碘酸钾滴定法测定阳极泥中锡含量

向 春

（云南锡业研究院有限公司，云南 个旧 661000）

阳极泥由于其成分复杂，在对其中锡的含量进行测定时，通常会受到很多其它元素的干扰。测定锡含量的常用方法是碘酸钾滴定法，运用广泛，但是阳极泥中杂质元素含量较高且影响锡的测定[1-2]。

本文通过对试样的分解、铁粉、铝粒及淀粉溶液的用量进行了试验研究，并对其中影响测定锡的杂质元素进行了分离。试样经焙烧后再用锌粉-硼砂-硼酸混合熔剂烧结分解，以盐酸浸出，还原铁粉分离杂质元素，金属铝还原锡，以淀粉为指示剂，碘酸钾标准滴定溶液滴定至终点测定锡含量。

1 实验部分

1.1 主要试剂

金属锡[w（Sn) ≥99.99%]；

还原铁粉：粒度小于0.2mm，含铁量大于93%；

铝粒：含量99.5%以上，颗粒状；

锌粉：（工业纯，粒度为0.074～0.18mm）；

无水硼砂（Na2B4O7），分析纯；

硼酸，分析纯。

锌粉-硼酸-无水硼砂混合熔剂：称取20g 无水硼砂、10g 硼酸在乳钵中磨细后，加90g 工业锌粉，混匀，放入磁盘中，置于100～105℃烘箱中烘1h，冷后研磨，保存于磨口玻璃瓶中。

淀粉溶液（5g/L）：称取2.5g 木薯粉（可溶性淀粉），置于50mL 烧杯中，称取1g 氢氧化钠置于盛有约50mL 蒸馏水的烧杯中，摇动溶解后，立即用水将木薯粉移入氢氧化钠溶液中，摇动至试液清亮，用水稀释至500mL，混匀。

碘化钾溶液（100g/L）；三氯化钛溶液（15%）。

锡标准溶液：称取2.0000g 金属锡 [w（Sn)≥99.99%]于500mL 烧杯中，加入盐酸200mL，盖表面皿，低温加热溶解完全，取下冷却至室温，以水转移入1000mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液每毫升含锡2mg。

碘酸钾标准滴定溶液 [ C（1/6KIO3）=0.05mol/L]的配制:

称取17.75g 碘酸钾、10g 无水碳酸钠于1L 烧杯中，加入800mL 水，加热并搅拌至完全溶解，加入90g 碘化钾，搅拌至溶解，冷却后以水稀释至10L，混匀。

标定：称取0.1000g 金属锡 [w（Sn) ≥99.99%]置于300mL 锥形瓶中，加入1g 还原铁粉，80mL 盐酸，将锥形瓶连接于还原台上。低温加热使锡溶解完全后，加20mL 水。加入1.5g铝粒，连续摇动锥形瓶至大部分铝粒溶解，加热煮沸试液至铝粒溶解完全，并产生大气泡。通入二氧化碳气体，在二氧化碳气体保护下，将锥形瓶放入冷水槽中冷却至室温。取下锥形瓶，塞上橡皮塞，移至滴定台，加入5mL 淀粉溶液，立即用碘酸钾标准溶液滴定至浅蓝色为终点。同时进行空白试验。

按下面公式计算碘酸钾标准滴定溶液的实际浓度

式中：C 为碘酸钾标准溶液滴定溶液的实际浓度，单位为mol/L；m0为称取金属锡的质量，单位为g；w 为金属锡中锡的质量分数，%；V1为标定时滴定金属锡所消耗的碘酸钾标准溶液的体积，单位为mL；V0为标定时空白试验所消耗的碘酸钾标准滴定溶液的体积，单位为mL；59.355 为锡（1/2Sn）的摩尔质量，单位为g/moL。

平行标定三份，其极差不大于1×10-4mol 时，取其平均值，否则重新标定。

1.2 实验方法

称取0.2000g 试样于5mL 瓷坩埚中（同时做空白），在500～550℃的马弗炉中焙烧15～30min，取出，冷却至室温后加入2g 混合熔剂，用细玻璃棒搅匀，用毛刷净玻璃板，覆盖1g 混合熔剂，1g 氯化钠。移入马弗炉中在750～800℃中熔融20～30min。取出冷却后放入盛有50mL 盐酸（1+1）的250mL 烧杯中盖上表皿，连接好还原装置，加热至熔融物溶解，浸取完全。加入2 滴10%碘化钾溶液，加入1～1.5g 还原铁粉，加热微沸至剩余少量铁粉时，立即在流水中冷却，用棉花加少量纸浆过滤于300mL 锥形瓶中，以盐酸（1+1）洗涤烧杯及沉淀3～5 次，控制试液体积约100ml，弃去沉淀。补加盐酸（1+1）至120mL，往锥形瓶中加入0.8mL 三氯化钛溶液和1～2g 氯化钠，连接于还原台上，加入1～1.5g 铝粒，持续摇动锥形瓶，使还原作用完全，绝大部分铝溶解，煮沸至小气泡消失，在二氧化碳其他保护下流水中冷却至室温，停止通入二氧化碳气体，取下锥形瓶，塞好橡皮塞并移至滴定台，快速加入5mL 淀粉溶液，立即用碘酸钾标准滴定溶液滴定至浅蓝色为终点。

2 结果与讨论

2.1 混合溶剂的选择试验

经查阅资料[3-7]及实际工作中的经验，本次试验选择锌粉-硼砂-硼酸混合熔剂烧结分解试样。以下按试验方法测定，结果见表1。

从表1 看出，试样采用的熔剂所测得Sn 的结果与参考值相近，本次试验采用此熔剂。

2.2 铁粉用量的选择

加入铁粉的目的主要是起还原作用，消除溶解氧的影响。测定结果见表2。

表1 试样分解测定结果

从表2 中看出，铁粉的加入量在1.0～2.0g 对锡的测定结果无明显影响，本试验还原铁粉的用量选择1.0g。

表2 铁粉用量的试验结果

2.3 铝粒用量的试验

加入金属铝粒的主要目的是将锡还原为二价锡，结果见表3。

表3 铝粒用量的试验结果

从表3 看出，铝粒的加入量在1.0～2.5g 对测定锡的结果无明显影响，试验方法中的铝粒的加入量选择1.5g。

2.4 淀粉溶液用量试验

碘与淀粉的反应必须有一定量的碘离子存在下方能形成有色吸附物。

表4 淀粉溶液用量试验

从表4 看出，淀粉的加入量在1～9mL 对测定锡没有明显影响，本试验淀粉的加入量选择5.0mL。

2.5 共存元素的影响与消除

在锡阳极泥中，测定锡时的干扰元素主要有铜、砷、钨、钼、锑、铋、锗、铬、钒、铌。试样经发射光谱半定量分析，阳极泥中主要含有锡、锑、铜、砷、铋等金属元素，其中影响测定锡含量的杂质元素含量见表5。

表5 试样中杂质元素含量

表5 中锑、砷、铜对测定锡含量有影响，必须对其进行分离消除。

2.5.1 杂质元素的分离消除

测定锡含量时，共存元素的允许量见表6。

表6 共存元素的允许量

试样经过焙烧及烧结分解后，干扰元素砷挥发近90%，锑挥发近70%。砷挥发后的含量已经不影响锡的测定。利用As3+、Sb3+、Bi3+、Cu2+的氧化还原反应，加入铁粉，可使溶液中锡与其它干扰元素分离。

将烧结冷却至室温的坩埚置于盛有50mL 盐酸（1+1）的250mL 的烧杯中盖上表皿，加热浸出完全，加入2 滴100g/L 碘化钾溶液，1～1.5g 还原铁粉，加热微沸至剩余少量铁粉时，立即在流水中冷却，用棉花加少量纸浆过滤于300mL 锥形瓶中，以盐酸（1+1）洗涤烧杯及沉淀3～5 次，控制总试液体积约100mL。

对分离后的滤液用AAS 法进行检测，铜、砷、锑、铋的含量均在共存元素允许的范围内，不再对锡的测定产生干扰。

2.6 精密度和准确度

按拟定的分析步骤进行测定，结果如表7 所示。

从表7 看出，测定结果稳定，标准偏差和RSD 都较小。

2.7 试样加标回收试验

称取适量试样，加入10mL 锡标准溶液，按拟定分析步骤进行测定，结果见表8。

表7 试样中w（锡）分析结果

表8 试样加标回收试验

从表8 中看出，试样的加标回收率在99.2%～100.2%之间，满足测定要求。

3 结论

试验结果表明，试样先经焙烧，挥发部分砷及其它杂质元素后经锌粉-硼砂-硼酸混合熔剂烧结分解试样，盐酸（1+1）浸出，还原铁粉分离杂质元素，用碘酸钾标准溶液滴定法测定阳极泥中的锡，精密度高，试样加标回收率高，本方法准确度可靠。