重量法测定电解液中硫酸钠的浓度

2021-10-23符永际

湖南有色金属 2021年5期

符永际

（湖南新龙矿业有限责任公司，湖南新邵 422900）

某公司碱性湿法炼锑项目是湖南新龙矿业有限责任公司引进、投资、建设的转型升级项目。自2015年开展碱浸电积处理含锑金精矿（含锑在10%左右，含砷4%左右，火法工艺难于处理）工艺的研究，于2016年4月开始进入工业试验阶段。该工艺主要分为三个工序：浸出、过滤工序—电积工序—废水处理工序，工艺水平先进。

在碱性湿法炼锑过程中，电解前后液中硫酸钠浓度的测定也是生产监控的一个重要指标，公司要求生产中每一个班都要报出前后液中相关数据，如锑、硫化钠、硫酸钠、氢氧化钠的浓度等，所以对电解液中相关元素的快速分析及其测定结果稳定性要求较高。目前对电解液中硫酸钠浓度测定的有关文献尚未报道，没有实践应用于生产中的实例，因此会导致对生产过程有一定影响［1］。经过试验后，采用加入HCl（1∶1），经热水保温，将锑的硫代酸盐分解生成硫化锑沉淀除去，S2－、SO2－3、CO2－3、S2O2－3也同时被除去，然后在滤液中用BaCl2沉淀SO2－4，过滤，灼烧，恒量，最后将BaSO4的含量换算为Na2SO4的含量［2］，该方法测定具有干扰小、简便、准确的特点，实现了电解液中硫酸钠浓度的准确测定，也可以满足生产部门的日常检测分析。

1 试验部分

1.1 方法要点

氯化钡溶液与试液中的硫酸盐生成溶解度极低的硫酸钡沉淀，称量经高温灼烧后的沉淀来计算硫酸钠的含量。

1.2 试液采集

生产部门要求取样班每相隔2 h，在湿法电解池中采集100 mL左右试液，采集一个班8 h后将合成1个试样，混匀送往化验室分析检测。

1.3 主要试剂及仪器

1.柠檬酸：50%的水溶液。

2.甲基橙指示剂：0.1%。

3.BaCl2溶液：100 g／L。

4.双氧水：30%。

5.乙醇溶液（1＋4）。

6.HCl溶液（1＋1）。

7.电阻高温炉：最高使用温度不超过900℃。

8.天平：分度值0.000 1 g。

9.瓷坩埚：30 mL。

10.烧杯：400 mL。

11.长颈漏斗。

12.慢性定量滤纸。

以上所有试剂均为分析纯，水为一级蒸馏水。

1.4 试验方法

试验方法一：吸取一定体积电解液于100 mL容量瓶中，以水定容。

分取5.00 mL的试液于烧杯中，加入40 mL水，10 mL HCl（1＋1），在沸水浴中保温15 min，冷却，用慢速滤纸过滤，用乙醇溶液（1＋4）洗烧杯与残渣5～6次，弃去残渣。于滤液中加入50%柠檬酸15 mL，滴加3滴甲基橙，加水至200 mL。加热煮沸，在搅拌下加入15 mL 100 g／L BaCl2溶液，于80～90℃热水中保温30 min，冷却（陈化过夜）。用慢速滤纸过滤，用热水洗至无Cl－为止，滤液中加入硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，说明滤液中无Cl－存在，将沉淀和滤纸置于恒量过的瓷坩埚中，炭化后移入高温炉中灰化，并在900℃灼烧30 min，取出稍冷却后移入干燥器中，称重。反复灼烧至恒重，计算BaSO4含量。BaSO4换算成Na2SO4的换算因数为0.608 7。

1.5 结果计算公式

按公式（1）计算电解液中硫酸钠的浓度：

式中：m为灼烧后称取质量／g；V0为吸取一定量体积的试液／mL；f为换算因数，取0.608 7。

2 结果与讨论

2.1 两种方法对比试验

随机选取不同个时间段湿法冶炼生产中3个电解前液试样和3个电解后液试样，按试验方法二进行试验。

试验方法二：分取5 mL上述试液于100 mL烧杯中，加入水至100 mL，加10 mL 30%双氧水，加热煮沸至冒大气泡为止（大约5 min），加入10 mL 50%柠檬酸溶液，加4滴甲基橙，用浓HCl调节溶液至浅红色，并过量2滴，用水稀释至200 mL，煮沸，在充分搅拌下，缓慢地加入10 mL 100 g／L BaCl2溶液，加热煮沸，冷却（陈化过夜）。澄清后用慢性滤纸过滤，用热水洗涤烧杯4次，滤纸和沉淀置于瓷坩埚中，在电热板炭化后在900℃的高温炉中灼烧30 min，取下冷却，称至恒温。BaSO4换算成Na2SO4的换算因数为0.608 7。同时，采用试验方法一进行分析。两种方法分析结果对比见表1。