碘量法测定金精矿中的铜

黄上元

（大冶有色设计研究院有限公司，湖北 黄石 435005）

铜是与人类关系非常密切的重金属，在电气原件、机械加工制造、建筑装修行业、轻工生产、国防科技制造中使用的量也相当大，人体内也存在不可或缺的微量元素铜。铜产品在材料的消费中也占了很大的比例。铜作为金精矿的主要元素之一，影响金精矿的交易价格。金精矿中的铜可以作为铜冶炼的原料，因此准确测定其中的铜含量，对于提高金精矿的综合利用水平有着重要的意义。目前，随着易处理金矿越来越少，难处理金矿成为黄金生产的主要来源，因此，金精矿的选矿工艺多样化，从而导致金精矿的成分越来越复杂。铜的测定方法主要原子吸收光谱法[1]、碘量法[2-7]、电位滴定法[8]等，常量的铜测定一般采用碘量法，原来的国标方法随着样品的复杂已经不能满足日常生产的需要，准确度差，为此建立新的分析方法，适用于日常的生产，方法准确度高，精密度好。

1 实验部分

1.1 主要试剂和标准溶液

金属铜（Cu的质量分数≥99.999%）；碘化钾（AR）；尿素（AR）。

盐酸（1.19g/ml）；硝酸（1.42 g/ml）；高氯酸（1.67 g/ml）；硫酸（1.84 g/ml）；

冰乙酸（1.05 g/ml）；溴。

饱和乙酸铵溶液；饱和氟化氢铵溶液；硫氰酸钾溶液(100 g/L)：淀粉指示剂溶液(5g/L)。

铜标准溶液（1.00mg/ml）：称量0.5000 g金属铜，置于500ml锥形烧杯中，加入20ml硝酸(1+1)和2ml浓硫酸，盖上表面皿，低温溶解，后加热至冒硫酸烟，蒸至近干，取下冷至室温。加水溶解，移入500ml容量瓶中，定容，混匀。

硫代硫酸钠标准滴定溶液[c=0.02mol/L]：于500ml烧杯中加入50g硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O），用去离子水或纯水溶解，加入2g无水碳酸钠，移入10L棕色试剂瓶中。用稀释至约10 L，混匀，静置两周，使用时过滤，摇匀，至少静置2 h后标定。

硫代硫酸钠溶液标定：500 ml锥形烧杯中移入50.00 ml铜标准溶液，加入2g尿素，调节酸度，标定。记录标定所需体积V1，随同标定做空白试验。

1.2 实验方法

称量样品约0.3g置于500 ml锥形烧杯中。用少量水润湿，加入5ml～10 ml盐酸，置于电热板上低温加热几分钟，取下稍冷，加入5ml～10ml硝酸和0.5ml溴，盖上表面皿，混匀，低温加热，在样品完全溶解后，取下稍冷，用少量水洗涤表面皿，继续加热蒸发至小体积，取下稍冷。

注1：若样品中含硅量高时，滴加适量的氟化氢铵溶液。

注2：若样品中含碳量高时，加入适量的高氯酸和硫酸，使溶液清亮。

注3：若样品中含硅、碳量高时，滴加适量氟化氢铵，加入高氯酸、硫酸溶解样品至溶液清亮。

注4：若样品含钒、铬、锰高时，加入高氯酸硫酸冒烟，待溶液蒸干时，取下冷却，加入盐酸，使烧杯底部浸湿，蒸至近干。

用水吹洗表面皿及杯壁，煮沸使可溶性盐类完全溶解，取下冷却。滴加乙酸铵溶液至红色不再加深，然后加入4ml氟化氢铵饱和溶液，混匀。加入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指示剂溶液，继续滴定至浅蓝色，加入5 ml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，记录消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积V2。

注5：若试料铅、铋含量高时，需提前加2 ml指示剂溶液。

1.3 结果计算

硫代硫酸钠标准滴定溶液平行标定四份，标定值保留四位有效数字，标定值极差值不大于5×10-3mg/ml。

式中：f—滴定系数，mg/ml；ρ—铜标准溶液的质量浓度，mg/ml；V0—硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定空白溶液所需体积，ml；V1—硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定铜标准溶液所需体积，ml；V2—硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定样品所需体积，mL；V3—硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定样品空白所需体积，ml；m0—样品的质量，g。

2 结果与讨论

条件实验：

（1）杂质干扰元素实验。

称量金精矿4#样品约0.3g置于500 ml锥形烧杯中。同时加入干扰元素165μg Au、3000μg Ag、3mg As、12mg Pb、3mg Zn、90mg Fe、1mg Sb、1.5mg Bi、600μg Cd、300μg Cr、5mg Mn、20mg CaO、20mg MgO，平行四份。用少量水润湿，加入5ml～10 ml盐酸，置于电热板上低温加热几分钟，取下稍冷，加入5ml～10 ml硝酸和0.5ml溴，盖上表面皿，混匀，低温加热，在试料完全溶解后，取下稍冷，用少量水洗涤表面皿，继续加热至近干，取下稍冷。用适量水吹洗表面皿及杯壁，盖上表面皿，煮沸使可溶性盐类完全溶解，取下冷却。测定结果见表1，结果表明样品加盐酸、硝酸加热至近干，各干扰元素对结果无影响。

表1 杂质干扰元素实验的结果

（2）干扰元素钒的实验。

称量金精矿4#样品约0.3g置于500 rnL锥形烧杯中。加入干扰元素钒5mg，平行四份。用少量水润湿，加入10 mL盐酸，置于电热板上低温加热3 min～5 min，取下稍冷，加入5 mL硝酸和0.5 mL溴，盖上表面皿，混匀，低温加热，待试料完全溶解后，取下稍冷，用少量水洗涤表面皿，继续加热蒸至近干，取下稍冷。用水洗涤表面皿及杯壁，盖上表面皿，煮沸使可溶性盐类完全溶解，取下冷至室温。测定结果见表2，实验中发现，当干扰元素V加入，蒸至近干时，样品结果则非常不稳定，且呈现偏高状态。

表2 加干扰元素钒的实验结果

（3）干扰元素钒铬锰的实验。

称量金精矿3#样品约0.3g置于500 ml锥形烧杯中。分别加入5mg钒、铬、锰，每组平行四份。用少量水润湿，加入10 ml盐酸，置于电热板上低温加热几分钟，取下稍冷，加入5ml～10ml硝酸和0.5ml溴，盖上表面皿，混匀，低温加热，待试料完全溶解后，取下稍冷，加入2 ml～5ml高氯酸和2ml硫酸，加热溶解至溶液清亮，并蒸干，取下冷却。用水洗涤表面皿及杯壁，盖上表面皿，煮沸使可溶性盐类完全溶解，取下冷至室温。测定结果见表3，实验中发现，当加入干扰元素V、Cr、Mn，高氯酸、硫酸溶解样品后，不用盐酸溶解处理时，样品结果则非常不稳定，且呈现偏高状态。

表3 加干扰元素钒铬锰不加盐酸处理实验结果

称量金精矿3#样品约0.3g置于500ml锥形烧杯中。分别加入5mg钒、铬、锰，每组平行四份。用少量水润湿，加入5ml～10 ml盐酸，置于电热板上低温加热几分钟，取下稍冷，加入5ml～10 ml硝酸和0.5ml溴，盖上表面皿，混匀，低温加热，待试料完全溶解后，取下稍冷，加入5ml高氯酸和2ml硫酸，加热溶解至溶液清亮，冒浓硫酸烟并蒸干，取下冷至室温。加入盐酸使溶解，用水吹洗表面皿及杯壁，煮沸取下冷却。

表4 加干扰元素钒、铬、锰蒸干后滴加浓盐酸实验结果

测定结果见表4，测定数据显示加入V、Cr、Mn干扰元素，样品使用高氯酸、硫酸处理并蒸至近干后，加入浓盐酸，使生成的高价V、Cr、Mn化合物得到还原，避免了后期对碘化钾氧化，使结果偏高的影响，实验结果稳定[9]。

3 样品分析

3.1 标准物质

选取了标准物质库中的金精矿样品GBW 070076和铜精矿样品ZBK338按照实验方法进行了实验，结果见表5。

表5 标准物质实验的结果

3.2 实际样品分析

选取了金精矿样品1#—6#按照实验方法进行了精密度实验，实验结果见表6。

表6 精密度实验的结果