侯 丹,張雪蓮,李 艷,左 花
(湖南有色金屬研究院有限責(zé)任公司,湖南長(zhǎng)沙 410100)
礦樣冶煉過(guò)程中氯產(chǎn)生的氯化氫酸性氣體會(huì)造成管道設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕,影響生產(chǎn)設(shè)備的壽命,同時(shí)隨著雨水的沖洗氯溶解到水中還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,氯成為了需要檢測(cè)的常規(guī)項(xiàng)目。礦產(chǎn)品中高氯的檢測(cè)多采用離子選擇性電極法、滴定法。離子選擇性電極法適用于氯量低的礦樣。相比離子選擇性電極法,滴定法使用范圍更廣,方法更穩(wěn)定。
氯離子測(cè)定常用的前處理方法有蒸餾法[1~3]、氫氧化鈉熔融法[4]和碳酸鈉半熔法[5]。蒸餾法無(wú)法排除硫化氫和銀的干擾,且在蒸餾過(guò)程中溫度難把控,溫度過(guò)低氯離子未全部蒸餾出導(dǎo)致結(jié)果偏低,溫度過(guò)高蒸餾時(shí)間短,反應(yīng)不完全,結(jié)果偏低。而氫氧化鈉熔融法無(wú)法排除鉛的干擾,在實(shí)際操作中加氫氧化鈉后需要先在電爐板上把水分烘干,若未烘干水分樣品在馬弗爐中熔融過(guò)程中會(huì)濺出導(dǎo)致結(jié)果有誤差,且所用試劑氫氧化鈉對(duì)皮膚和衣服具有很強(qiáng)的腐蝕性。經(jīng)試驗(yàn)證明碳酸鈉半熔法能排除硫、鉛和銀的干擾。碳酸鈉半熔融的方法具有可操作性強(qiáng)、精密度高、結(jié)果穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
1.馬弗爐。
2.碳酸鈉。
3.硝酸(ρ=1.40 g/mL)。
4.飽和硫酸高鐵銨溶液。
5.氯化鈉基準(zhǔn)試劑。
6.硫氰酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液:c(KSCN)=0.01 mol/L:稱取1.000 g硫氰酸鉀,置于燒杯中,加水溶解,移入1 000 mL容量瓶中,以水定容并搖勻。標(biāo)定:準(zhǔn)確稱?。ň_到0.000 01 g)三份40 mg高純銀(99.99%),置于250 mL燒杯中,加入8 mL硝酸(1+7),微熱溶解并蒸發(fā)至約1 mL,加入少量水和1 mL飽和硫酸高鐵銨溶液,以硫氰酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡紅色,即為終點(diǎn)。
7.硝酸銀溶液:c(AgNO3)=0.01 mol/L:稱取1.699 g硝酸銀,置于250 mL燒杯中,加水溶解,移入1 000 mL容量瓶中,以水定容并搖勻。
試劑均為分析純,試驗(yàn)用水均為無(wú)氯超純水。
準(zhǔn)確稱取0.35 g(精確至0.000 1 g)樣品,置于預(yù)先墊有1 g碳酸鈉的瓷坩堝中,用2~3 g左右碳酸鈉覆蓋住樣品。將瓷坩堝放入預(yù)先升溫至700℃馬弗爐中,恒溫30 min。取出后稍冷,將瓷坩堝外部在冷水中浸一下,然后放入盛有50 mL熱水的250 mL燒杯中浸取,用少量水洗凈坩堝,冷卻后移入100 mL容量瓶中,以水定容,搖勻,靜置澄清。分取10.00 mL的上清液于250 mL燒杯中,緩慢加入4 mL硝酸(1+1)。準(zhǔn)確加入過(guò)量的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液25.00 mL,低溫微沸2 min,并保溫5 min。用脫脂棉過(guò)濾于300 mL錐形瓶中,用熱水洗滌燒杯3~5次,洗沉淀4~5次。向?yàn)V液中加入1 mL飽和硫酸高鐵銨溶液,以硫氰酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡紅色,即為終點(diǎn)。并同時(shí)隨試料做空白試驗(yàn)。
選取一個(gè)實(shí)際樣品稱取十份。兩個(gè)一組做平行樣,分別用600℃、650℃、680℃、720℃、750℃的溫度熔樣30 min,按照試驗(yàn)方法,測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 熔樣溫度對(duì)比表
結(jié)果表明,熔樣溫度過(guò)低樣品溶解不完全,而熔樣溫度過(guò)高樣品難浸取,同時(shí)會(huì)腐蝕瓷坩堝,從而影響瓷坩堝的使用壽命。經(jīng)過(guò)不同熔樣溫度的試驗(yàn),確定最佳的熔樣條件為:650~750℃。
稱取4份氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)于瓷坩堝中,加入4 g碳酸鈉熔融,用熱水中浸出后,分別加入不同量的硝酸(1+1),測(cè)定氯的回收率,測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 硝酸加入量的影響
加入過(guò)量的硝酸消除碳酸根,試驗(yàn)表明,加入2~5 mL硝酸(1+1),結(jié)果無(wú)明顯變化,試驗(yàn)選擇加入4 mL硝酸(1+1)。
用氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)代替樣品,分別加入硫化鈉、硫酸鉛和硝酸銀,按照試驗(yàn)方法,測(cè)定氯的回收率,測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 干擾試驗(yàn)
從表3數(shù)據(jù)可見(jiàn),碳酸鈉高溫半熔法對(duì)氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)的回收率能夠達(dá)到98.71%~101.08%,用碳酸鈉高溫半熔法處理方法能有效排除硫、鉛和銀對(duì)氯離子測(cè)定的干擾。
為驗(yàn)證方法的可靠性,對(duì)兩個(gè)實(shí)際樣品進(jìn)行了加標(biāo)回收試驗(yàn),按照試驗(yàn)方法,結(jié)果見(jiàn)表4。
表4 加標(biāo)回收試驗(yàn)
從表4數(shù)據(jù)可以看出,樣品加入標(biāo)準(zhǔn)的回收率在98.17%~101.63%之間,穩(wěn)定性高,表明方法可靠。
為考察方法的穩(wěn)定性,抽取3個(gè)樣品按照試驗(yàn)方法連續(xù)7次重復(fù)測(cè)定,測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。
表5 精密度試驗(yàn)數(shù)據(jù) %
從表5精密度數(shù)據(jù)得知,標(biāo)準(zhǔn)偏差均在1%以內(nèi),結(jié)果的精密度較高,此方法可以滿足實(shí)際測(cè)定要求。
碳酸鈉高溫半熔法測(cè)定氯含量干擾少、準(zhǔn)確度高,方法簡(jiǎn)便快速,具有較高的精密度和準(zhǔn)確度,取得了滿意的效果。該方法可以用來(lái)作為氯離子測(cè)定的前處理方法,為礦石中氯離子測(cè)定方法的選擇提供了一定的試驗(yàn)依據(jù)和理論指導(dǎo)。