铜精矿中铜量的测定

吕春友

摘要 试料经盐酸、硝酸分解后，用乙酸铵溶液调节溶液的pH值为3.0～4.0，用氟化氢铵掩蔽铁，加入碘化钾与二价铜作用，析出的碘以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定。

1.引言

铜的用途很广，因具有良好的导电性、导热性、延展性、耐腐蚀、抗张力等特性，容易与其他金属制成合金，用于电子电气工业、机械、建筑、化工、国防及交通运输等工业。目前仍在应用的测定铜的方法有容量法、极谱法、光度法、原子吸收光谱法和电感耦合等离子体发射光谱法。容量法有碘量法和EDTA容量法两类。EDTA容量法测定铜干扰较多，不具有优越性，在铜矿石分析中很少应用。因此本文采用碘量法测定铜精矿中铜量。

2.实验部分

2.1主要试剂

（1）盐酸（ρ1.19g/mL）；硝酸（ρ1.42g/mL）；高氯酸（ρ1.67g/mL）；冰乙酸（ρ1.05g/mL）。

（2）溴；氟化氢铵；碘化钾；氟化氢铵饱和溶液（贮存于聚乙烯瓶中）；淀粉溶液（5g/L）。

（3）乙酸铵溶液（300g/L）：称取90g乙酸铵，置于400mL烧杯中，加入150mL水和100mL冰乙酸，溶解后，用水稀释至300mL，混匀，此溶液pH值为5。

（4）硫氰酸钾溶液（100g/L）：称取10g硫氰酸钾于400mL烧杯中，加入100mL水溶解后，加入2g碘化钾溶解后，加入2mL淀粉溶液，滴加碘溶液（0.04mol/L）至恰好成蓝色，再用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定至蓝色刚好消失。

（5）硫代硫酸钠标准滴定溶液[c(Na2S2O3·5H2O)≈0.04mol/L]:称取100g硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)置于1000mL烧杯中，加入500mL碳酸钠溶液（4g/L），移入10L棕色试剂瓶中。用煮沸并冷却的蒸馏水稀释至约10L，加入1mL三氯甲烷，静置两周，使用时过滤，补加1mL三氯甲烷，混匀，静置2h。标定：称取0.080g（精确至0.0001g）处理过的纯铜三份，分别置于500mL三角烧杯中，加入10mL硝酸，盖上表皿，于电热板低温处加热至完全溶解，取下，用水洗表皿和杯壁，加入5mL硫酸（1+1），继续加热蒸至近干，取下稍冷，用40mL水吹洗杯壁，加热煮沸，使盐类完全溶解，取下冷至室温，加入1mL冰乙酸，加入3mL氟化氢铵饱和溶液，摇匀。加入2g～3g碘化钾，摇动溶解，立即用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定至浅黄色，加入2mL淀粉溶液，继续滴定至浅蓝色，加入5mL硫氰酸钾溶液，激烈摇振至蓝色加深，在滴定至蓝色刚好消失为终点。随同标定做空白试验。按式（1）计算硫代硫酸钠标准滴定溶液的实际浓度：C=

式中：C为硫代硫酸钠标准滴定溶液的实际浓度，mol/L；V1为滴定铜溶液时所消耗的硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积，mL；V0为滴定铜空白溶液所消耗的硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积，mL；M为铜的摩尔质量，g/mol，[M（Cu）=63.546]；m为纯铜的质量，单位为克，g。

2.2实验部分

    称取试料0.20g（精确至0.0001g）置于500mL三角烧杯中，用少量水润湿，加入10mL盐酸，至于电热板上低温加热3min～5min，取下稍冷，加0.5g氟化氢铵，5mL硝酸，1mL溴水和5mL高氯酸，盖上表皿，混匀，低温加热，待试样完全分解后，取下稍冷，用少量的水洗涤表皿，继续加热蒸至近干，冷却。用30mL水吹洗表皿及杯壁，盖上表皿，至于电热板上煮沸，使可溶性盐完全溶解，取下冷至室温。滴加乙酸铵溶液至红色不再加深并过量3mL～5mL，然后滴加氟化氢铵饱和溶液至红色消失并过量1mL，混匀。加入2g～3g碘化钾，摇动溶解，立即用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定至浅黄色，加入2mL淀粉溶液，继续滴定至浅蓝色，加入5mL硫氰酸钾溶液，激烈摇振至蓝色加深，再滴定至蓝色刚好消失为终点。

2.3分析结果的计算:ωCu=式中：c为硫代硫酸钠标准滴定溶液的实际浓度，mol/L；v1为测定时滴定试料溶液所消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积，mL；v0为测定时滴定空白试验溶液所消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积，mL；M为铜的摩尔质量，g/mol；[M(Cu)=63.546]，m为试料的质量，g；计算结果表示至小数点后两位。

3.结果与讨论

3.1溶样温度对测定结果的影响

分别称取国家标准物质GBW07166和GBW（E）070194将溶样温度设置为150℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃按照样品分析流程进行实验，其他实验条件不变，查看样品温度对分析结果的影响，实验结果见表1。

表1溶样温度对测定结果的影响

样品编号	150℃的测定值	200℃的测定值	250℃的测定值	300℃的测定值	350℃的测定值	400℃的测定值	标准值/%
GBW07166	24.15	24.30	24.25	24.15	24.00	23.80	24.2
GBW(E)070194	22.40	22.45	22.55	22.40	22.20	22.00	22.5

由表1数据可以看出，样品溶解温度在150～300℃，铜元素的测定值均与标准值吻合，而溶样温度在300℃以上铜元素的测定值偏低，所以将溶样温度控制在200～300℃为最佳。

3.2高氯酸加入量对测定结果的影响

分别称取国家标准物质GBW07166和GBW（E）070194加入2.5mL、5mL、7.5mL、10mL高氯酸按照样品分析流程进行实验，其他实验条件不变，查看高氯酸的加入量对分析结果的影响，实验结果见表2。

表2高氯酸加入量对测定结果的影响

样品编号	高氯酸加入量/mL				标准值/%
	2.5	5.0	7.5	10.0
GBW07166	24.00	24.15	24.25	24.30	24.2
GBW(E)070194	22.20	22.30	22.40	22.35	22.5

从表2数据可以得出，加入2.5mL高氯酸时测得铜的含量均偏低，加入高氯酸的量≥5mL时，铜元素的测定值均与标准定值吻合，由于高氯酸用量大造成浪费，所以最终选用高氯酸的加入量为5mL。

3.3方法准确度和精密度实验

按照实验方法对铜矿石国家标准物质GBW07166和GBW（E）070194进行准确度和精密度实验，结果见表3。其中，RE表示相对误差，RSD表示相对标准偏差。

表3方法准确度和精密度实验结果

样品编号	标准值（%）	测定值（%）			平均值（%）	RE%	RSD%
		24.35	24.20	24.30
GBW07166	24.2	24.40	24.30	24.25	24.30	0.41	0.31
		24.30	24.40	24.20
		22.35	22.55	22.45
GBW(E)070194	22.5	22.40	22.30	22.60	22.45	-0.22	0.45
		22.40	22.55	22.45

从表3数据可以看出：两个国家标准物质GBW07166和GBW（E）070194的测定值与标准值相吻合，方法的相对标准偏差为0.31%～0.45%。

4.结论

实验提出了铜精矿中铜含量的测定方法，讨论了溶样温度、高氯酸加入量对测定的影响。实验表明溶样温度在200～300℃，高氯酸用量为5mL，就可以满足实验要求，进行了方法准确度和精密度实验，得到了满意的结果。

参考文献

[1]中华人民共和国工业和信息化部.铜渣精矿化学分析方法第1部分:铜量的测定碘量法:YS/T1046.1—2015[S].北京:中国标准出版社,2015.

[2]肖文康.碘量法测定难溶铜精矿中铜的含量[J].中国高新科技,2020(21):37-38.