燃烧-滴定法测定铜精矿中硫含量方法探究

燃烧-滴定法测定铜精矿中硫含量方法探究

刘耘晖 

山西北方铜业有限公司计量检验部   山西运城 043700

摘要：由于日常分析时铜精矿的硫含量结果平行性较差，有证标准物质结果也参差不齐，达不到预期效果，通过分析《铜精矿化学分析方法 第3部分：硫量的测定 重量法和燃烧滴定法》（GB/T3884.3-2012），为得出适合本实验室更佳的分析条件，节省分析时间成本，本文在《铜精矿化学分析方法 第3部分：硫量的测定 重量法和燃烧滴定法》（GB/T3884.3-2012）中规定的实验基础上对部分实验条件进行探究，通过随机测定铜精矿样品来衡量铜精矿中硫含量燃烧-滴定法测定的精密度通过测量标准样品来衡量铜精矿中硫含量燃烧-滴定法测定的正确度，从而得出适应本实验室更为精确的铜精矿样品中硫的含量。

关键词：硫、燃烧滴定法、精密度、正确度、重复性限、再现性限。

一、试验部分

1.1主要试剂

除非另有规定，本方法所用的试剂均为分析纯，水为GB/T6682规定的二级去离子水。

1.1.1氢氧化钠标准滴定溶液：将氢氧化钠配制成饱和溶液，并在塑料瓶中放置至溶液澄清，吸取50mL上层清液，用不含二氧化碳的水稀释至10L，混匀。

1.1.2过氧化氢吸收液：取50mL过氧化氢（30%），用水稀释至1L，加入6mL甲基红-次甲基蓝混合指示剂（3）,混匀。

1.1.3甲基红-次甲基蓝混合指示剂：称取0.12g甲基红和0.10g次甲基蓝（两者均需研细）溶于100mL无水乙醇中。

1.2 试验方法

1.2.1 氢氧化钠标准滴定溶液标定

 称取0.80g（精确至0.0001）预先在100℃~105℃烘干2h的邻苯二甲酸氢钾基准试剂（m1），置于300mL锥形瓶中，加入60mL不含二氧化碳的水，滴加2滴酚酞溶液，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定至微红色为终点，记录氢氧化钠标准滴定溶液消耗体积（V1）并随同做空白试验，记录空白消耗体积（V2）。

则氢氧化钠标准滴定溶液浓度为。

注：双次四平行标定，极差不大于4×10-4mol/L，否则重新标定。

1.2.2 实验步骤

1.2.2.1将试料均匀地置于燃烧瓷舟中，加入0.1g~0.2g铜丝，放入干燥器中。

1.2.2.2接通电源，使炉温逐渐升至1250℃~1300℃。

1.2.2.3接好装置，开启真空泵，检查装置的气密性。使空气流量为0.8L/min~1L/min，调节气流使过氧化氢吸收液自动吸入约100mL于一次吸收杯内，滴加氢氧化钠标准滴定溶液至吸收液呈亮绿色，不记读书。再打开活塞使过氧化氢吸收液自动流入约20mL于二次吸收杯内，再关闭活塞。

1.2.2.4用镍铬丝钩将盛有试料的燃烧瓷舟迅速推入燃烧管温度最高处，立即塞紧橡胶塞。进行燃烧吸收。边吸收边用氢氧化钠标准滴定溶液滴定。

1.2.2.5待大部分硫燃烧滴定后，打开活塞使二次吸收杯内自动流入一次吸收杯内，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定至吸收液呈亮绿色，再打开活塞使过氧化氢吸收液自动流入约20mL于二次吸收杯内，再关闭活塞，进行燃烧吸收。

1.2.2.6重复1.2.2.5操作，直至过氧化氢吸收液亮绿色不再变紫红色为止，记下消耗氢氧化钠标准滴定溶液体积。

1.2.3条件实验

使用铜精矿标样ZBK338（22.87±0.40%）分别改变燃烧温度、一次吸收过氧化氢吸收液用量、空气流量，做条件实验。

1.2.4 待测样品的测定

依据条件实验得出的最佳条件，使用随机铜精矿样品进行方法精密度实验、使用有证标准物质铜精矿ZBK338B进行方法正确度实验。

二 结果与讨论

2.1 氢氧化钠标准滴定溶液标定

表2-1氢氧化钠标准滴定溶液标定

参照GB/T3884.3-2012对氢氧化钠标准滴定溶液进行标定，平行较好，得到氢氧化钠标准滴定溶液浓度。

2.2燃烧温度的影响

由于标准中给出的燃烧温度为1250℃-1300℃较为宽泛，故改变燃烧温度分别为1250℃、1260℃、1270℃、1280℃、1290℃、1300℃进行实验记录数据。见表2-2。

表2-2  燃烧温度的影响

由表2-2可以看出，燃烧温度在1270℃后结果基本趋于稳定，考虑到节能增效，故选择1270℃为最佳。

2.3一次吸收过氧化氢吸收液用量的影响

标准中提到在一次吸收瓶中加入约100mL吸收液，随后转移至二次吸收约20mL，考虑到一次吸收容器之间的差异（口径大小影响液面高度），故改变一次吸收过氧化氢吸收液用量分别为80ml、90ml、100ml、110ml、120ml进行实验，记录数据。见表2-3。

表2-3 一次吸收过氧化氢吸收液用量的影响

由表2-3可以看出，一次吸收过氧化氢吸收液用量在110ml为最佳。

2.4空气流量的影响

标准中提到空气流量为1.0L/min，改变空气流量为0.8L/min、0.9L/min、1.0L/min、1.1L/min、1.2L/min进行实验，记录数据。见表2-4。

表2-4  空气流量的影响

由表2-4可以看出，空气流量为0.9L/min为最佳。

2.5 方法精密度实验

在燃烧温度1270℃、一次吸收过氧化氢吸收液用量100ml、空气流量1.0L/min条件下对铜精矿A平行测定7次，计算平均值、标准偏差、相对标准偏差、极差。

表2-5-1方法精密度实验数据    单位：%

第二天对铜精矿A测定2次，算得平均值与前一天的均值比较计算绝对差值。

表2-5-2 再现性实验数据    单位：%

2.6方法正确度实验

在燃烧温度1270℃、一次吸收过氧化氢吸收液用量100ml、空气流量1.0L/min条件下对铜精矿标样ZBK338B平行测定7次，计算平均值、标准偏差、相对标准偏差、相对误差、绝对误差。

表2-6方法正确度实验数据    单位：%

三、结论

通过表2-5-1及表2-5-2可以看出，通过随机测定铜精矿样品来衡量铜精矿中硫含量燃烧-滴定法测定的精密度，相对标准偏差为0.14%；且均满足标准要求的重复性限及再现性限。通过表2-6可以看出，通过测量标准样品来衡量铜精矿中硫含量燃烧-滴定法测定的正确度，相对误差为0.06%。表明该方法的精密度正确度均满足国家标准方法要求，在本实验室在《铜精矿化学分析方法 第3部分：硫量的测定 重量法和燃烧滴定法》（GB/T3884.3-2012）中规定的实验基础上，使用燃烧温度1270℃、一次吸收过氧化氢吸收液用量110ml、空气流量0.9L/min的条件可以得到更为精确的铜精矿的硫含量。

参考文献

1. 《铜精矿化学分析方法 第3部分：硫量的测定 重量法和燃烧滴定法》（GB/T3884.3-2012）
2. 张世文.燃烧碘量法测定硫常见问题的分析与讨论. 新疆有色金属,2014,37（S2）

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