一种硫化铜、硫化镍混合渣中氯离子检测的样品前处理方法

技术领域

本发明涉及一种硫化铜与硫化镍混合物中检测氯离子含量的样品前处理方法。

背景技术

目前使用的氯离子检测和样品前处理方法，不适合具有严重干扰因素的复杂铜镍渣固体样品中氯元素的定量测定。湿法冶金在生产中产生铜镍固体渣，固体铜镍渣需进入火法冶炼工序，渣中氯离子含量超标会严重腐蚀设备。因此需要对渣中氯离子含量进行检测和处理，使用水溶液中氯离子的定量检测方法，首先需要对复杂固体样品进行样品前处理消除干扰因素。采用水溶液中氯离子滴定法检测成本低、操作简便、具有较高的回收率，但容易受样品中各种杂质和溶液色度等因素的影响，导致测量结果不准确。铜镍渣用硝酸溶解后，样品呈强酸性，且大量的铜、镍离子使溶液呈蓝色。因此，使用显色滴定法测定该样品中的氯含量需要一种能够消除干扰的样品前处理方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供一种显色滴定法检测硫化铜与硫化镍混合物中氯离子的样品前处理方法，本发明重复性好、操作简单、使用成本低，特别适合硫化铜与硫化镍混合物中氯离子检测的样品前处理。

为解决本发明的技术问题采用如下技术方案：

一种显色滴定法检测硫化铜与硫化镍混合物中氯离子的样品前处理方法，所采用的技术方案是：稀硝酸80~90℃溶解硫化铜、硫化镍混合渣后，溶液呈强酸性，需调节pH至9~12后才能进行显色滴定（硝酸银、氯化汞滴定法）。溶液中含有大量Cu²⁺和部分Ni²⁺，用碱调节溶液至pH≥4.2时Cu(OH)₂蓝色絮状沉淀开始生成，影响后续滴定。因此，继续加入氢氧化钠溶液至pH=9~12使Cu²⁺沉淀完全后，加热溶液至100℃，使蓝色絮状沉淀转化为较为致密的CuO黑褐色沉淀，Ni²⁺转化为Ni(OH)₂沉淀，呈蓝绿色，100℃下不分解。混合液经过滤后滤液定容，并调节pH，采用显色滴定法测定氯离子含量。

硫化铜在浓硝酸中加热发生的主要反应如下：

CuS+10HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+H₂SO₄+8NO₂↑+4H₂O>3（稀）=3>3）₂+3S↓+2NO↑+4H₂O

CuS>2SO₄（浓）=>4>2↑>2O

4HNO₃=>2↑+2H₂O+O₂↑

2CuCl+ 4HNO₃（浓）=>3）₂>2O>2↑>2

6CuCl+ 7HNO₃（稀）=>3）₂>2O>2

加入NaOH后发生的反应如下：

Cu²⁺+2NaOH=>2↓>+

Cu(OH)₂>2O

上述技术方案的具体实施步骤是：

一种硫化铜、硫化镍混合渣中氯离子检测的样品前处理方法，其步骤如下：

（1）取研磨至100目的硫化铜、硫化镍混合渣放入带有磁子的容器中，加入稀HNO₃，硫化铜、硫化镍混合渣与稀硝酸溶液的质量比为1:15-40，加盖加热直至80~90℃溶解一小时，溶液为澄清的蓝色液体，将上层的硫单质过滤，用去离子水洗涤滤纸3次，合并滤液；

（2）向步骤1滤液中，逐滴加入NaOH溶液，搅拌同时检测溶液pH，持续调节至溶液 pH=9~12后加热混合液至100℃，使Cu(OH)₂受热分解转化为CuO深褐色沉淀；

（3）将步骤2中混合液过滤，并洗涤滤纸，合并滤液并定容至250ml，用硝酸银滴定法测定氯离子含量。

所述步骤（1）中所用稀HNO₃的质量浓度为17%。

所述步骤（2）中所用NaOH溶液的质量浓度为10%。

本发明提供了一种显色滴定法检测硫化铜与硫化镍混合物中氯离子的样品前处理方法，本发明基于《水和废水监测分析方法》中氯离子检测的现有技术，提供的一种有效降低干扰的样品前处理方法。本发明用稀硝酸溶解固体样品，不损失氯离子，消除溶解后液体样品中铜、镍离子干扰，溶液无色透明，调节溶液pH=7.5，使氯离子滴定终点易于辨认。本发明重复性好、操作简单、使用成本低，特别适合硫化铜与硫化镍混合物中氯离子检测的样品前处理。

具体实施方式

实施例1

一种硫化铜、硫化镍混合渣中氯离子检测的样品前处理方法，其步骤如下：

1、取1.0g研磨至100目的1号硫化铜、硫化镍混合渣放入带有磁子的烧杯中，加入稀HNO₃溶液，稀HNO₃溶液的质量浓度为17%，固体渣与稀硝酸溶液的质量比为1:15，加盖加热直至80℃溶解一小时，溶液为澄清的蓝色液体，将上层的硫单质过滤，用去离子水洗涤滤纸3次，合并滤液。

2、向步骤1滤液中，逐滴加入NaOH溶液，NaOH溶液的质量浓度为10%，搅拌同时检测溶液pH，持续调节至溶液 pH=9。加热混合液至100℃，使Cu(OH)₂受热分解转化为CuO深褐色沉淀。

3、将步骤2中混合液过滤，并洗涤滤纸，合并滤液并定容至250ml，用硝酸银滴定法测定氯离子含量。

实施例2

一种硫化铜、硫化镍混合渣中氯离子检测的样品前处理方法，其步骤如下：

1、取1.0g研磨至100目的1号硫化铜、硫化镍混合渣放入带有磁子的烧杯中，加入稀HNO₃溶液，稀HNO₃溶液的质量浓度为17%，固体渣与稀硝酸溶液的质量比为1:20，加盖加热直至90℃溶解一小时，溶液为澄清的蓝色液体，将上层的硫单质过滤，用去离子水洗涤滤纸3次，合并滤液。

2、向步骤1滤液中，逐滴加入NaOH溶液，NaOH溶液的质量浓度为10%，搅拌同时检测溶液pH，持续调节至溶液 pH=10。加热混合液至100℃，使Cu(OH)₂受热分解转化为CuO深褐色沉淀。

3、将步骤2中混合液过滤，并洗涤滤纸，合并滤液并定容至250ml，用硝酸银滴定法测定氯离子含量。

实施例3

一种硫化铜、硫化镍混合渣中氯离子检测的样品前处理方法，其步骤如下：

1、取1.0g研磨至100目的2号硫化铜、硫化镍混合渣放入带有磁子的烧杯中，加入稀HNO₃溶液，稀HNO₃溶液的质量浓度为17%，固体渣与稀硝酸溶液的质量比为1:40，加盖加热直至80℃溶解一小时，溶液为澄清的蓝色液体，将上层的硫单质过滤，用去离子水洗涤滤纸3次，合并滤液。

2、向步骤1滤液中，逐滴加入NaOH溶液，NaOH溶液的质量浓度为10%，搅拌同时检测溶液pH，持续调节至溶液 pH=10。加热混合液至100℃，使Cu(OH)₂受热分解转化为CuO深褐色沉淀。

3、将步骤2中混合液过滤，并洗涤滤纸，合并滤液并定容至250ml，用硝酸银滴定法测定氯离子含量。

实施例4

一种硫化铜、硫化镍混合渣中氯离子检测的样品前处理方法，其步骤如下：

1、取1.0g研磨至100目的2号硫化铜、硫化镍混合渣放入带有磁子的烧杯中，加入稀HNO₃溶液，稀HNO₃溶液的质量浓度为17%，固体渣与稀硝酸溶液的质量比为1:15，加盖加热直至90℃溶解一小时，溶液为澄清的蓝色液体，将上层的硫单质过滤，用去离子水洗涤滤纸3次，合并滤液。

2、向步骤1滤液中，逐滴加入NaOH溶液，NaOH溶液的质量浓度为10%，搅拌同时检测溶液pH，持续调节至溶液 pH=12。加热混合液至100℃，使Cu(OH)₂受热分解转化为CuO深褐色沉淀。

3、将步骤2中混合液过滤，并洗涤滤纸，合并滤液并定容至250ml，用硝酸银滴定法测定氯离子含量。

实施例5

一种硫化铜、硫化镍混合渣中氯离子检测的样品前处理方法，其步骤如下：

1、取1.0g研磨至100目的3号硫化铜、硫化镍混合渣放入带有磁子的烧杯中，加入稀HNO₃溶液，稀HNO₃溶液的质量浓度为17%，固体渣与稀硝酸溶液的质量比为1:15，加盖加热直至80℃溶解一小时，溶液为澄清的蓝色液体，将上层的硫单质过滤，用去离子水洗涤滤纸3次，合并滤液。

2、向步骤1滤液中，逐滴加入NaOH溶液，NaOH溶液的质量浓度为10%，搅拌同时检测溶液pH，持续调节至溶液 pH=11。加热混合液至100℃，使Cu(OH)₂受热分解转化为CuO深褐色沉淀。

3、将步骤2中混合液过滤，并洗涤滤纸，合并滤液并定容至250ml，用硝酸银滴定法测定氯离子含量。

其中1-3号硫化铜、硫化镍混合渣为连续三天在金川公司采集的实际样品，主要成分见表1。

表1 1~3号铜镍渣成分组成

表2 实施例1-5所测得的硫化铜、硫化镍混合渣中氯离子含量