蘇 菁，汪鶴鳴

(紫金礦業(yè)集團(tuán),福建 上杭 364200)

應(yīng)用研究·黃金礦山·

金精礦中碳元素檢測(cè)指示劑的改進(jìn)

蘇 菁，汪鶴鳴

(紫金礦業(yè)集團(tuán),福建 上杭 364200)

國(guó)標(biāo)中非水滴定測(cè)定金精礦中碳含量，終點(diǎn)沒(méi)有明顯的突躍點(diǎn)，檢測(cè)中往往造成較大偏差。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)混合指示劑的研究，確定了一種適合金精礦中碳含量檢測(cè)的混合指示劑，并確定了該混合指示劑的最佳配比和用量，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)樣品驗(yàn)證，該混合指示劑檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)樣品的準(zhǔn)確度和精密度都優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，標(biāo)準(zhǔn)樣品碳含量檢測(cè)RSD<5%，且適合碳含量在0.1%～9%之間的檢測(cè)，比國(guó)標(biāo)中碳含量檢測(cè)范圍0.1%～5%更廣。

金精礦； 碳； 指示劑； 非水吸收

1 前言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和大規(guī)模的礦業(yè)開(kāi)發(fā)，易處理金礦資源日益減少，復(fù)雜難處理的金礦石已成為黃金生產(chǎn)的主要資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界黃金儲(chǔ)量中60%以上是難處理金礦石，而目前全球黃金產(chǎn)量中的 1/3 都來(lái)自于難處理金礦[1]，黃金冶煉廠(chǎng)在采購(gòu)金精礦過(guò)程中經(jīng)常碰到一些含碳較高的難處理金精礦，含碳質(zhì)金精礦往往含有活性炭、碳?xì)浠衔?、石墨等碳物質(zhì)，由于碳在氰化過(guò)程中搶先吸附金配合物，影響金的氰化提取率[2]。公司在采購(gòu)合同中有約定，金精礦中的含碳量有一個(gè)上限值規(guī)定，金精礦中含碳量不同，金精礦的計(jì)價(jià)系數(shù)也不一樣。因此在結(jié)算過(guò)程中，經(jīng)常有碳元素仲裁情況，這對(duì)金精礦碳檢測(cè)提出了更高要求。

目前，金精礦中碳檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GBT 7739.9- 2007金精礦化學(xué)分析方法第9部分碳量的測(cè)定，該方法原理是樣品在1 200～1 250℃高溫氧氣硫中燃燒，使碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳，用百里酚酞為指示劑，用乙醇—乙醇胺—?dú)溲趸浫芤何盏味ǘ趸糩4]。其滴定終點(diǎn)都是由藍(lán)色變?yōu)榈{(lán)色，測(cè)定過(guò)程中, 調(diào)整好終點(diǎn)后，憑記億記住淡藍(lán)色的深淺程度，要滴至所記住的顏色以達(dá)到準(zhǔn)確的結(jié)果是有困難的。由此往往造成較大的誤差[3]，如果碰到檢測(cè)人員對(duì)顏色不敏感，兩次檢測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)差幾倍。

為改變非水滴定沒(méi)有明顯的突躍點(diǎn)，本試驗(yàn)對(duì)若干指示劑進(jìn)行了優(yōu)選，以期獲得一個(gè)明顯的突變點(diǎn)，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)以百里香酚酞—酚酞混合指示劑比較合適。并通過(guò)試驗(yàn)確定了金精礦中碳檢測(cè)使用的混合指示劑的配方及最佳用量，達(dá)到了預(yù)期效果。

2 試驗(yàn)部分

2.1 儀器和試劑

碳酸鈣(基準(zhǔn)試劑)、變色硅膠、氧化銅(分析純)、硫酸(分析純)、重鉻酸鉀。

高錳酸鉀—?dú)溲趸c吸收液：稱(chēng)取3g高錳酸鉀溶于100g水中，加入10g氫氧化鈉，搖勻。

標(biāo)準(zhǔn)吸收滴定溶液：將30mL乙醇胺溶于970mL無(wú)水乙醇中，加入3.0g氫氧化鉀及指示劑，混勻，放置3～5d后備用。標(biāo)定參考GBT 7739.9- 2007進(jìn)行。

碳的測(cè)定裝置參考GBT 7739.9- 2007，在高溫管式電爐出口到氣體吸收瓶之間增加一個(gè)除二氧化硫的吸收瓶裝置。

2.2 試驗(yàn)方法

由于金精礦中有些含硫很高，國(guó)標(biāo)方法裝置中沒(méi)有除二氧化硫裝置，采用國(guó)標(biāo)方法會(huì)造成碳檢測(cè)數(shù)據(jù)異常，在檢測(cè)過(guò)程中，必須增加除硫裝置。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，在高溫管式電爐出口到氣體吸收瓶之間增加一個(gè)除二氧化硫的吸收瓶裝置，瓶中吸收液配制方法為：稱(chēng)取5g重鉻酸鉀，加5mL濃硫酸，配成100mL混合溶液，除二氧化硫效果很好。在試驗(yàn)過(guò)程中，只改變標(biāo)準(zhǔn)吸收滴定溶液中的指示劑，其它與國(guó)標(biāo)GBT 7739.9- 2007相同。

2.3 指示劑的選擇

經(jīng)過(guò)查找資料[3～5]，選擇了2種混合指示劑與國(guó)標(biāo)方法百里香酚酞指示劑進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)，混合指示劑的添加量為每1 000mL滴定吸收液中加0.4g，觀察滴定過(guò)程中變色點(diǎn)是否靈敏及變色點(diǎn)的pH值，具體見(jiàn)表1。

從表1可以看出，百里酚酞與酚酞組成的混合指示劑效果較好，4個(gè)色階容易分辨開(kāi)。

2.4 指示劑的配比試驗(yàn)

對(duì)百里酚酞和酚酞混合指示劑進(jìn)行不同配比試驗(yàn)，混合指示劑的添加量為每1 000mL滴定吸收液中加0.4g，觀察滴定過(guò)程中的顏色是否靈敏、變色點(diǎn)pH值以及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，具體見(jiàn)表2。

表1 指示劑試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2 混合指示劑配比試驗(yàn)數(shù)據(jù)

在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，百里香酚酞與酚酞的配比中比例為7∶1的指示劑，淺藍(lán)顏色中帶點(diǎn)紫色，變色不靈敏。隨著酚酞比例逐步增加，溶液中粉色的強(qiáng)度越來(lái)越強(qiáng)，比例為3∶5、2∶6及1∶7中粉色變紫色過(guò)程中需要滴加相對(duì)較多的滴定溶液才能變色，變色不靈敏。結(jié)合4個(gè)標(biāo)樣在相應(yīng)指示劑的檢測(cè)值，確定百里香酚酞與酚酞混合指示劑的最佳配比為5∶3。

2.5 指示劑用量試驗(yàn)

分別在1 000mL滴定吸收液中加入百里香酚酞與酚酞配比為5∶3的混合指示劑，通過(guò)改變混合指示劑的添加量，觀察滴定過(guò)程中的顏色是否靈敏、變色點(diǎn)pH值以及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，具體見(jiàn)表3。

在試驗(yàn)過(guò)程中，加入0.2g和0.3g混合指示劑，深藍(lán)變淺藍(lán)不容易判斷，隨著指示劑用量的增加，加入0.5、0.6、0.7g指示劑在滴定過(guò)程中，粉色變紫色過(guò)程中需要滴加相對(duì)較多的滴定溶液才能變色，變色不靈敏。結(jié)合4個(gè)標(biāo)樣在相應(yīng)指示劑的檢測(cè)值，確定了百里香酚酞與酚酞混合指示劑的最佳用量為每1 000mL滴定吸收液加入0.4g。

表3 混合指示劑用量試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.6 準(zhǔn)確度和精密度

通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，混合指示劑在4個(gè)色階中，粉色剛變成紫色只需一滴標(biāo)準(zhǔn)吸收滴定溶液就變色，非常靈敏，此時(shí)的pH值為10.8左右，燃燒出的二氧化碳能確保完全吸收，把溶液顏色由粉色剛變成紫色確定為滴定終點(diǎn)。

在同一條件下，人員固定，其中甲乙2人碳檢測(cè)熟練，丙丁2人日常很少檢測(cè)碳元素，不熟練，4人分別對(duì)4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品用國(guó)標(biāo)中的指示劑和新確定的最佳混合指示劑進(jìn)行了10次測(cè)定，數(shù)據(jù)見(jiàn)表4和表5。

表4 國(guó)標(biāo)方法檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)樣品的準(zhǔn)確度和精密度

表5 混合指示劑檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)樣品的準(zhǔn)確度和精密度

從表4和表5可以看出，最佳混合指示劑的準(zhǔn)確度和精密度都優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法。由于國(guó)標(biāo)中碳檢測(cè)范圍0.1%～5%，標(biāo)準(zhǔn)樣品GBW- 07108中碳為9%，國(guó)標(biāo)方法檢測(cè)不能滿(mǎn)足分析要求。而新的混合指示劑完全能滿(mǎn)足分析要求。在采購(gòu)的金精礦中含碳量超過(guò)5%的金精礦偶爾也會(huì)有，所以新的混合指示劑的碳含量檢測(cè)范圍更廣。

3 結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)金精礦中測(cè)定碳元素采用混合指示劑為百里香酚酞與酚酞更合適。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，進(jìn)一步確定了其配比為5∶3，最佳用量為每1 000mL滴定吸收液加入0.4g混合指示劑。通過(guò)與國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行對(duì)比，使用該指示劑檢測(cè)標(biāo)樣的準(zhǔn)確度和精密度都優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，標(biāo)準(zhǔn)樣品碳含量檢測(cè)RSD在0.6%～4.5%之間，且碳含量檢測(cè)范圍更廣。由于采用了混合指示劑，變色區(qū)域狹窄，終點(diǎn)十分靈敏，確定了溶液顏色由粉色剛變成紫色為滴定終點(diǎn)。該指示劑在滴定過(guò)程中有4個(gè)色階，深藍(lán)—紫色—粉色—無(wú)，加入非水標(biāo)準(zhǔn)溶液的多少和快慢可以根據(jù)顏色的變化來(lái)掌握，目前該方法已成功應(yīng)用于生產(chǎn)。

[1] 陳勃偉，蔡镠璐,等.某含砷含碳微細(xì)粒難處理金精礦預(yù)氧化—氰化提金工藝研究[J].環(huán)保科技,2017,41(6):283.

[2] 南君芳，李林波,等.金精礦培燒預(yù)處理冶煉技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

[3] 吳鳳鍔.非水滴定法測(cè)定鋼鐵中碳的改進(jìn)[J].分析化學(xué),1977，(3):244-245.

[4] GBT 7739.9- 2007,金精礦化學(xué)分析方法 第9部分：碳量的測(cè)定[S].

[5] 劉 珍.化驗(yàn)員讀本上冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

Improvement of indicator for carbon detection of gold concentrate

The detection of carbon content in gold concentrate by non-aqueous titration in national standard has no obvious jumping point at the titration end point，which causes relatively larger deviations in the process of detection. In the experiment, a mixed carbon indicator was studied and determined, and the optimum proportion and dosage of the mixed indicator were determined. Certified by standard sample, the detection accuracy and precision of using mixed indicator were superior to national standard. Standard sample carbon content test RSD<5%, it was suitable for carbon content between 0.1%～9%, which was wider than the carbon content detection range of 0.1%～5% of national standard.

gold concentrate; carbon; indicator; non-aqueous absorption

TD926.3

A

2017-- 06-- 14

蘇 菁(1972-)，女，新疆石河子人，工程師，從事礦山及冶煉行業(yè)分析化學(xué)方面的工作。

1672-- 609X(2017)04-- 0017-- 03