陈秀芝
兰溪自立环保科技有限公司 化验室
摘要：本文在原有硅铁钙镁铝连测的方法上做了一些改进，使铝的测定结果更准确。在测定铁时，原有方法为高锰酸钾容量法，使用的化学试剂（如氯化高汞）毒性大，对环境危害也大。经方法改进，试剂危害性降低，同时也保证了结果的准确。
关键词：炉渣 硅铁钙镁铝连测 方法改进
火法炼铜是当今生产铜的主要方法，其工艺流程一般有①造锍熔炼得到冰铜（ω(Cu)=30%-50%）；②转炉吹炼得到粗铜（ω(Cu)=98.5%-99.5%）；③火法精炼得到阳极铜（ω(Cu)=99%-99.8%）；④电解精炼得到阴极铜（ω(Cu)=99.95%-99.997%）。
造锍熔炼的目的是：（1）使炉料中的铜尽可能进入冰铜（Cu2S+FeS熔体，也称锍），部分铁以FeS形式也进入冰铜；（2）使大部分铁氧化成FeO与脉石矿物造渣（SiO2，FeO，CaO，MgO，Al2O3）；（3）使冰铜与炉渣分离。炉渣富集了炉料中的脉石成分和不希望进入主金属的杂质，是一个成分复杂的多元体系。
炉渣的主要成分为氧化物。可将构成炉渣的氧化物分为酸性氧化物（如SiO2、Fe2O等）、碱性氧化物（如FeO，CaO，MgO等）和两性氧化物（如Al2O3、ZnO等）。他们之间的区别在于各氧化物对氧离子的亲属关系，容易放出氧离子的为碱性氧化物，反之为酸性氧化物。本文即讨论造琉熔炼过程产生的炉渣中硅铁钙镁铝测定方法的改进。
1.实验部分
1.1化验主要试剂
盐酸，氢氧化钾，氢氧化钠，硫代硫酸钠，EDTA二钠，氨水，硝酸铅
1.2化验流程及方法简述
30ml带盖镍坩埚底部平铺一层氢氧化钾，称样0.2000克于镍坩埚中，再在样品上平铺一层氢氧化钾，于750°C马弗炉中熔融15分钟。熔融后的样品用浓盐酸洗入500ml低型烧杯中，于100°C电炉上慢慢蒸干。蒸干后加浓盐酸三管，复蒸干两次，确保SiO2充分析出。
1.2.1 SiO2的测定
蒸干后的样品加浓盐酸，热水，煮沸，SiO2不溶于水和盐酸，用定量滤纸过滤，滤纸上为SiO2, 滤下的溶液为滤液1。滤纸用1：1热盐酸，热水冲洗，直至滤纸干净无黄色。将滤纸置于瓷坩埚中，电炉上灰化30分钟，再于750°C马弗炉中灼烧30分钟，冷却后称重，计算SiO2含量。
1.2.2铁含量的测定
滤液1中加入3克氯化铵，置电炉上煮至微沸，用氨水调至PH=9，此时铁铝形成氢氧化物沉淀。定性滤纸过滤分离，得沉淀1，滤液2。沉淀1用1：1热盐酸溶解，热水冲洗，直至滤纸上无黄色残留。含铁铝的溶液再加20%氢氧化钠至PH=14并过量5毫升。此时铁形成氢氧化铁沉淀，铝溶于氢氧化钠，铁铝得以分离。定性滤纸过滤，得氢氧化铁沉淀2与滤液3，沉淀2用热水冲洗三遍。氢氧化铁沉淀用1：1热盐酸溶解，热水冲洗，直至滤纸无黄色。含铁溶液置于电炉上加热，煮至微沸，使氢氧化铁充分溶解，滴加10%氯化亚锡溶液至液体由黄色变无色并过量2滴，冷却后加10ml饱和氯化汞溶液，加水至100ml，放置5分钟。加硫磷混酸10ml，加3滴1%二苯胺磺酸钠指示剂，以重铬酸钾标液滴定，计算铁含量。
1.2.3铝含量的测定
滤液3中准确加入过量的0.013mol/L EDTA二钠标准溶液，用来结合铝。加1滴0.1%甲基橙溶液，用浓盐酸调至刚好红色，加醋酸醋酸钠缓冲溶液20ml，此时溶液PH为5-6，剩余的EDTA二钠则用0.013mol/L硝酸铅标准溶液滴定。计算铝含量。
1.2.4钙镁含量的测定
滤液2加热至沸腾，加10ml 5% 硫代乙酰胺溶液，此时产生黑色沉淀，保持沸腾状态15分钟。用定性滤纸趁热过滤于250ml容量瓶中，钙镁留在滤液4中，冷却，定容。以0.013mol/L EDTA二钠标液滴定钙镁含量。
1.3铝化验方法的改进
1.3.1改进步骤
沉淀2先用热5%氢氧化钠溶液冲洗一遍，过滤干后再用热水冲洗两遍。滤液3中准确加入过量的0.013mol/L EDTA二钠标准溶液，用来结合铝，加完后置电炉上煮沸3分钟，再取下自然冷却，使铝更充分与EDTA二钠结合。以下步骤同原方法。
1.3.2 数据与结论
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本次做实验的样品锌精矿、铝青铜均为国家标准物质，Al2O3含量分别为6.32%，17.76%。实验表明，经方法改进Al2O3结果均提高20%-30%，虽然结果与真实值还有点差距，但硅铁钙镁铝连测本身在碱溶以及繁杂步骤中总有损失，这个化验结果已经满足生产上对于数据的参考。
1.4铁化验方法的改进
1.4.1改进步骤
分离出的铁用1：1热盐酸完全溶解后，加热煮至微沸，冷却后加入50%碘化钾溶液5ml，若铁含量比较高，加入碘化钾溶液的量应相应增加。静置15-30分钟后，加2ml 0.5%淀粉溶液，3ml 10% 硫氰酸钾溶液，用0.02mol/L硫代硫酸钠溶液滴定至溶液紫色褪去为终点。计算铁含量。
1.4.2 数据与结论
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本次实验用的锌精矿，铝青铜含铁量分别为6.70%，3.60%。实验结果表明，两种方法测定铁都比较准确，但原方法氯化高汞为剧毒品，重铬酸钾为易制爆试剂且毒性也比较大。方法改进后，试剂毒性降低，对环境污染也降低。
参考文献
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【2】杨吉春，董方译.铜冶炼技术【M】.北京：化学工业出版社，2006.
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