CN104215634A - 一种测定钨精矿中锡含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测定钨精矿中锡含量的方法，该方法是通过一种由无水硼砂、硼酸和锌粉组成的复合熔炼剂将钨精矿样品熔炼后，采用浓盐酸浸出，浸出液经氧化后，过滤分离，得到含锡溶液，所得含锡溶液经铁粉还原后，以淀粉—碘化钾溶液作为指示剂，采用碘酸钾标准溶液滴定反应液至终点；并根据滴定结果计算钨精矿中锡的质量百分含量；该测试方法过程简单，成本低，能快速准确测定钨精矿中锡含量，克服了现有技术中对钨精矿中锡含量的测定的常规方法存在的缺陷，如碘酸钾容量法存在测定过程复杂，测定不准确；而原子吸收光谱法需要使用昂贵的先进仪器，测试成本大等缺陷。

Description

一种测定钨精矿中锡含量的方法

技术领域

本发明涉及一种测定钨精矿中锡含量的方法，属于化验分析领域。

背景技术

在钨精矿冶炼过程中，锡的存在会对其机械性能和物理性能有严重影响，根据YS/T 231-2007要求，在钨精矿销售过程中提交的产品质量标准需报出钨精矿中锡的质量分数。

目前对于钨精矿中测定锡的方法，主要采用碘酸钾容量法和氢化物发生器原子吸收光谱法。因此，一般的公司都采用这两种方法进行分析。碘酸钾容量法主要是在对于样品的前期处理，一般采用单纯的锌粉和盐类来进行分解，后加氧化剂将钨蓝氧化。现在存在的问题就是，锡分离不完全，加了动物胶生产凝聚沉淀，过滤费时，终点不完全。若采用原子吸收需精密仪器，氢化物发生器的使用周期不长，成本消耗大。

发明内容

针对现有技术中对钨精矿中锡含量的测定的常规方法，如碘酸钾容量法存在测定过程复杂，测定不准确；而原子吸收需要使用昂贵的先进仪器，测试成本大等缺陷；本发明的目的是在于提供一种测试过程简单，成本低，能快速准确测定钨精矿中锡含量的方法。

本发明提供了一种测定钨精矿中锡含量的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：熔炼和浸出

将钨精矿试样和复合熔炼剂混合后，置于750～850℃高温下进行熔炼，熔炼所得产物经冷却后，采用浓度为8～10mol/L的70～90℃热盐酸浸出，得到盐酸浸出液；所述的复合熔炼剂由无水硼砂、硼酸和锌粉按质量比1.5～2.5:0.5～1.5:8～10组成；

步骤二：分离提纯

在步骤一所得盐酸浸出液中加入高锰酸钾进行氧化后，过滤分离，得到含锡溶液；

步骤三：滴定

在步骤二所得含锡溶液中加入过量铁粉，在隔绝空气环境下，加热进行还原反应，还原反应完成后，冷却反应液至室温；以淀粉—碘化钾溶液作为指示剂，采用碘酸钾标准溶液滴定反应液至终点；并根据滴定结果计算钨精矿中锡的质量百分含量。

本发明的测定钨精矿中锡含量的方法还包括以下优选方案：

优选的方案中复合熔炼剂由无水硼砂、硼酸和锌粉按质量比1.8～2.2:0.8～1.2:8.5～9.5组成，质量比最优选为2:1:9。

优选的方案中复合熔炼剂加入量为钨精矿试样质量的5～25倍；最优选为5～10倍。优选的复合熔炼剂及合适的加入量更有利于钨精矿样品的溶解及锡的充分还原。

优选的方案中熔炼时间为15～25min；最优选为20min。

优选的方案中步骤一中采用浓度为8.5～9.5mol/L的浓盐酸在加热到75～85℃温度条件下对熔炼产物进行浸出。最优选的盐酸浓度为9mol/L，最优选的温度为80℃。优选的盐酸浓度和浸出温度有利更有利于钨锡分离，并且高浓度盐酸对后续的高锰酸钾氧化处理后无需动物胶凝聚，大大提高了过滤分离速度。

优选的方案中锡的质量百分含量按如下公式计算：

$W_{\mathrm{sn}}\%=\frac{\mathrm{TV}}{m}*100\%$

其中，

T—碘酸钾标准溶液对锡的滴定度，单位为g/mL；

V—滴定消耗碘酸钾标准溶液的体积，单位为mL；

m—称取试样的重量，单位为g。

优选的方案中碘酸钾标准溶液对锡的滴定度是通过碘酸钾标准溶液对锡标准溶液的滴定确定，计算公式如下：

$T=\frac{p\×V_1}{V_2-V_0}$

其中，

T—碘酸钾标准溶液对锡的滴定度，单位为g/mL；

p—锡标准溶液的浓度，单位为g/mL；

V₁—移取锡标准溶液的体积，单位为mL；

V₂—标定时消耗碘酸钾标准溶液的体积，单位为mL；

V₀—空白试液消耗碘酸钾标准溶液的体积，单位为mL。

本发明的有益效果：1、本发明首次采用特殊的熔炼剂，在适当温度条件下将钨精矿试样熔融和还原彻底，再结合盐酸浸出、高锰酸钾氧化，充分实现了钨锡分离。2、本发明采用铁粉还原，再结合碘酸钾标准溶液快速滴定，解决了现有GB/T6150.2-2008常规分析方法对锡滴定终点不敏锐的问题。3、熔融还原和浓酸提取的相结合，不但解决了高锰酸钾氧化后需动物胶凝聚的问题，使过滤速度提高，劳动强度降低，分析时间缩短，而且使钨锡分离完全彻底，使分离过程中锡损失降低，完全排除了钨离子对测试的干扰。4、检出限更低，测定范围由原来0.2～2.0％，扩大到了0.05～2.0％，适用于更低含量的锡的测定。5、本发明的方法精密度非常好，标准相对偏差RSD在0.22％～0.34％，加标回收率在95～105％，也符合实验标准的质量可控。6、本发明方法可以不采用原子荧光等精密仪器，设备成本、成本维护费用等均降低很多，适用于各种类型的化验室，快速开展分析，也适用大批量的样品，易于推广使用。

具体实施方式

以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明的保护范围。

本发明具体实施方式中采用的化学试剂：高锰酸钾(分析纯)，盐酸(市售浓盐酸)，铁粉(分析纯)、碘酸钾(化学纯)。

锡标准溶液的配制：称取0.5g纯锡(含W(Sn)≥99.95％，用前去掉表面氧化层)置于400mL烧杯中，加入200mL盐酸低温溶解，移至1000mL容量瓶，用水稀至刻度摇匀即可。

碘酸钾标准溶液的配制：称取0.125g碘酸钾，0.5g碘化钾，0.2g氢氧化钾，溶解，转移到1000mL容量瓶中，稀释至刻度。

标定：以不加试样的坩埚进行空白试验进行对照，将坩埚置于200mL烧杯中，加入45mL盐酸(浓盐酸：水＝2:1)，煮沸浸取后，过滤入300mL锥形瓶中，加入10mL上述锡标准溶液，20mL盐酸，用水稀至100mL，在隔绝空气的条件下，用铁粉还原，碘酸钾滴定。计算出碘酸钾标准液对锡的滴定度。

按照下列公式计算碘酸钾标准溶液对锡的滴定度：

$T=\frac{p\×V_1}{V_2-V_0}$

其中，

T—碘酸钾标准溶液对锡的滴定度，单位为g/mL；

p—锡标准溶液的浓度，单位为g/mL；

V₁—移取锡标准溶液的体积，单位为mL；

V₂—标定时消耗碘酸钾标准溶液的体积，单位为mL；

V₀—空白试液消耗碘酸钾标准溶液的体积，单位为mL。

实施例1

待测样品：GSBD-45001-89黑钨矿、XQ011301036白钨精矿和XQ011301039白钨精矿。

配制复合熔炼剂：取20g无水硼砂、10g硼酸和90g锌粉，磨细混匀。

分析步骤：

称取1.0000g试样(随同试样做试剂空白)置于事先盛有4g混合熔剂的10mL刚玉坩埚或瓷坩埚中，覆盖1g混合熔剂和0.4g氯化钾(氯化钾防止高温溶解时金属液体飞溅)，置于800℃马弗炉中熔解20min，取出，冷却。用50mL浓度为9mol/L的80℃热盐酸来浸取坩埚完全，让浸出液冷却，在低温条件下，加入0.1g高锰酸钾氧化沉淀物。用快速滤纸过滤，用质量百分比浓度为2％的稀盐酸洗液洗净烧杯及漏斗，加盐酸30mL，加水至体积为120mL左右。加入0.5g还原铁粉，在隔绝空气(盖式漏斗中盛有质量百分比浓度为30％的盐酸，以隔绝空气)条件下加热还原，直至铁粉溶解，停止反应，反应液采用流水冷却至冷温。取下盖式漏斗，加5mL淀粉-碘化钾溶液，用碘酸钾标准溶液滴定至浅紫色为终点。由以下公式计算锡的百分含量：T—碘酸钾标准溶液对锡的滴定度，单位为g/mL；V—滴定消耗碘酸钾标准溶液的体积，单位为mL；M—称取试样的重量，单位为g。

采用相同的步骤对GSBD-45001-89黑钨矿、XQ011301036白钨精矿和XQ011301039白钨精矿分别进行检测。

针对同样的样品，本发明方法的测试结果与其它方法测试的结构比较如表1所示。

表1结果比对表W_Sn/％

从表1中可以得出，对于相同的样品，本发明的方法与现有技术中的经典方法测定值吻合很好，说明该分析方法准确、可靠。

本发明测试方法的精密度如下表2所示。

表2精密度试验

从表2可以看出，平均值为0.1598％，相对标准偏差为0.22％。

相对标准偏差RSD＝S/Χ*100％；其中，S为标准偏差，x为测量平均值。

本发明测试方法的加标回收率试验结果如下表2所示。

表3加标回收率试验

从表3中可以看出加标回收率在95～105％也符合实验标准的质量可控。

加标回收率＝(加标试样测定值－试样测定值)÷加标量×100％。

实施例2

样品：GSBD-45001-89黑钨矿

配制复合熔炼剂：取23g无水硼砂、13g硼酸和82g锌粉，磨细混匀。

分析步骤：

称取0.4000g试样(随同试样做试剂空白)置于事先盛有3g混合熔剂的10mL刚玉坩埚或瓷坩埚中，覆盖0.5g混合熔剂和0.2g氯化钾(氯化钾防止高温溶解时金属液体飞溅)，置于820℃马弗炉中熔解22min，取出，冷却。用30mL浓度为8.5mol/L的84℃热盐酸来浸取坩埚完全，让浸出液冷却，在低温条件下，加入0.06g高锰酸钾氧化沉淀物。用快速滤纸过滤，用质量百分比浓度为2％的稀盐酸洗液洗净烧杯及漏斗，加盐酸30mL，加水至体积为120mL左右。加入0.3g还原铁粉，在隔绝空气(盖式漏斗中盛有质量百分比浓度为30％的盐酸，以隔绝空气)条件下加热还原，直至铁粉溶解，停止反应，反应液采用流水冷却至冷温。取下盖式漏斗，加5mL淀粉-碘化钾溶液，用碘酸钾标准溶液滴定至浅紫色为终点。由以下公式计算锡的百分含量：T—碘酸钾标准溶液对锡的滴定度，单位为g/mL；V—滴定消耗碘酸钾标准溶液的体积，单位为mL；M—称取试样的重量，单位为g。

本实施例测试方法的精密度如下表4所示。

表4精密度试验

从表4可以看出，平均值为0.1595％，相对标准偏差为0.34％。

相对标准偏差RSD＝S/Χ*100％。其中S为标准偏差，x为测量平均值。

本发明测试方法的加标回收率试验结果如下表5所示。

表5加标回收率试验

从表5中可以看出加标回收率在95～105％也符合实验标准的质量可控。

加标回收率＝(加标试样测定值－试样测定值)÷加标量×100％。

Claims (8)

1.一种测定钨精矿中锡含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：熔炼和浸出

将钨精矿试样和复合熔炼剂混合后，置于750～850℃高温下进行熔炼，熔炼所得产物经冷却后，采用浓度为8～10mol/L的70～90℃热盐酸浸出，得到盐酸浸出液；所述的复合熔炼剂由无水硼砂、硼酸和锌粉按质量比1.5～2.5:0.5～1.5:8～10组成；

步骤二：分离提纯

在步骤一所得盐酸浸出液中加入高锰酸钾进行氧化后，过滤分离，得到含锡溶液；

步骤三：滴定

在步骤二所得含锡溶液中加入过量铁粉，在隔绝空气环境下，加热进行还原反应，还原反应完成后，冷却反应液至室温；以淀粉—碘化钾溶液作为指示剂，采用碘酸钾标准溶液滴定反应液至终点；并根据滴定结果计算钨精矿中锡的质量百分含量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的复合熔炼剂由无水硼砂、硼酸和锌粉按质量比1.8～2.2:0.8～1.2:8.5～9.5组成。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的复合熔炼剂由无水硼砂、硼酸和锌粉按质量比2:1:9组成。

4.如权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述的复合熔炼剂加入量为钨精矿试样质量的5～25倍。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的熔炼时间为15～25min。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中采用浓度为8.5～9.5mol/L的浓盐酸在加热到75～85℃温度条件下对熔炼产物进行浸出。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，锡的质量百分含量按如下公式计算：

$W_{\mathrm{sn}}\%=\frac{\mathrm{TV}}{m}*100\%$

其中，

T—碘酸钾标准溶液对锡的滴定度，单位为g/mL；

V—滴定消耗碘酸钾标准溶液的体积，单位为mL；

m—称取试样的重量，单位为g。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，碘酸钾标准溶液对锡的滴定度是通过碘酸钾标准溶液对锡标准溶液的滴定确定，计算公式如下：

$T=\frac{p\×V_1}{V_2-V_0}$

其中，

T—碘酸钾标准溶液对锡的滴定度，单位为g/mL；

p—锡标准溶液的浓度，单位为g/mL；

V₁—移取锡标准溶液的体积，单位为mL；

V₂—标定时消耗碘酸钾标准溶液的体积，单位为mL；

V₀—空白试液消耗碘酸钾标准溶液的体积，单位为mL。