专题试验3铜冶金分析专题.doc

专题实验3——铜冶金分析专题 由于铜的电导率高、导热性能和延展性能好以及耐腐蚀性较强等特性，被广泛应用于电气、轻工、航空、机械制造、交通运输、电子、邮电、军工等行业。 铜的冶炼方法分为火法冶炼和湿法冶炼，主要以火法为主，其主要流程为： 从铜矿石（含Cu量在1%左右）提炼到电解铜，须经过以下几个主要步骤：铜矿石铜精矿（含Cu量：8-24%）冰铜（含Cu量：20-30%）粗铜含Cu量：99%以上）电解铜（纯铜含量99.95%以上）。 铜精矿是用于铜冶炼的主要原料，为制定合理的配料比，提高冶炼和有价元素的回收率以及伴生元素的综合利用提供依据。有色行业标准YS/T318-1997中规定：铜精矿按干砂品位（铜含量在13%以上）分为四个品级，见下表：表４－6　铜精矿的化学成分单位：% 品级 Cu≥ 杂质含量≤ As Pb+Zn MgO Bi 一级品 30 0.05 2 1 0.05 二级品 25 0.20 5 3 0.20 三级品 20 0.30 8 4 0.30 四级品 13 0.40 12 5 0.50 铜精矿一般要求测定Cu、Pb、Zn、Cd、Fe、S、As、F、Co、CaO、MgO、Al2O3、Ni、SiO2、H g、Au和A g等，其中Cu、S、Au、A g为有价元素。 铜冶炼过程中主要的中间物料有冰铜、粗铜、阳极铜、烟灰、铜电解液和阳极泥等。冰铜要求分析Cu、Fe、S等；粗铜、阳极铜要求分析Cu、Pb、Zn、As、Ni、Sb、Bi、Au、A g等；阳极泥要求分析Cu、Au、A g、Pb、Bi、Sb、As、Se、Te、Pt、Pd等；电解液要求分析Cu、H2SO4、As、Bi、Sb、Fe、Ni、Cl—等；烟灰要求分析Cu、Pb、Bi、Zn、Fe、As、Cd、In、Tl等。 铜冶炼中间物料分析，对过程中制定合理的配料比，强化工序操作程序与金属平衡管理，提高有色金属的回收率，具有重要意义，同时也为改进工艺流程及综合利用提供依据。 实验66 铜精矿中铜含量的测定 一、实验目的 1. 掌握间接碘量法的基本原理2. 掌握铜精矿中含铜量的滴定操作方法。 二、实验原理 用酸分解矿石，以尿素破坏亚硝酸，用氨水（或NH4Ac）调整溶液的pH值为3.0-4.0，加氟化氢铵掩蔽铁，加过量KI与Cu2+作用，析出I2，以淀粉作指示剂，用标准的Na2S2O3溶液滴定。主要反应如下： 本法适用于铜精矿中8-40%铜的测定。 三、试剂 浓HCl（相对密度1.19），浓HNO3，冰醋酸，浓氨水，NH4HF2，NH4F， KSCN ，尿素，KI，液溴等，以上试剂均为分析纯。 Pb（Ac）2 4%水溶液，淀粉指示剂 0.5%。 Na2S2O3 标准溶液，0.1mol·L-1 以电解铜标定其对Cu的滴定度，具体方法如下： 称取电解铜0.13-0.14 g两份，分别置于250 mL锥形瓶中，加11 HNO3 8 mL溶解，以氨水中和至Cu（OH）2沉淀出现，加冰醋酸溶解。摇匀。加NH4F 0.5 g、KI 3-4 g，析出的I2用Na2S2O3溶液滴定至黄色后，加淀粉指示剂3 mL，继续滴至浅蓝，加KSCN 0.5 g充分摇动后，继续滴至浅紫蓝色后，加Pb（Ac）2溶液4滴后继续滴至浅黄色即为终点。 四、实验步骤 准确称取0.3-0.5 g铜矿样两份，分别置于250 mL锥形瓶中，加水少许使样品润湿后，加.NH4HF20.5 g及浓HCl 10 mL，在电热板上加热数分钟后，取下稍冷，加浓HNO3 10 mL及溴水数滴，低温加热溶解，然后移至高温驱尽氮的氧化物和过量的溴后，移置低温蒸发近干。取下用热水洗瓶壁，稀释至约30 mL，加尿素2 g加热煮沸，取下冷却后以氨水（或NH4Ac）中和至有明显Fe（OH）3沉淀完全并有微氨气，根据Fe3+之多少加2-4 g NH4HF2，摇动促使Fe3+配合，加 KI 2-3 g，立即用Na2S2O3标准溶液滴定至浅黄色，加淀粉指示剂3-5 mL，继续滴定至浅蓝色，加0.5 g KSCN，摇动后，滴至蓝色消失即为终点。根据所用去的Na2S2O3溶液的体积（mL），计算Cu的含量。 五、注意事项 加Pb（Ac）2的目的是使终点为黄色，便于判断终点的到达。分解矿样时温度不宜过高，以免溅失。驱尽氮的氧化物时不宜蒸干，以免Fe、Cu的氧化物出现，难以溶解；若残渣变黑即须弃去重做。 加溴水的目的：是用以氧化试样中低价As、Sb成为五价，因为低价As、Sb可以还原I2，使滴定结果偏低。将低价As、Sb氧化为五价后，如果酸度过大，这时AsO43-和SbO43-又能氧化KI生成I2，使结果偏高，反应如下： 因此，应严格控制滴定酸度条件：pH为3.5-4.0。 加尿素的目的是破坏亚硝酸。因