一种新的EDTA滴定法测定锌焙砂中锌量

2018-09-03

世界有色金属 2018年12期

（广西壮族自治区冶金产品质量检验站，广西南宁 530023）

锌焙砂是锌精矿经焙烧后所得的产物，主要用于锌的冶炼，是炼锌最主要的原料，是生产直接法氧化锌、电解锌、电炉锌粉等生产原料。准确测定锌焙砂中锌量对控制锌冶炼过程、提高产品质量十分重要。目前锌焙砂中锌量的测定主要采用国家和行业标准方法[1-2]，这两个方法均采用盐酸、硝酸和硫酸分解试样。实际检验工作中发现，一些高硅、高铝的锌焙砂样品，采用酸溶，溶样条件难以把握。本文采用焦硫酸钾熔融分解试样，稀盐酸浸取，溶样条件易于控制。对于铅的干扰消除，两个标准方法均采用硫酸沉淀过滤分离的方式，手续繁琐。本文提出了在氨水沉淀分离其他共存元素的同时加入饱和碳酸氢钠溶液，使铅与其他共存元素共沉淀，消除了铅的干扰，简化了分析流程，缩短了分析周期，提高了工作效率，保证了结果的准确性。此法简便快捷可满足生产检验需要。

1 实验部分

（1）主要试剂与标准溶液

焦硫酸钾；氯化铵；抗坏血酸；盐酸（1+1）；氨水；饱和碳酸氢钠溶液；硫代硫酸钠溶液（100g/L）；氟化钾溶液（200g/L），贮于塑料瓶中；洗涤液：2g氯化铵溶于100mL水中，加1mL氨水，混匀；过硫酸铵溶液（200g/L），当日配制；

乙酸-乙酸钠缓冲溶液（pH5.5）：150g乙酸钠溶于水中，加入18mL乙酸，用水稀释至1000mL，混匀；硫酸铁贮存溶液（100g/L）：称取100g硫酸铁溶解于1000mL硫酸（1+9）中；乙二胺四乙酸二钠（Na2EDTA）标准滴定溶液〔C（C10H14N2O8Na2）=0.05mol/L〕：称取18.6g乙二胺四乙酸二钠，加水微热溶解，冷至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀放置3天后标定。乙二胺四乙酸二钠（Na2EDTA）标准滴定溶液标定：称取3份0.1000g金属锌（锌的质量分数≥99.9%）置于400mL烧杯中，加入10mL盐酸（1+1），盖上表皿，低温溶解，取下冷却，加入20mL水，1mL硫酸铁贮存溶液，以下按实验方法进行，计算乙二胺四乙酸二钠（Na2EDTA）标准滴定溶液物质的量的浓度。甲基橙指示剂（0.5g/L）；二甲酚橙指示剂（5g/L），限2周内使用。

（2）实验方法

称取0.20g（精确至0.0001g）试样置于30mL瓷坩埚中，加入3g～4g焦硫酸钾，盖上坩埚盖，放入400℃～500℃的高温炉中放置10min，炉温升至700℃～750℃时熔融10min，取出，冷却。将坩埚连同坩埚盖置于预先盛有50mL盐酸（1+1）的400mL烧杯中，加热溶解浸出熔块，用热水洗净坩埚和盖。加入3g～5g氯化铵、5mL过硫酸铵溶液，用氨水中和至沉淀完全，再过量10mL，加入10mL饱和碳酸氢钠溶液，加热微沸1min-2min，趁热用快速定性滤纸过滤，用热的洗涤液洗涤烧杯和沉淀各2～3次，滤液保留。将沉淀用热的洗涤液洗到原沉淀的烧杯中，加入盐酸（1+1）溶解沉淀，加5mL过硫酸铵溶液，用氨水中和至沉淀完全，再过量10mL，加入10mL饱和碳酸氢钠溶液，加热微沸1min-2min，取下，经原滤纸过滤于保留液的烧杯中，用热的洗涤液洗涤烧杯和沉淀各3次～4次。将滤液煮沸并浓缩至100mL，彻底破坏过剩的过硫酸铵，取下冷却。加入0.1g抗坏血酸，1d甲基橙指示剂，用氨水和盐酸（1+1）调至溶液恰变红色，加入20mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液、5mL氟化钾溶液，10mL硫代硫酸钠溶液混匀，加1d～2d二甲酚橙指示剂用Na2EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为亮黄色为终点。

表1 加标回收试验

表2 精密度试验

表3 方法对比（%）

2 结果与讨论

（1）共存元素的干扰及消除

锌焙砂是锌精矿经焙烧后所得的产物，主要成分除锌外，还含有铁，铅、锰、硅、铝、铜、砷、硫、镉、锡、镍、钴、锑、氟、氯、锗、银、铟等其他杂质元素。现行的EDTA滴定法测定锌均采用在过硫酸铵等氧化剂存在的氨性溶液中，铁、铝、铅、锰、锑、铋、锡、砷等生成沉淀，而锌留在溶液中。为减少氢氧化物对锌的吸附，采用二次氨水分离。用氟化物掩蔽少量的铁、铝，用硫代硫酸钠掩蔽铜，在pH5～6的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中，以二甲酚橙为指示剂，EDTA测定锌量。镉的干扰可以通过原子吸收光谱法测定镉量，定量地扣除镉的干扰。硅、硫、氟、氯、银等不能与EDTA络合的元素不干扰测定。

锌焙砂中锌量的测定国家和行业标准方法对于高含量铅均要求先用硫酸沉淀分离，增加了操作步骤，手续繁琐。利用PbCO3的难溶性，在氨水沉淀分离共存元素时，加入饱和碳酸氢钠溶液，使铅与其他共存元素一起共沉淀，简化了分析步骤，经多次试验，改进的方法可完全消除铅的干扰，操作过程简便，缩短了分析周期，提高了工作效率。

（2）回收率试验

在拟定的试验条件下，锌加标回收率在99.70%～100.20 %之间，结果令人满意。见表2。

（3）精密度试验

将4个锌焙砂试样分别称取11份，按本法测定锌量，试验结果见表3。测得的相对标准偏差为0.156 %～0.256%，满足EDTA滴定法测定锌的分析要求。

（4）方法准确度

采用本法与国标、行标对锌精矿标准物质和锌焙砂样品进行测定，结果见表3。通过比对可见三种方法测定结果相吻合。