楊曉婷

（湖南有色金屬研究院，湖南長(zhǎng)沙 410100）

Na2EDTA絡(luò)合滴定法測(cè)定鋅焙砂中的鐵量

楊曉婷

（湖南有色金屬研究院，湖南長(zhǎng)沙 410100）

鋅焙砂經(jīng)過(guò)氨水沉淀分離，Na2EDTA絡(luò)合滴定法測(cè)定其中鐵的含量，代替經(jīng)典的重鉻酸鉀法測(cè)定鋅焙砂中的鐵含量，測(cè)定范圍2.00%～20.00%，測(cè)定結(jié)果與重鉻酸鉀法對(duì)鋅焙砂中鐵含量的測(cè)定結(jié)果精密度、準(zhǔn)確度是一致的，且可避免因鉻等重金屬對(duì)環(huán)境的污染及對(duì)人員的健康危害，操作簡(jiǎn)便快速，適合作為鋅焙砂中鐵量測(cè)定的分析方法。

Na2EDTA絡(luò)合滴定法；鋅焙砂；鐵含量

鋅焙砂是鋅精礦經(jīng)焙燒后所得的產(chǎn)物，主要含ZnO、ZnFe2O4等，用于鋅的冶煉，是煉鋅最主要的原料。在鋅的生產(chǎn)貿(mào)易中至關(guān)重要，目前，國(guó)內(nèi)外鋅冶煉企業(yè)都在進(jìn)行大量的鋅焙砂生產(chǎn)和貿(mào)易。鋅焙砂中鐵含量作為一個(gè)衡量產(chǎn)品等級(jí)的重要指標(biāo)，本文討論了用Na2EDTA絡(luò)合滴定法代替經(jīng)典的重鉻酸鉀法測(cè)定鋅焙砂中的鐵含量［1］，避免了因鉻等重金屬對(duì)環(huán)境的污染及對(duì)人員的健康危害。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試 劑

制備溶液和分析用水均為超純水。

1.氯化銨。

2.氟化銨。

3.鹽酸（ρ＝1.19 g／mL）。

4.硝酸（ρ＝1.40 g／m L）。

5.硫酸（ρ＝1.84 g／m L）。

6.氨水（ρ＝0.90 g／mL）。

7.鹽酸（1＋1）。

8.鹽酸（1＋11）。

9.氨水（1＋1）。

10.洗液：稱(chēng)取25 g氯化銨溶于500 mL水中，加入20 mL氨水（ρ＝0.90 g／mL），混勻。

11.磺基水楊酸溶液（100 g／L）。

12.鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液。配制：稱(chēng)取三氧化二鐵基準(zhǔn)物質(zhì)1.429 7 g（預(yù)先在100～110℃干燥1～2 h并冷卻至室溫），置于300 mL燒杯中，加入10 m L鹽酸（1＋1），低溫加熱至完全溶解，冷卻，加入10 mL鹽酸（1＋1），移入100 m L容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1 m L含10 mg鐵。

標(biāo)定：移取10.00 mL鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液于100 m L容量瓶中，加入10 mL鹽酸（1＋1），用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1 m L含1 mg鐵。

13.乙二胺四乙酸二鈉（Na2EDTA）標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液。配制：稱(chēng)取10.0 g Na2EDTA（C10H14N2O8Na2· 2H2O）于燒杯中，加入400 mL左右熱水溶解，冷至室溫。移入1 000mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻，放置三天后標(biāo)定。

標(biāo)定：移取5.00 mL鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液三份分別置于300 mL燒杯中，加水至約120 mL，用氨水（1＋1）中和至氫氧化鐵沉淀出現(xiàn)，加入10 mL鹽酸（1＋11），加熱至60～80℃（近沸），取下，加入1mL磺基水楊酸溶液，趁熱用Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色為終點(diǎn)。三次標(biāo)定結(jié)果的極差值應(yīng)不大于0.000 01 g／mL。

隨同標(biāo)定做空白試驗(yàn)。

按式（1）計(jì)算Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對(duì)鐵的滴定系數(shù)：

式中：FFe為Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對(duì)鐵的滴定系數(shù)／g·mL－1；ρFe為鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度／g·mL－1；VFe為移取鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積／mL；V1為標(biāo)定時(shí)消耗Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積／m L；V0為標(biāo)定時(shí)空白試驗(yàn)溶液消耗Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積／m L。

1.2 試樣分析

1.2.1 試驗(yàn)樣品的預(yù)處理

樣品應(yīng)通過(guò)0.100 mm孔篩。樣品預(yù)先在105 ±5℃烘1 h，置于干燥器中冷卻至室溫，備用。

按表1稱(chēng)取試樣，精確至0.000 1 g。

表1 試樣質(zhì)量

獨(dú)立地進(jìn)行兩次測(cè)定，取其平均值。

1.2.2 空白試驗(yàn)

隨同試料做空白試驗(yàn)。

1.2.3 試樣的測(cè)定

將試料置于300 m L燒杯中，以少量水潤(rùn)濕（如樣品含有較高的二氧化硅，需加入1～2 g氟化銨）試樣，加入10 mL鹽酸（ρ＝1.19 g／mL），在低溫電熱板上溶解5 min，取下，加入10 mL硝酸（ρ＝1.40 g／m L），繼續(xù)加熱至試樣分解完全，加入5 mL硫酸（ρ＝1.84 g／mL），加熱至冒濃白煙并蒸至2 mL［2］。取下冷卻，加入2～3 mL鹽酸（ρ＝1.19 g／mL），用水洗表皿及杯壁，加熱使可溶性鹽類(lèi)溶解，加入4～5 g氯化銨，加水至體積70～80 mL，以氨水（ρ＝0.90 g／mL）中和至氫氧化鐵沉淀完全再過(guò)量3 mL，加熱微沸3～5 min，取下，加入3 m L氨水（ρ＝0.90 g／m L），用快速濾紙過(guò)濾，用熱洗液洗燒杯與濾紙各4次，再用水各洗一次［3］。

用熱鹽酸（1＋1）溶解沉淀于原燒杯中，然后用熱水及鹽酸（1＋1）交替洗至濾紙無(wú)色，將溶液放在低溫處蒸至1～2 m L，取下，加水至120 mL左右，用氨水（1＋1）中和至有氫氧化鐵沉淀出現(xiàn)，加入10 mL鹽酸（1＋11），加熱至60～80℃（近沸），取下，加入1 m L磺基水楊酸溶液，用Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色為終點(diǎn)［4］。

1.2.4 分析結(jié)果的計(jì)算和表述

按式（2）計(jì)算鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ωFe，數(shù)值以%表示：

式中：F為Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對(duì)鐵的滴定系數(shù)／g·mL－1；V3為測(cè)定時(shí)滴定試料溶液消耗Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積／mL；V0為測(cè)定時(shí)滴定空白試驗(yàn)溶液消耗Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積／mL；m0為試料的質(zhì)量／g。

所得結(jié)果表示至兩位小數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 溶樣酸的選擇

稱(chēng)取3＃鋅焙砂樣品，選用鹽酸、鹽酸＋硝酸、鹽酸＋硝酸＋硫酸分解樣品，數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 溶樣酸的選擇

試驗(yàn)表明，只用鹽酸溶樣時(shí)，燒杯底部有少量黑色殘?jiān)医Y(jié)果偏低，鹽酸＋硝酸溶解樣品時(shí)結(jié)果比只用鹽酸溶解樣品時(shí)高，比鹽酸＋硝酸＋硫酸溶解樣品時(shí)偏低。鹽酸＋硝酸＋硫酸消解樣品時(shí)，樣品溶解完全，且在樣品中含有少量碳、硫的情況下，硫酸可以除盡碳、硫，故選擇鹽酸＋硝酸＋硫酸溶樣。

2.2 氟化銨加入量的影響

稱(chēng)取3＃鋅焙砂樣品，分別加入不同量的NH4F，數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 氟化銨加入量的影響

試驗(yàn)表明，溶樣過(guò)程中不加入NH4F時(shí)，樣品溶解不完全，結(jié)果偏低，加入1～4 g NH4F，結(jié)果無(wú)明顯變化，試驗(yàn)選擇加入1～2 g NH4F。

2.3 氯化銨加入量的影響

移取鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液4.00 mL，在分析過(guò)程中分別加入不同量的NH4Cl，數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表4 氯化銨加入量的影響

試驗(yàn)表明，加入2～8 g氯化銨，結(jié)果無(wú)明顯變化，試驗(yàn)選擇加入4～5 g氯化銨。

2.4 過(guò)量氨水加入量影響

移取鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液4.00 mL，在分析過(guò)程中加入不同量的過(guò)量氨水，數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

表5 過(guò)量氨水加入量影響

試驗(yàn)表明，沉淀完全后過(guò)量2～8 mL氨水時(shí)，F(xiàn)e的回收率基本一致，試驗(yàn)選擇沉淀完全后過(guò)量3 m L氨水。

2.5 雜質(zhì)的影響

依據(jù)鋅焙砂中化學(xué)成分對(duì)雜質(zhì)元素的含量的要求，移取鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00 mL于300 mL燒杯中，分別加入表6中雜質(zhì)元素（以稱(chēng)樣量0.5 g，各雜質(zhì)最高允許含量為加入量）［5，6］，其余步驟按分析方法進(jìn)行。結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 雜質(zhì)元素干擾試驗(yàn)

表6結(jié)果表明：以上含量范圍內(nèi)雜質(zhì)不影響鋅焙砂中鐵的測(cè)定。

2.6 回收率、精密度及比對(duì)試驗(yàn)

2.6.1 回收率

稱(chēng)取0.5 g 1＃試樣，加入適量的鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照分析方法進(jìn)行操作，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 回收率測(cè)定結(jié)果

從表7中可以看出回收率在98%～101%之間，滿足測(cè)定的要求。

2.6.2 精密度

按照分析方法對(duì)5個(gè)試樣獨(dú)立進(jìn)行11次試驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表8。從表8中可以看出，RSD小于2.00%，滿足測(cè)定的要求。

2.6.3 比對(duì)試驗(yàn)

按照本分析方法與重鉻酸鉀滴定法對(duì)5個(gè)樣品進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)。測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表9。從表9可以看出，兩種方法的測(cè)定結(jié)果基本一致。

表8 精密度測(cè)定結(jié)果

表9 比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果%

3 結(jié) 論

Na2EDTA測(cè)定法與重鉻酸鉀法對(duì)鋅焙砂中鐵含量的測(cè)定結(jié)果精密度、準(zhǔn)確度是一致的，且可避免環(huán)境污染，操作簡(jiǎn)便快速，適合作為鋅焙砂中鐵量測(cè)定的分析方法。

［1］ 北京礦冶研究院.礦石及有色金屬分析手冊(cè)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1990.222－223.

［2］ 湖南冶金研究所.礦石及有色金屬分析［M］.長(zhǎng)沙：湖南冶金研究所，1975.173－174.

［3］ GB／T 8151－2012，鋅精礦化學(xué)分析方法［S］.

［4］ 湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院.分析化學(xué)［M］.北京：科學(xué)出版社，2006.88－92.

［5］ 華東理工大學(xué)化學(xué)系，四川大學(xué)化工學(xué)院.分析化學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2008.126－128.

［6］ 天津大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教研室.無(wú)機(jī)化學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2007.425－426.

Determ ination of Iron Content in Zinc Concentrate Calcine by Na2EDTA Comp lexometric Titration Method

YANG Xiao-ting
（Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China）

Determination of iron content in zinc concentrate calcine after ammonia precipitation separeation，instead of classic of heavy chrome acid potassium method，measurement range is 2.00 to 20.00%.The results of the new method have the same precison and accuracywith the heavy chrome acid potassium method，also the newmethod can avoid chromium and other heavy metals environmental pollution and avoid health hazards to personnel.The new method is easy and fast，suitable for determination of iron content in zinc concentrate calcine.

Na2EDTA complexometric titration method；zinc concentrate calcine；iron content

TG115.3＋1

A

1003－5540（2016）04－0077－04

2016－06－21

楊曉婷（1989－），女，助理工程師，主要從事有色金屬礦產(chǎn)品及其冶煉產(chǎn)品的分析研究工作。