謝向瑜（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局704隊　哈密 839000）

碘量法測定海綿銅中銅含量

謝向瑜
（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局704隊哈密 839000）

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［1］，為了準確及時地指導生產(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，導致銅含量結(jié)果差異很大。本法使試驗終點顏色好判斷，干擾元素較少、分析結(jié)果準確可靠、回收率高。試樣經(jīng)鹽酸硝酸分解后，用乙酸銨調(diào)節(jié)酸度，以氟化氫銨掩蔽鐵，在pH為3.0～4.0的微酸性溶液中，銅（Ⅱ）與碘化鉀作用游離出碘。以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定，適用于20%～60%以上銅量的測定。

碘量法海綿銅精密度

1　實驗部分

試樣經(jīng)酸分解后，用乙酸銨溶液調(diào)節(jié)溶液的pH 為3.0～4.0，用氟化氫銨掩蔽鐵，銅（Ⅱ）與碘化鉀作用游離出碘。以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定。

1.2主要試劑及配制

⑴乙酸-乙酸銨溶液（pH≈5）：稱取90g乙酸銨置于400mL燒杯中，加入150mL水和100mL冰醋酸，待溶解后，用水稀釋至300mL，混勻。

⑵淀粉溶液（5g/L）：稱取0.5g可溶性淀粉加少量水調(diào)成糊狀于燒杯中，緩緩倒入100mL沸水，繼續(xù)煮沸至透明，取下冷卻，現(xiàn)配現(xiàn)用。

⑶硫氰酸鉀溶液（100g/L）：稱取10g硫氰酸鉀加100mL水溶解于燒杯中（pH＜7），加2g碘化鉀，溶解后加2mL淀粉溶液，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定至藍色剛好消失。。

⑷硫代硫酸鈉標準滴定溶液：稱取20g硫代硫酸鈉加入煮沸過的冷水溶解，加入0.2g碳酸鈉，溶解后移入2 000mL的棕色玻璃瓶中，用煮沸并冷卻的水稀釋至2 000mL，于暗處放置一周后標定［2］。

⑸銅標準溶液（2mg/mL）：稱取1.0000g銅片（99.99%），置于500mL錐形燒杯中，緩慢加入40mL硝酸（1+1），蓋上表皿，置于電熱板上低溫處，加熱使其完全溶解，蒸發(fā)至小體積后加入5mL硫酸（1+1），繼續(xù)加熱至冒濃硫酸煙，取下冷卻至室溫加20mL去離子水，加熱使鹽類溶解，冷卻后移入500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度線，混勻。

為此，綜合考慮設(shè)備維護中的可靠性與經(jīng)濟性關(guān)系，采取彈性計劃檢修模式，本文建立了有限時間內(nèi)基于可靠度約束的單設(shè)備動態(tài)不完全預防性維護模型。首先采用混合故障率函數(shù)，考慮了預防維修對役齡回退因子的動態(tài)調(diào)整作用和設(shè)備老化耗損對其故障率增長速度的動態(tài)影響；然后在確保單設(shè)備高可靠運用條件下，確定最佳預修次數(shù)與彈性維修周期以實現(xiàn)總維修費用率最低；最后將本維護模型的維修優(yōu)化結(jié)果與無可靠度約束等維修周期維護模型進行了對比。

1.3分析步驟

稱取0.2000g試樣于250mL錐形瓶中，加少量水潤濕，加入10mL鹽酸，低溫加熱3～5min，若試樣中硅含量較高時，需加入0.5g氟化銨，繼續(xù)加熱片刻，取下稍冷再加入5mL硝酸和10mL硝-硫混酸（7+3）蓋上表面皿低溫加熱，待試樣完全分解后取下冷卻至室溫，用少量水洗滌表面皿及杯壁，繼續(xù)加熱蒸發(fā)至干，冷卻。若試樣中碳含量較高時，需加入2mL硫酸和2～5mL高氯酸加熱溶解至無黑色殘渣，繼續(xù)加熱蒸發(fā)至干，冷卻。再加20mL去離子水沖洗表面皿及杯壁，在電爐上加熱使鹽類溶解，取下冷卻至室溫。

向溶液中滴加乙酸-乙酸銨溶液若鐵含量極少時，需補加1mL的三氯化鐵溶液（100g/L）至紅色不再加深再過量3～5mL，然后滴加氟化氫銨飽和溶液至紅色消失并過量1mL，搖勻，隨同試樣做空白實驗。向溶液中滴加2～3g碘化鉀，搖勻迅速用硫代硫酸鈉標準溶液滴定至淡黃色，加入2mL淀粉繼續(xù)滴至淺藍色，加5mL硫氰酸鉀溶液激烈搖蕩至藍色加深，再滴定至藍色恰好消失，即為終點。

2　結(jié)果與討論

2.1計算

2.1.1標 定

取25mL銅標準溶液三份，于250mL錐形瓶中，加入1mL三氯化鐵溶液，混勻。以下分解步驟同1.3，按計算公式W%=計算滴定度。

式中，2是銅標準溶液的含量2mg/mL；V是移取銅標準溶液體積；v是消耗硫代硫酸鈉標準溶液體積。

平行標定三份極差值不大于5×10-5時取平均值，否則重標。

2.2準確度和精密度

對已知的三個海綿銅樣品進行9次測定，測得結(jié)果見表1。

表1　準確度和精密度

通過本試驗方法測得的數(shù)據(jù)準確可靠，樣品的平均值與給定值相吻合，準確度和精密度較高。

2.3氟化氫銨對滴定的影響

經(jīng)過反復試驗得出，試驗中加入的氟化氫銨必須要過量1mL，如果不過量就會造成終點不明顯，易反色。

2.4碘化鉀加入量對銅的影響

在反應(yīng)中生成單質(zhì)碘在水中溶解度比較小，易升華損失，導致結(jié)果偏低。通過加入過量的碘化鉀，使單質(zhì)碘的溶解度增大，從而降低其揮發(fā)，使反應(yīng)正向進行。

2.5共存離子的影響

稱取0.1000g的1號試樣，分別加入一定量的下列干擾元素［3］，其中共存離子對銅含量的影響見表2。

表2　共存離子對銅含量的影響

由表2的數(shù)據(jù)表明，該含量的雜質(zhì)元素不干擾測定，對海綿銅中銅含量的測定無影響，可以共存。

2.6樣品的回收率

稱取2號樣品100mg，分別加入一定量的銅標準溶液，做加標回收試驗，結(jié)果見表3。

表3　2號樣品回收率

根據(jù)表3的數(shù)據(jù)得出回收率在92.5%～97%之間，操作快速簡便，能滿足日常批量生產(chǎn)。

3　結(jié)論

高品位的海綿銅是一種十分重要的工業(yè)原料，可用于提煉金屬銅及制作鋅酸亞銅等原料，可見海綿銅在工業(yè)中的地位很重要，測定其銅含量自然是必不可少的。而碘量法是測定銅含量的最常用方法，試驗中應(yīng)注意亞硝酸離子對實驗結(jié)果的影響，加硫酸二次分解必不可少，本法可以與大量離子共存。與老方法相比此法操作更簡便、時間短、易掌握。從而確保數(shù)據(jù)更準確，提高了準確度和回收率，為客戶提供更有利的數(shù)據(jù)。

［1］有色冶金分析手冊［M］.北京冶金工業(yè)出版社，2004.10.

［2］李華昌.常見礦石分析手冊.北京化學工業(yè)出版社，2011.7.

［3］符斌，孫淑媛，等.重金屬冶金分析［M］.冶金工業(yè)出版社，1994.8.

收稿：2016-03-14

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.05.025