現(xiàn)性好，準(zhǔn)確度高，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均在5%以內(nèi)，可以滿足海綿銅中銅含量的測定要求。

[1]有色冶金分析手冊[M].北京冶金工業(yè)出版社，2004，10.

[2]符斌，孫淑媛，等，重金屬冶金分析[M].冶金工業(yè)出版社，1994，8.

[3]化工企業(yè)常用標(biāo)準(zhǔn)選編（上）[M].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999，11.

[4]有色金屬分析信息網(wǎng)網(wǎng)刊.

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1671-0037（2014）05-70-2