关键词：硫化铜精矿；铜；碘量法
硫化铜精矿中铜量的测定方法，国标分析方法是采用硫代硫酸钠标准溶液滴定法，操作繁琐耗时，不适用于大批量生产检测。为提高方法分析速度，文章试验了经酸分解，调节试液的酸度，以硫代硫酸钠为标准滴定溶液，直接测定铜精矿中的铜量，方法简便，精密度好、测定结果准确。
1、实验部分
1.1 主要试剂
（1）硝盐混酸（1+1）。（2）乙酸-乙酸铵缓冲溶液。称取1500g 乙酸铵，置于1000mL 烧杯中，加水溶解后倒入5L瓶中，加冰乙酸（ρ=1.05g/mL）1670mL，用水稀释5L，混匀，此溶液pH约为4.58。（3）淀粉5g/L。（4）硫氰酸钾溶液（100g/L）：称取10 克硫氰酸钾置于250 毫升烧杯中，加100 毫升水溶解后，加入2 克碘化钾溶解后，加入2 毫升淀粉溶液，滴加碘溶液（约0.04mol/L）至刚呈蓝色，再用硫代硫酸钠标准溶液滴定至蓝色刚消失。（5）铜标准溶液：称取2.0000g 金属铜（含铜99.999%）于250mL烧杯中，加入硝酸（1+1）20mL 微热溶解，用少量水稀释后滴加氢氧化铵（1+1）中和至氢氧化铜刚析出，加入300mL 冰乙酸，移人1L 容量瓶中，用水稀释至近刻度，静置过夜，稀释至刻度，此溶液1mL 含0.002g 铜。（6）硫代硫酸钠标准滴定溶液：[C（Na2S2O3·5H2O）=0.025mol/L]。
a.配制：称取62.5g 硫代硫酸钠，溶于煮沸过并冷却的水中，加1g 无水碳酸钠，搅拌至完全溶解，移入10 升暗色试剂瓶中，以水稀释至10L，混匀，放置一周后标定。
b.标定：称取0.080g精确至（0.00001g）处理过的纯铜三份，分别置于500ml三角烧杯中，加入10ml硝酸，盖上表皿，与电热板低温处加热至完全溶解，取下，用手洗表皿及杯壁，加入5ml硫酸，继续加热蒸至尽干，取下稍冷，用40ml水清洗杯壁，加热煮沸，使盐类完全溶解，取下冷至室温，加入1ml冰乙酸，加入3ml氯化氢氨饱和溶液，摇匀，加入2-3g碘化钾，摇动溶解，理解用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定至浅黄色，加入2ml淀粉溶液，继续滴定至浅蓝色，加入5ml硫氰酸钾溶液，激烈摇振至蓝色加深，在滴定至蓝色刚好消失为终点，随同标定做空白试验。
1.2 实验方法
取一定量的铜溶液于200mL 三角烧瓶中，加0.5g 三氯化铁，加盐酸2ml，加热至剩下1～2 毫升，沿瓶壁加入20 毫升水煮沸，冷至室温。向溶液中滴加乙酸-乙酸铵混合液至明显红色不再加深并过量3 毫升，然后滴加氟化氢铵饱和溶液至红色消失并过量1ml，混匀。
加入2.5 克碘化钾摇动溶解，立即用硫代硫酸钠标准滴定溶液，滴定至浅黄色，加入5 毫升淀粉溶液，继续滴定至浅蓝色，加入3 毫升硫氰酸钾溶液，激烈摇动至蓝色加深，继续滴定至蓝色消失为终点。
2、 结果与讨论
2.1 滴定条件试验
2.1.1 溶液pH 值的影响。取50mg 铜标准溶液于250mL 三角烧瓶中，按实验方法，只改变滴定溶液的pH，由检测结果可见：溶液pH3～4 对测定无明显影响，但在操作中发现，pH<2.5，杂质元素容易干扰铜的测定。pH>3.5，反应速度慢，终点不易观察。本法选择滴定时溶液pH 值控制在3.0～3.5 之间。
2.1.2 缓冲溶液用量过量体积的选择。取50.0mg 铜标准溶液于200ml 锥形瓶中，按实验方法操作，只改变缓冲溶液过量的体积，由检测结果可见：当缓冲溶液过量在2～6mL 时，对测定结果无明显影响，本法选用缓冲溶液过量3mL。
2.1.3 碘化钾用量的选择。取50.0mg 铜标准溶液于200ml 锥形瓶中，按实验方法操作，只改变碘化钾的用量，由检测结果可见：碘化钾用量小于1 克时，测铜结果偏低。碘化钾用量在2～4 克对测铜结果没有影响，本法选用2.5 克。
2.1.4 硫氰酸钾用量选择。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆取50.0mg 铜标准溶液于200ml 锥形瓶中，按实验方法操作，只改变硫氰酸钾的用量，由检测结果可见：硫氰酸钾用量在1～6mL 对测定结果无影响，本法选用3mL。
2.1.5 淀粉用量选择。取50.0mg 铜标准溶液于200ml 锥形瓶中，按实验方法操作，只改变淀粉溶液的用量，由检测结果可见：淀粉溶液用量在1～9mL 对测定结果无影响，本法选用3mL。
2.1.6 溶液体积的影响。取50.0mg 铜标准溶液于200ml 锥形瓶中，按实验方法操作，只改变滴定前溶液的体积，由检测结果可见：溶液体积在20～60mL 对测定结果无明显影响，本法选用滴定前体积控制在20mL 左右。
2.2 共存离子的干扰试验
2.2.1 单元素干扰试验。移取Zn 5.0mg、Sn 5.0mg、Pb 10.0mg、Bi 100μg、Cd 50μg、Ag 1.0μg、Ni 0.5mg 不同含量的杂质元素分别于200ml 锥形瓶中，加入50.0 mg 铜标准溶液，低温蒸干，按实验方法操作，由检测结果可见：上述元素加入量对铜的测定无影响。
3、几种选矿方法的对比
目前国内关于铜矿石的选矿方式，主要分为优先浮选、混合浮选等几大种类，在具体选矿方法的选择上，还要综合考虑多种因素，例如技术成本、矿石性质等，很多时候还需要将多种选矿方法进行拼接、组合，通过延长选矿流程提高铜的回收率。
3.1 优先浮选
结合上文中铜矿石元素占比数值可以发现，该矿的铜矿石中，除了一些氧化物外，硫、铁的含量也比较高。对于这些矿石中同时含有多种优势矿种的情况，就需要使用优先浮选技术，将这些不同的金属矿石分离开来，优先获取目标矿石。浮选中，为了进一步提高矿石中铜的捕收力，要求加入特殊的分离剂。目前常用的分离剂，按照其成分的不同，可以分为黄药类和酯类两种。以黄药类为例，丁黄药是一种成本较低且捕收针对性较强的一种，应用较为广泛。在优先浮选中，添加丁黄药可以防止铜流失，这也是提高铜回收率的关键。
3.2 铜硫混选再磨
在铜矿石选矿、回收中，增加矿单体的解离度，一方面是能够将铜矿石中铜、硫、铁等单体分离开，为进行单体回收提供了便利条件;另一方面是降低了后期磨矿成本，有利于获得更高品位的铜。在铜硫混选再磨工艺中，需要注意控制好磨矿细度，如果磨矿细度低于标准范围，不仅导致磨矿成本上升，还会增加了选矿难度。后期要想从低细度的矿石中提取铜，需要加入更多的分离剂，成本有所上升;如果磨矿细度高于标准，矿石粒度较大，也不利于提高铜的回收率。基于上述特点，同时综合考虑该矿的矿石特征，决定使用先粗磨，将粗磨后所得矿石在混合精矿进行再磨的方案，铜硫分析效果明显提升。
3.3 铜硫混选分离
在铜硫混选分离中，也需要借助于捕收剂提高目标矿石的捕收率，另外对于提高铜以外其他元素的回收效果也有一定的帮助。酯类捕收剂适用于酸性较强的环境，利用铜元素化学性质不活泼的特性，可以将矿石中其他活泼金属杂质筛除，从而达到提高铜回收率的目的。在中性及碱性介质中，通常选择黄药类捕收剂。这里仍然以丁黄药为例，根据相关试验，在进行铜硫矿的混选时，按照120g/t的比例，向矿石中加入丁黄药，相比于普通混选可以将铜回收率提高10%-15%，在一些铜占比较高的铜硫矿石中，最终铜的回收率可以达到80%以上。
3.4 化学选矿法
浸出法是化学选矿法中一种常用的方法，主要包括酸浸出、细菌浸出、氨浸出三种形式。通过实验证明，对于一些低品位的氧化铜采用这种方法的浸出效果非常的显著，浸出率高于90%，酸耗率仅为6%。而且铜矿浸出后，其颗粒仍旧保持完好。地下融浸采矿法也是效果较好的一种化学方法，他是把某种化学溶剂注入地下的矿岩中，把一些有价值的金属溶解出来，对溶液进行收集。
化学选矿的优点在于不需要前期投入大量的成本建设矿场，对于设备、人力等方面的依赖程度相对较低，从而帮助企业节约了成本。除了经济效益外，化学选矿在环保效益上也有明显的优势。例如上文中提及的几种选矿工艺，或多或少都会存在废料污染的情况，而化学选矿工艺则不存在这类问题。另外，近年来国内研发的“浸出-萃取-电积”工艺流程，能够大幅度提高铜回收率，在试验阶段最高回收率可以达到90%左右，未来随着技术逐渐成熟，有希望在国内推广使用。
4、结束语
本试验结果表明，试样经氢溴酸、硝盐混酸分解，对硫化铜精矿中铜的测定是可行的。此方法操作简单、易掌握、方法的精密度和准确度好，能满足硫化铜精矿中铜的测定。
参考文献
[1]付燕平. 硫化铜精矿中铜量的测定-硫化代硫酸钠滴定法[J]. 科技创新与应用,2015,(26)
[2]顾凌霄. 阿尔马累克矿冶公司的扩建和改造[J]. 有色冶炼,2011(01)
[3]朱祖泽. 迎接铜工业挑战——低成本处理硫化铜精矿途径的思考[J]中国工程科学,2010(02)
论文作者:冯愉敏, 乔志强
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/29
标签：溶液论文; 方法论文; 矿石论文; 硫酸钠论文; 滴定论文; 碘化钾论文; 标准论文; 《科学与技术》2019年第22期论文;