一种还原分离测定铜电解液中砷含量的方法技术

本发明专利技术涉及一种还原分离测定铜电解液中砷含量的方法，包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种还原分离测定铜电解液中砷含量的方法


[0001]本专利技术涉及化学分析技术，尤其涉及一种还原分离测定铜电解液中砷含量的方法。

技术介绍

[0002]铜电解液中不同价态的As会形成溶解度很小的化合物(SbAsO4、AsSbO4、SbAsO4、BiAsO4等)，这些化合物是一种极细小的絮状物质，当在电解液鼓泡、翻腾、温度低等情况下，它们会在电解液中漂浮，并吸附其他化合物或胶体物质而形成所谓的“漂浮阳极泥”，从而危害阴极铜质量和正常的铜电解生产。此外，电解液中杂质As浓度越大，溶液电阻越大，槽电压将上升，直流电耗、残极率等技术经济指标变差。
[0003]通常铜冶炼企业通过净化电解液来降低杂质离子对阴极铜质量的危害。但是目前电解液中的As有害元素的分析检测速度慢、周期长，直接影响铜电解的生产调整，因此，亟需开发一种铜电解液中对As元素选择性好、时效性强、准确可靠的化学分析方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种快速、高效、准确的还原分离测定铜电解液中砷含量的方法。
[0005]为解决上述问题，本专利技术所述的一种还原分离测定铜电解液中砷含量的方法，包括以下步骤：
⑴
移取铜冶炼铜电解液10~20mL于400mL烧杯中，加入纯水至溶液体积为150mL；然后加入40 mL体积浓度为36%的盐酸，在不断摇动下，分次加入固体次亚磷酸钠至溶液黄绿色褪去，再过量2 g次亚磷酸钠，混匀，得到试样；将试样置于沸水浴中保温30 min，再置于电炉板上微沸15min，取下，冷却；
⑵
在锥形瓶的瓶口上放置一个漏斗，先用10 mL浓度为2g/L的次亚磷酸钠洗液洗涤漏斗，再用带有脱脂棉加滤纸的漏斗过滤试液及沉淀；然后用10 mL浓度为2g/L的次亚磷酸钠洗液洗涤原烧杯3次，5 mL浓度为2g/L的次亚磷酸钠洗液洗涤脱脂棉上的沉淀2~3次；再用浓度为15g/L的硫酸铵洗液洗涤沉淀至滤液呈中性；
⑶
将所述步骤
⑵
所得的沉淀连同脱脂棉加滤纸浆移入原锥形瓶中，擦净漏斗，放入锥形瓶中；用滴定管放10 mL浓度为0.25mol/L的硫酸铈标准滴定溶液洗涤漏斗，洗涤液用锥形瓶承接；然后用浓度为15g/L的硫酸铵洗液洗涤漏斗至漏斗上硫酸铈标准滴定溶液全部进入锥形瓶；
⑷
加入0.1mL一氯化碘，在不断摇动下用滴定管继续加入浓度为0.25mol/L的硫酸铈标准滴定溶液至单质砷溶解完全，并过量10mL；放置5 min后，加入4滴1,10
‑
二氮菲亚铁指示剂，溶液为浅绿色，用浓度为0.05mol/L的亚砷酸钠标准溶液滴定溶液滴定至红色为终点；
⑸
根据下式计算砷的质量分数As，数值以%表示：
式中：为砷的质量浓度，单位g/L；V1为铜电解液中样品分取体积，单位mL；V2为溶解样品单体砷所消耗的硫酸铈标准溶液体积，单位mL；V3为滴定样品时消耗的亚砷酸钠标准溶液体积，单位mL；K为亚砷酸钠溶液与硫酸铈标准溶液摩尔比；c1为硫酸铈标准溶液的浓度，单位mol/L；c2为亚砷酸钠标准溶液的浓度，单位mol/L；14.984为与1mL硫酸铈标准溶液相当的砷的摩尔质量，单位g/mol。
[0006]所述步骤
⑴
中铜冶炼铜电解液的砷含量为3.5g/L~15g/L。
[0007]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术以硫酸铜（即铜电解液）为催化剂，用次亚磷酸钠把溶液中的砷离子还原为单质砷，过滤分离其他干扰元素。以过量的硫酸铈标准滴定溶液氧化溶解单质砷，以1,10
‑
二氮菲亚铁为指示剂，采用亚砷酸钠标准滴定溶液滴定过量的硫酸铈标准滴定溶液，间接测定砷的含量，因此，可以快速有效、准确测定铜电解液中的砷。
[0008]2、对砷含量3.5g/L~15g/L的铜冶炼铜电解液试样，采用本专利技术方法的相对标准偏差为0.16%~1.75%，回收率在98.2%~102.4%之间；因此，该方法具有精密度好，测定结果准确、可行的特点，有效解决了传统的分离测定中误差较大，分析检测时间长等问题。
[0009]3、本专利技术检测方法检测时间短，检测结果准确，成本低，操作简单，干扰元素少，可实现铜电解液中As元素的快速准确检测，为铜电解精炼砷元素的测定提供可靠的技术支撑。
具体实施方式
[0010]一种还原分离测定铜电解液中砷含量的方法，包括以下步骤：
⑴
移取铜冶炼铜电解液10~20mL于400mL烧杯中，加入纯水至溶液体积为150mL；然后加入40 mL体积浓度为36%的盐酸，在不断摇动下，分次加入固体次亚磷酸钠（优级纯）至溶液黄绿色褪去，再过量2 g次亚磷酸钠，混匀，得到试样；将试样置于沸水浴中保温30 min，再置于电炉板上微沸15min，取下，冷却。
[0011]其中：铜冶炼铜电解液的砷含量为3.5g/L~15g/L。
[0012]⑵
在锥形瓶的瓶口上放置一个漏斗（漏斗下口不能接触试液面），先用10 mL浓度为2g/L的次亚磷酸钠洗液洗涤漏斗，再用带有脱脂棉加滤纸的漏斗过滤试液及沉淀；然后用10 mL浓度为2g/L的次亚磷酸钠洗液洗涤原烧杯3次，5 mL浓度为2g/L的次亚磷酸钠洗液洗涤脱脂棉上的沉淀2~3次；再用浓度为15g/L的硫酸铵洗液洗涤沉淀至滤液呈中性。
[0013]⑶
将步骤
⑵
所得的沉淀连同脱脂棉加滤纸浆移入原锥形瓶中，用小片滤纸小心擦净漏斗，放入锥形瓶中；用滴定管放10 mL浓度为0.25mol/L的硫酸铈标准滴定溶液洗涤漏斗，洗涤液用锥形瓶承接；然后用浓度为15g/L的硫酸铵洗液洗涤漏斗至漏斗上硫酸铈标准
滴定溶液全部进入锥形瓶。
[0014]⑷
加入0.1mL一氯化碘（优级纯），在不断摇动下用滴定管继续加入浓度为0.25mol/L的硫酸铈标准滴定溶液至单质砷溶解完全，并过量10mL；放置5min后，加入4滴1,10
‑
二氮菲亚铁指示剂，溶液为浅绿色，用浓度为0.05mol/L的亚砷酸钠标准溶液滴定溶液滴定至红色为终点；
⑸
根据下式计算砷的质量分数As，数值以%表示：式中：为砷的质量浓度，单位g/L；V1为铜电解液中样品分取体积，单位mL；V2为溶解样品单体砷所消耗的硫酸铈标准溶液体积，单位mL；V3为滴定样品时消耗的亚砷酸钠标准溶液体积，单位mL；K为亚砷酸钠溶液与硫酸铈标准溶液摩尔比；c1为硫酸铈标准溶液的浓度，单位mol/L；c2为亚砷酸钠标准溶液的浓度，单位mol/L；14.984为与1mL硫酸铈标准溶液相当的砷的摩尔质量，单位g/mol。
[0015]本专利技术具体化学反应如下：2As
3+
+3H2PO2‑
+3H2O
→
2As+3H2PO3‑
+6H
+
As+5Ce
4+
+4H2O
→
AsO
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种还原分离测定铜电解液中砷含量的方法，包括以下步骤：
⑴
移取铜冶炼铜电解液10~20mL于400mL烧杯中，加入纯水至溶液体积为150mL；然后加入40 mL体积浓度为36%的盐酸，在不断摇动下，分次加入固体次亚磷酸钠至溶液黄绿色褪去，再过量2 g次亚磷酸钠，混匀，得到试样；将试样置于沸水浴中保温30 min，再置于电炉板上微沸15min，取下，冷却；
⑵
在锥形瓶的瓶口上放置一个漏斗，先用10 mL浓度为2g/L的次亚磷酸钠洗液洗涤漏斗，再用带有脱脂棉加滤纸的漏斗过滤试液及沉淀；然后用10 mL浓度为2g/L的次亚磷酸钠洗液洗涤原烧杯3次，5 mL浓度为2g/L的次亚磷酸钠洗液洗涤脱脂棉上的沉淀2~3次；再用浓度为15g/L的硫酸铵洗液洗涤沉淀至滤液呈中性；
⑶
将所述步骤
⑵
所得的沉淀连同脱脂棉加滤纸浆移入原锥形瓶中，擦净漏斗，放入锥形瓶中；用滴定管放10 mL浓度为0.25mol/L的硫酸铈标准滴定溶液洗涤漏斗，洗涤液用锥形瓶承接；然后用浓度为15g/L的硫酸铵洗液洗涤漏斗至漏斗...

【专利技术属性】
技术研发人员：展之旺，许可琴，方彦霞，张彦翠，王源瑞，马健飞，杨杨，姚应锋，孙帅楠，王亚平，
申请(专利权)人：西北矿冶研究院，
类型：发明
国别省市：