穆巖 趙亞明 柳華麗

摘要：白煙灰中含有鉛、銻、鉍、砷等元素，銻和鉍會(huì)嚴(yán)重干擾鉛量的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)對(duì)EDTA滴定法測(cè)定含銻鉍白煙灰中鉛量進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)加入氫溴酸、Na2EDTA溶液預(yù)先滴定去除銻、鉍干擾，并確定了氟化銨加入量0.5 g，水加入量80 mL，乙醇加入量10 mL，靜置時(shí)間60 min。該方法簡(jiǎn)單，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.08 %～0.21 %，準(zhǔn)確度和精密度良好。

關(guān)鍵詞：EDTA滴定法;白煙灰;鉛;銻;鉍

中圖分類(lèi)號(hào)：O655.23文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2021）12-0086-03doi：10.11792/hj20211219

目前，世界上大部分鉛采用火法冶煉。在火法冶煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生白色粉末狀固體，稱為白煙灰。白煙灰中通常含有鉛、銅、鋅、銻、鉍、砷等多種元素[1]，準(zhǔn)確測(cè)定鉛量對(duì)冶煉工藝優(yōu)化具有重要意義。白煙灰中鉛量的測(cè)定沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，通常采用GB/T 8152.1—2006 《鉛精礦化學(xué)分析方法 鉛量的測(cè)定 酸溶解-EDTA滴定法》[2]進(jìn)行測(cè)定。但是，含銻鉍白煙灰中銻、鉍的水解會(huì)包裹硫酸鉛沉淀，影響緩沖溶液的浸取，且鉍在滴定過(guò)程中會(huì)消耗Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，導(dǎo)致鉛的測(cè)定結(jié)果偏高[3]。為了消除雜質(zhì)元素干擾，準(zhǔn)確測(cè)定白煙灰中鉛量，對(duì)EDTA滴定法測(cè)定鉛量進(jìn)行了樣品溶解和溶液滴定2方面實(shí)驗(yàn)研究，采用氫溴酸除砷、銻，Na2EDTA溶液預(yù)先滴定除鉍的方法消除干擾，取得了令人滿意的結(jié)果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試 劑

稀硫酸洗液（2+98）：將10 mL硫酸緩慢加入490 mL水中，攪拌均勻。

乙酸-乙酸鈉緩沖溶液：將375 g無(wú)水乙酸鈉溶于水中，加入50 mL冰乙酸，用水稀釋至2 500 mL，混勻。

Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：稱取7.2 g乙二胺四乙酸二鈉（Na2EDTA）置于400 mL燒杯中，加水溶解，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

二甲酚橙：將0.5 g二甲酚橙溶于100 mL水中。

氟化銨，硫酸，硝酸，氫溴酸，無(wú)水乙醇，抗壞血酸，氨水，Na2EDTA溶液（1 g/L）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

稱取0.300 0 g含銻鉍白煙灰樣品，置于400 mL燒杯中，加入0.5 g氟化銨，用少量水潤(rùn)濕，加入10 mL硫酸、5 mL硝酸，蓋上表面皿，加熱溶解數(shù)分鐘至冒白煙，取下稍冷;加入5 mL氫溴酸，加熱至冒白煙，取下稍冷;重復(fù)加入5 mL氫溴酸，再次加熱至冒白煙并保持2～3 min，去除氫溴酸，取下冷卻。

用少量水吹洗表面皿及杯壁，加入80 mL水，加熱保持微沸10 min，冷卻至室溫，加入10 mL無(wú)水乙醇，放置1 h以上。用慢速定量濾紙過(guò)濾，用稀硫酸洗液（2+98）洗滌燒杯2次、沉淀4～6次，再用水洗滌燒杯及沉淀各1次，將濾紙展開(kāi)，連同沉淀一起移入原燒杯中，加入100 mL乙酸-乙酸鈉緩沖溶液（pH值約為5.5），蓋上表面皿，加熱微沸10 min，搖動(dòng)使沉淀溶解，取下冷卻，加入0.2 g抗壞血酸。

用硝酸調(diào)節(jié)溶液pH值為1.40～1.60，加入2滴二甲酚橙指示劑，用1 g/L Na2EDTA溶液滴定至溶液由紫紅色變?yōu)辄S色，用氨水調(diào)節(jié)溶液pH值至5.40～5.60，補(bǔ)加2滴二甲酚橙指示劑，然后再用Na2EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由紅色變?yōu)榱咙S色為終點(diǎn)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 銻的影響

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，試樣溶解過(guò)程中不加氫溴酸時(shí)，試樣中銻會(huì)水解夾雜在硫酸鉛沉淀中，過(guò)濾時(shí)這些絮狀沉淀也會(huì)附著在濾紙上，影響滴定終點(diǎn)的判斷，且銻含量高時(shí)無(wú)滴定終點(diǎn)。因此，實(shí)驗(yàn)采用加入氫溴酸去除銻的干擾。

2.2 鉍的影響

實(shí)驗(yàn)選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW 07172（w（Pb）=25.58 %），加入20 mg鉍，按照本方法除鉍和不除鉍各平行測(cè)定4次，結(jié)果見(jiàn)表1。選用含銻鉍白煙灰樣品（w（Bi）=5.81 %，w（Sb）=34.00 %）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，按照本方法除鉍與不除鉍各平行測(cè)定4次，結(jié)果見(jiàn)表1。

從表1可以看出：不除鉍方法的測(cè)定結(jié)果偏高。通過(guò)調(diào)節(jié)pH及Na2EDTA預(yù)先滴定的方法能夠得到準(zhǔn)確的測(cè)定結(jié)果，有效消除鉍對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。

2.3 氟化銨加入量

含銻鉍白煙灰大多都含有硅，在分解過(guò)程中硅會(huì)形成硅酸沉淀夾雜在硫酸鉛沉淀中，影響后續(xù)乙酸-乙酸鈉緩沖溶液中鉛的提取，因此硅的去除至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)選擇以四氟化硅的形式去除硅。稱取含銻鉍白煙灰樣品（w（Bi）=5.81 %，w（Sb）=34.00 %）16份，每4份分別加入0.5 g、1.0 g、2.0 g、3.0 g氟化銨，按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表2。

從表2可以看出：氟化銨加入量對(duì)樣品測(cè)定結(jié)果影響不大?？紤]到對(duì)大多數(shù)樣品的適用性及試劑成本的節(jié)約，實(shí)驗(yàn)選擇最佳氟化銨加入量為0.5 g。

2.4 水加入量

硫酸鉛微溶于水和稀硫酸，在熱溶液中沉淀效果較好，為加速硫酸鉛沉淀的形成、降低硫酸鉛的溶解度，實(shí)驗(yàn)考察了硫酸鉛沉淀過(guò)程中水加入量的影響。稱取含銻鉍白煙灰樣品（w（Bi）=5.81 %，w（Sb）=34.00 %）16份，每4份分別加入30 mL、50 mL、80 mL、100 mL水，按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表3。

從表3可以看出：水加入量為30～100 mL時(shí)，測(cè)定結(jié)果沒(méi)有明顯變化;但是，水加入量過(guò)少，硫酸濃度過(guò)大，過(guò)濾時(shí)容易將濾紙穿透，且溶液黏度較大，影響過(guò)濾速度;水加入量過(guò)大，所得濾液體積大，過(guò)濾時(shí)間長(zhǎng)，影響工作效率。綜合考慮，實(shí)驗(yàn)確定最佳水加入量為80 mL。

2.5 乙醇加入量

加入乙醇可以加速硫酸鉛沉淀的形成，降低硫酸鉛的溶解度，因此實(shí)驗(yàn)考察了乙醇加入量。稱取含銻鉍白煙灰樣品（w（Bi）=5.81 %，w（Sb）=34.00 %）16份，每4份分別加入5 mL、10 mL、20 mL、30 mL乙醇，按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表4。

從表4可以看出：乙醇加入量越大，精密度越差。此外，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)乙醇加入量大于20 mL時(shí)，隨著乙醇加入量增加，過(guò)濾速度越來(lái)越慢。因此，實(shí)驗(yàn)確定最佳乙醇加入量為10 mL。

2.6 靜置時(shí)間

過(guò)濾前需將溶液靜置一定時(shí)間以使硫酸鉛沉淀完全。稱取含銻鉍白煙灰樣品（w（Bi）=5.81 %，w（Sb）=34.00 %）16份，每4份分別靜置30 min、45 min、60 min、120 min，按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表5。

從表5可以看出：靜置時(shí)間越短，測(cè)定結(jié)果越低。靜置時(shí)間超過(guò)60 min時(shí)，測(cè)定結(jié)果無(wú)顯著差異。為了提高工作效率，實(shí)驗(yàn)確定沉淀最佳靜置時(shí)間為60 min。

2.7 方法的準(zhǔn)確度和精密度

按本方法對(duì)3個(gè)含銻鉍白煙灰樣品和GBW 07172（w（Pb）=25.58 %）進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)樣品平行測(cè)定6次，計(jì)算平均值及精密度，結(jié)果見(jiàn)表6。

從表6可以看出：采用本方法測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，其測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值吻合良好;測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.08 %～0.21 %，表明方法的準(zhǔn)確度和精密度較高。

3 結(jié) 語(yǔ)

采用滴定法測(cè)定含銻鉍白煙灰中鉛量時(shí)，在溶樣過(guò)程中加入氫溴酸，可以有效消除砷、銻的干擾;調(diào)節(jié)溶液pH、Na2EDTA溶液預(yù)滴定可有效消除鉍的影響。本方法測(cè)定過(guò)程簡(jiǎn)單、結(jié)果準(zhǔn)確、精密度高，適用于含銻鉍白煙灰中鉛量的測(cè)定。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1] 馬淼，黃玉代，郭勇，等.白煙灰的物相分析及酸浸脫砷工藝[J].應(yīng)用化學(xué)，2015，32（10）：1 208-1 214.

[2] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).鉛精礦化學(xué)分析方法 鉛量的測(cè)定 酸溶解-EDTA滴定法：GB/T 8152.1—2006[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[3] 方文韜，史旭峰，朱克聰.鉍礦石中高含量鉛的測(cè)定方法[J].云南地質(zhì)，2015，34（3）：480-483.

Determination of lead in white ash containing antimony

and bismuth by EDTA titration method

Mu Yan1，2，Zhao Yaming3，Liu Huali1

（1.Changchun Gold Research Institute Co.，Ltd.;

2.National Quality Supervision and Inspection Center for Gold and Silver Products（Changchun）;

3.School of Earth Sciences，Jilin University）

Abstract：White ash contains lead，antimony，bismuth and arsenic，and antimony and bismuth will seriously interfere with the determination of lead content.The experiment optimizes EDTA titration method to determine lead content in white ash containing antimony and bismuth.With hydrobromic acid addition and pre-titration of Na2EDTA solution，the interference of? antimony and bismuth is eliminated.And it is decided that the ammonium fluoride addition is 0.5 g，water addition is 80 mL，ethyl alcohol addition is 10 mL，and the settling time is 60 min.The method is simple，the relative standard deviation of the determination results is 0.08 %-0.21 %，and the accuracy and precision are both good.

Keywords：EDTA titration method;white ash;lead;antimony;bismuth