CN102175746A - 一种分析试剂以及硫酸和三价铁含量的分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分析试剂以及利用该分析试剂对待测样品中的硫酸和三价铁离子含量进行分析的方法。该分析试剂是EDTA和氯化钙按1∶1摩尔比配制而成的EDTA-Ca水溶液，该EDTA-Ca水溶液的pH为5.2～5.4。本发明提供的分析试剂，既可以在硫酸分析过程中部分消除Fe元素干扰，不影响硫酸滴定结果的准确度，同时因为具有确定的浓度，可以在三价铁分析过程中替代传统的EDTA标准溶液，采用一种分析试剂就可以分析同一样品中硫酸和三价铁含量的测定，从而达到在同一在线自动电位滴定仪上检测两种组分含量的目的，减少检测设备安装数量，节约投资成本。

Description

一种分析试剂以及硫酸和三价铁含量的分析方法

技术领域

本发明涉及化学分析领域，更具体地，涉及一种分析试剂以及利用该分析试剂进行硫酸和三价铁含量的分析方法。

背景技术

硫化锌精矿直接浸出工艺中硫酸、亚铁、三价铁的含量控制是稳定控制该工艺的核心要素，因此只有快速准确地检测出硫酸、亚铁、三价铁的浓度，并根据检测结果实时调整工艺参数，才能保证整个浸出工艺的长期稳定运行。

目前，分析硫酸的基本过程为，吸取一定体积的样品，加入乙二胺四乙酸钙(EDTA-Ca)溶液，去除样品溶液中Fe的干扰，然后使用碳酸钠标准溶液滴定。分析三价铁的基本过程为，吸取一定体积的样品，加入一定量的硫酸溶液，使样品pH值达到1.5，然后使用乙二胺四乙酸(EDTA)标准溶液滴定。硫化锌精矿直接浸出工艺中硫酸、三价铁的含量测定一般有两种模式，一种是人工分析模式，此种模式工作量大，劳动强度高，且分析速度达不到工艺要求，无法实现实时控制。另一种模式是采用在线自动电位滴定仪，例如OTI40，因为一台OTI40分析仪只有三个加样单元，而上述两个分析过程需要加入四种不同的组分，所以，必须两台自动电位滴定仪来完成硫酸和三价铁含量的分析任务。

发明内容

本发明旨在提供一种分析试剂，该试剂能够用来分析硫酸和三价铁的含量，实现一台电位滴定仪同时分析两种组分含量的目的，减少检测设备安装数量，节约投资成本。

根据本发明的一个方面，提供一种分析试剂，该分析试剂是EDTA和氯化钙按1∶1摩尔比配制而成的EDTA-Ca水溶液，该EDTA-Ca水溶液的pH值为5.2～5.4。

优选地，EDTA-Ca水溶液的浓度在0.01M～0.03M之间。

根据本发明的另一个方面，提供一种硫酸和三价铁离子含量的分析方法，包括以下步骤：在一空白测试盒中加入待测样品，并加入上述分析试剂；加入NaOH标准溶液进行滴定，测得硫酸浓度；在另一空白测试盒加入上述待测样品，并加入H₂SO₄标准溶液将pH值调节到预定值，进一步加入上述分析试剂进行滴定，测得三价铁离子浓度。

进一步地，该分析方法的三价铁离子检测范围为0.3g/L～30g/L。

进一步地，该分析方法的硫酸测试范围为5.0g/L～100g/L。

优选地，在测定三价铁离子浓度的步骤中，在采用上述分析试剂进行滴定之前，通过加入H₂SO₄标准溶液将待测样品的pH值调节到1.2。

进一步地，在测定硫酸浓度的步骤中，当采用的NaOH标准溶液的浓度为0.1M时，滴定终点为pH＝5.4。

进一步地，在测定三价铁离子浓度的步骤中，滴定终点为化学等当点。

进一步地，采用在线自动电位滴定仪进行分析。

进一步地，待测样品为硫化锌精矿浸出液。

本发明提供的分析试剂，既可以在硫酸分析过程中部分消除Fe元素干扰，不影响硫酸滴定结果的准确度，同时因为具有确定的浓度，可以在三价铁分析过程中替代传统的EDTA标准溶液，采用一种分析试剂就可以分析同一样品中硫酸和三价铁含量的测定，从而达到在同一在线自动电位滴定仪上检测两种组分含量的目的，减少检测设备安装数量，节约投资成本。本发明提供的硫酸和三价铁离子含量的分析方法，采用上述分析试剂，能够在同一在线自动电位滴定仪上检测两种组分含量。

具体实施方式

本发明提供一种分析试剂，能够用于分析同一样品中硫酸和三价铁含量，该分析试剂是EDTA和氯化钙按1∶1摩尔比配制而成的EDTA-Ca水溶液，该水溶液的pH为5.2～5.4。通过EDTA-Ca与三价铁离子之间的置换反应，由三价铁离子置换出钙离子，部分消除三价铁离子在硫酸分析过程中干扰。此溶液与常规EDTA-Ca溶液有两点区别，第一是具有确定的浓度，第二是有确定的pH值。EDTA-Ca溶液具有确定的浓度，可以在三价铁分析过程中替代EDTA标准溶液，用于三价铁离子浓度的计算；EDTA-Ca溶液的pH值在5.2～5.4之间，与硫酸滴定终点的pH值相当，从而不影响硫酸滴定结果的准确度，达到在同一在线自动电位滴定仪上检测同一样品中的两种组分含量的目的。

EDTA-Ca水溶液的浓度在0.01M～0.03M之间。其具体浓度可以根据待测样品中硫酸和三价铁的浓度而定。典型地为0.02M左右，相应地，分析试剂可以取相同的浓度。一般而言，样品在稀释后(待测状态)的待测成分三价铁的浓度在0.3g/L～30g/L之间。

在本发明中，最好将EDTA与氯化钙的摩尔比精确地控制为1∶1。在不能精确控制的情况下，应使氯化钙略微过量，过量的程度不超过3％。如果EDTA过量，则待测样品中硫酸结果偏高。另外，分析试剂的pH值必须控制在5.3左右，最宽可以在pH为5.2～5.4的范围。如果pH过高，则待测样品中硫酸结果偏低，如果pH值过低，则待测样品中硫酸结果偏高。

采用本发明的分析试剂，配合NaOH标准溶液和H₂SO₄标准溶液，就可以仅用三种试剂测定一种溶液中硫酸和三价铁的含量。该分析用一台自动电位滴定仪即可以完成。

运用上述分析试剂的分析方法如下：在一空白测试盒中加入待测样品，并加入上述的分析试剂；加入NaOH标准溶液进行滴定，测得硫酸浓度；在另一空白测试盒加入上述待测样品，并加入H₂SO₄标准溶液将pH值调节到预定值，进一步加入上述分析试剂进行滴定，测得三价铁离子浓度。

以上步骤并非完全限于上述顺序，显而易见地，本领域技术人员完全可以根据测试需求，选择合适的测定三价铁离子浓度或硫酸浓度的顺序。

优选地，在测定硫酸浓度的步骤中，当NaOH标准溶液的浓度为0.1M时，滴定终点为pH＝5.4。

优选地，在测定三价铁离子的步骤中，在用上述分析试剂进行滴定之前，需要通过加入H₂SO₄标准溶液将待测样品的pH值调节到1.2，在该pH值下EDTA-Ca与Fe能够完全反应，有利提高该分析方法的精确性。

优选地，在测定三价铁离子的步骤中，滴定终点为化学等当点，即dE/dV最大时。

优选地，将本发明提供的分析试剂加入在线自动电位滴定仪，对待测样品进行分析。利用本发明提供的分析试剂，因为具有确定的浓度，所以只需要采用一台自动电位滴定仪，就可完成对样品中硫酸和三价铁离子浓度的测定。

本发明提供的分析方法尤其适合检测硫化锌精矿浸出液中的硫酸和三价铁的含量。

实施例

采用在线自动电位滴定仪OTI40，在线测定硫化锌精矿直接浸出液中硫酸和三价铁的含量。OTI40分析仪三个加样单元中分别加入0.02M EDTA-Ca标准溶液、0.1M NaOH标准溶液和1MH₂SO₄标准溶液。

在线自动取样系统取样1mL，加蒸馏水20mL，自动滴加0.02M EDTA-Ca标准溶液10mL，仪器自动用0.1MNaoH标准溶液中和滴定浸出液中硫酸，预先设定pH＝5.4为滴定终点，仪器根据公式(1)自动计算硫酸含量。

公式(1)： $C_{H_2{\mathrm{SO}}_4}=\frac{V_1\×T_{H_2{\mathrm{SO}}_4}}{V_2}(g/L)$

C_H2SO4：待测样品硫酸浓度(g/L)

V₁：NaoH标准溶液消耗量(mL)

T_H2SO4：NaoH标准溶液对硫酸的滴定度(g/L)

V₂：待测样品体积(mL)

在线自动取样系统取样1.0mL，加蒸馏水20mL，仪器自动滴加1M H₂SO₄标准溶液直到待测样品的pH＝1.2，仪器自动用0.02M EDTA-Ca标准溶液络合滴定浸出液中三价铁，预先设设定化学等当点，即dE/dV最大时为滴定终点，仪器根据公式(2)自动计算三价铁含量。

公式(2)： $C_{{\mathrm{Fe}}^{3+}}=\frac{V_1\×T_{{\mathrm{Fe}}^{3+}}}{V_2}(g/L)$

C_Fe ³⁺：待测样品三价铁离子浓度(g/L)

V₁：EDTA-Ca标准溶液消耗量(mL)

T_Fe ³⁺：EDTA-Ca分析试剂对三价铁离子的滴定度(g/L)

V₂：待测样品体积(mL)

根据上述实施例可以看出，因为分析试剂中的EDTA-Ca具有确定的浓度，所以测定人员根据分析试剂加入的体积，按照上述公式就可计算出三价铁离子的浓度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分析试剂，其特征在于，所述分析试剂是由EDTA和氯化钙按1∶1摩尔比配制而成的EDTA-Ca水溶液，所述EDTA-Ca水溶液的pH值为5.2～5.4。

2.根据权利要求1所述的分析试剂，其特征在于，所述EDTA-Ca水溶液的浓度在0.01M～0.03M之间。

3.一种硫酸和三价铁离子含量的分析方法，其特征在于，所述分析方法包括以下步骤：

在一空白测试盒中加入待测样品，并加入权利要求1所述的分析试剂；

加入NaOH标准溶液进行滴定，测得硫酸浓度；以及

在另一空白测试盒加入所述待测样品，并加入H₂SO₄标准溶液将pH值调节到预定值，加入所述分析试剂进行滴定，测得三价铁离子浓度。

4.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，所述分析方法的三价铁离子检测范围为0.3g/L～30g/L。

5.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，所述分析方法的硫酸测试范围为5.0g/L～100g/L。

6.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，在所述测定三价铁离子浓度的步骤中，在进行滴定之前，通过加入所述H₂SO₄标准溶液将所述待测样品的pH值调节到1.2。

7.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，在采用NaOH标准溶液进行滴定硫酸浓度的步骤中，当所述NaOH标准溶液的浓度为0.1M时，滴定终点为pH＝5.4。

8.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，在所述测定三价铁离子浓度的步骤中，滴定终点为化学等当点。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的分析方法，其特征在于，所述分析方法采用在线自动电位滴定仪进行分析。

10.根据权利要求3至8任一项所述的分析方法，其中，所述待测样品为硫化锌精矿浸出液。