金精矿、铅精矿中铅量的测定方法改进

2022-10-07

金精矿国标方法中铅含量的测定范围为50%以下,大数据统计分析表明,高于50%的铅含量使用此方法结果明显偏低,铅精矿国标方法中铅含量测定范围虽然包括50%以上,但分析步骤较为复杂、冗长,不适合大批量生产,因此,亟需找到一种快速、简单、准确的测定铅量的方法,简化分析步骤,提高样品的测试准确度。

本实验使用了简单有效的溶样方式,同时对滤液与滤渣中铅含量进行了补正测定,合并了滤液与残渣中两项含铅体系,同时对合并体系进行稀释,此方式减少了高盐度对原子吸收的影响,两项合并后再稀释也保证了铅的检出值不至于太低,减少了实验步骤,同时保证了测定结果的准确与稳定。

1.实验部分

(1)仪器及试剂

contrAA300型火焰原子吸收光谱仪,德国耶拿公司。

饱和的硝酸-氯酸钾溶液:小心的向浓硝酸中加入氯酸钾固体,摇匀并放置24h以上备用,用前需保证溶液中有未溶解的氯酸钾固体。

醋酸铵洗液:溶解250g醋酸铵于水中,稀释至1000mL,加入25mL醋酸。

混合熔剂:准确称取1份碳酸钠固体与1份碳酸钾固体,混合均匀备用。

铅标准溶液(1000μg/mL):国家有色金属及电子材料分析测试中心。

铅中间液(200μg/mL):准确移取铅标准溶液20mL于100mL容量瓶中,加入10mL浓盐酸,用水定容,混匀。

实验用水均为去离子水。

(2)标准工作曲线的绘制

分别移取0mL,1.00mL,2.00mL,3.00mL,4.00mL和5.00mL铅中间液于一组100mL容量瓶中,加入5mL浓盐酸,用水定容。该标准系列中铅的质量浓度为0µg/mL,2.00µg/mL,4.00µg/mL,6.00µg/mL,8.00µg/mL和10.00µg/mL。以铅质量浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准工作曲线。

(3)实验方法

准确称取0.28-0.30g样品,置于400mL烧杯中,加入25mL饱和的硝酸-氯酸钾溶液,盖上表面皿,在电炉上加热至样品消解完全。取下烧杯冷却,向烧杯中加入10mL浓硫酸,继续在电炉上加热至冒浓白烟3分钟,取下烧杯冷却,缓慢补加水至100mL,在电炉上加热微沸10min。取下烧杯,冷却后,加入5mL无水乙醇,摇匀,静置1小时。使用双层滤纸过滤沉淀,用洗净的烧杯承接滤液,转移完全后用水洗涤烧杯和沉淀2-3次,将滤液置于电炉上蒸干备用。向所得沉淀中加入30mL热的醋酸铵洗液,将沉淀溶洗回原烧杯,然后用少量热水洗涤,向原烧杯内加水至入150mL,冷却后,使用EDTA滴定,计算铅含量(a)。

将滤纸连同少量不溶物置于锆坩埚中高温灰化,灰化后向坩埚中加入3g混合熔剂和1g过氧化钠,搅匀,置于700℃高温炉中熔融5min,取出稍冷。将坩埚置于之前承接滤液的烧杯中,使用30mL热水,10mL盐酸浸出可溶物,洗出坩埚,溶液定容于100mL比色管中,混匀后静止,待溶液澄清后,稀释20倍,使用火焰原子吸收测定铅量(b)。

矿样中铅的总含量等于(a)与(b)的加和。

(4)计算结果的分析

铅量计算公式为:

式中:ωa为试样中主量铅质量分数(%);ωb为滤渣与滤液中铅质量分数(%);ωPb为试样中铅质量分数(%);T为EDTA标准溶液滴定度(g/mL);V为滴定主量铅消耗EDTA标准溶液体积(mL);C为仪器上读得滤渣、滤液中铅的检出值(µg/mL);V为定容体积(mL);d为稀释倍数;m为试样质量(g)。

2.结果与讨论

(1)滤液与滤渣中铅含量的测定

以室验方法溶解未知样品,收集并测定样品中滤液与滤渣合并体系中铅的含量,考察滤液与滤渣对分析结果的影响,考察方法改进的必要性,结果见表1。

由表1可以看出:同一样品滤液与滤渣中铅含量会有少许差异,此为操作手法的差异导致;不同样品之间滤液与滤渣中的铅含量会有明显差异,此为样品性质决定。但由于硫酸铅的微溶性,滤液与滤渣中铅含量通常大于0.2%,有补正的必要性,说明方法改进合理。

(2)方法的精密度和准确度

选用3个不同含铅量的标准样品,按照实验方法进行测定,每个样品测定6次,计算测定结果的平均值、相对误差和相对标准偏差,结果见表2。

由表2可以看出,方法测定结果的相对标准偏差为0.045%～ 0.12%,表明方法的精密度良好,满足分析要求;本实验方法测得铅含量与标准推荐值相对偏差较小,准确度为0.01%～ 0.11%,说明方法准确度较好。

(3)方法的对比

分别选用GB/T7739.5-2007金精矿中铅量的测定方法、 GB/T8152.1-2006铅精矿中铅量的测定方法与本方法对未知含铅样品进行6次测定,对比验证测定结果的准确性,结果见表3。

由表3可知,本方法与铅精矿中铅的测定方法结果对标较好,但溶样方法简单,测定步骤较少,极大加快了检测速度;金精矿中铅的测定方法与本方法、铅精矿中铅量的测定方法对比结果偏低,应为滤液与滤渣中铅损失导致。

3.结语

采用本实验方法可减少样品溶解与测定步骤,极大缩短了检测流程,同时测定滤液与滤渣中铅的含量进行结果补正,保证了测定结果的准确性。

摘要：金精矿国标方法测定铅量,滤液中会有少量铅损失,结果偏低,铅精矿国标方法测定铅量步骤过多、耗时较长,实验使用硝酸-氯酸钾饱和溶液溶解样品,加入浓硫酸使铅形成硫酸铅沉淀,过滤分离硫酸铅后以醋酸铵溶解沉淀,使用EDTA滴定得主量铅;过滤分离的沉淀中有少量铅不溶于醋酸铵,使用碱性熔剂溶解,滤液中也含有少量铅,合并滤液与滤渣,使用火焰原子吸收测定两项总含铅量,与主量铅加和可得样品中总铅量。该方法测定结果的相对标准偏差0.045%～0.12%,结果的准确度为0.01%～0.11%,实验流程短,极大提高了铅量测定的准确度。

关键词：铅,硝酸-氯酸钾,滴定,滤渣,滤液,火焰原子吸收