1.本发明涉及化学分析领域，尤其涉及一种铜合金熔炼炉铜灰中铜含量的测定方法。
背景技术：
2.在铜加工企业的熔铸环节，各熔炼炉扒渣、扒灰过程中会产生大量铜灰，铜灰的含铜量较高，具有较高的可回收价值。我国铜资源匮乏，每年需要从国外大量进口。一个年产量10万吨的铜加工企业，每年产生铜灰可达1000余吨，价值约2000余万元。
3.因铜灰成分复杂，其中含有熔炼渣、金属铜、耐火砖、木炭及其它杂物，而其中的金属铜中又含有黄铜、紫铜、白铜等不同组分。因组分的复杂性和样品的不均匀性，导致准确测定铜灰中铜含量变得十分困难，无法用准确的检测结果对铜灰的交易进行指导。
4.对于铜合金熔炼炉铜灰中铜含量的测定方法，目前尚未见报道。同时因为铜灰样品的复杂性，取样代表性差，目前常见几种铜含量的测定方法均不适用，怎样准确可靠的铜含量测定有利于指导铜灰的处理，促进资源的回收再利用，成为长期以来难以解决的难题。
5.鉴于上述原因，现研发出一种铜合金熔炼炉铜灰中铜含量的测定方法。
技术实现要素：
6.本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种铜合金熔炼炉铜灰中铜含量的测定方法，通过采用火法熔炼的方式对样品进行前处理，把试样中的金属铜提炼出来，同时把筛下灰和熔炼渣进行粉碎，最终实现把组分复杂、不均匀的的铜灰样品转化为三种单一、均匀的组分，再用常规的分析手段对三种组分分别进行分析，按照各组分所占权重计算得到样品的铜含量，解决铜灰样品组分复杂、成分不均匀、取样代表性差的问题。
7.本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种铜合金熔炼炉铜灰中铜含量的测定方法，工艺步骤流程为：样品的前处理-铜锭的分析-熔渣的分析-筛下灰的分析-结果的计算。
8.第一步，样品的前处理：将样品按四分法缩分后，取900g-1100g的试样，试样粉碎后过80目筛网，试样的筛下灰称重后保留待分析，把筛上剩余的试样分装在两个预先加入50g无水硼砂的300毫升的黏土坩埚中，然后放入箱式电阻炉内，升温至850-950℃，当黏土坩埚中的试样呈半熔状态时取出，再以80g-120g无水硼砂、5g-15g冰晶石覆盖，继续放入箱式电阻炉中，缓慢升温至1100-1150℃，期间将黏土坩埚取出摇动，待黏土坩埚中的物料熔化均匀直至熔融完成，将熔融后的溶液冷却，溶液冷却后得到光滑铜锭，并将熔渣收集，分别称量光滑铜锭及熔渣的重量，将熔渣粉碎至不低于80目，留样待分析；
9.第二步，铜锭的分析：称取0.30克的光滑铜锭的屑样，置于250ml的烧杯中，沿杯壁缓慢加入5ml硝酸，盖上烧杯的表皿，待屑样与硝酸剧烈反应停止后置于电热板上低温加热使其完全溶解，继续低温蒸至烧杯中的溶液呈油状，从电热板上取下装有溶液的烧杯，用水洗涤烧杯的杯壁并稀释烧杯内的溶液，溶液稀释至25-35ml，将稀释后的溶液摇匀，冷却至
室温，用氨水中和稀释后的溶液至出现蓝色沉淀，加入3ml冰乙酸、1ml饱和氟化氢铵溶液，摇匀，用预先标定好的摩尔浓度为0.1mol/l的硫代硫酸钠标准溶液进行滴定，记录硫代硫酸钠标准溶液消耗体积，计算出铜的含量。
10.第三步，熔渣的分析：称取0.10g的熔渣样品，置于150ml的玻璃烧杯中，加入3-5滴氢氟酸、10ml盐酸、5ml硝酸，低温溶解，当熔渣样品溶解后加入3ml高氯酸，置于电热板上加热至冒浓烟2-3min后取下，冷却至室温，加入10ml盐酸，加热溶解玻璃烧杯中析出的盐类，取下冷却至室温，用水将溶解盐类后的溶液定容至100ml，采用火焰原子吸收光谱仪或icp-oes标准工作曲线法测定铜含量；
11.第四步，筛下灰的分析：称取0.40g筛下灰的试料置于500ml的三角瓶中，用水将筛下灰的试料湿润，加入10ml盐酸，置于电热板上低温加热3-5min，取下冷却4-6min，加入5ml硝酸和1ml液溴，盖上三角瓶的表皿，混匀，低温加热，待三角瓶中的试料完全分解后，取下冷却，用水洗涤三角瓶的表皿，继续加热蒸至三角瓶中的溶液≤2ml时，取下冷却，冷却后向三角瓶内加入30ml水，并洗涤杯壁及表皿，置于电热板上煮沸，溶解三角瓶内析出的盐类，取下冷却至室温，滴加乙酸铵溶液至三角瓶内的溶液呈红色，当三角瓶内的溶液的颜色不再加深后再添加3-5ml的乙酸铵溶液，然后滴加饱和氟化氢铵饱和溶液至三角瓶内的溶液的红色消失然后再添加1ml饱和氟化氢铵饱和溶液，加入2-3g碘化钾，用预先标定好的摩尔浓度为0.04mol/l的硫代硫酸钠标准溶液进行滴定，记录硫代硫酸钠标准溶液消耗体积，计算出铜的含量；
12.第五步，结果的计算：将以上步骤中三组分测得的铜含量代入以下计算公式中，得到铜灰中铜的百分含量：
[0013][0014]
上式中：m1为筛下灰重量，单位为g；m2为铜锭重量，单位为g；m3为熔渣重量，单位为g；m0为试样总重，单位为g；w1为筛下灰中铜百分含量；w2为铜锭中铜百分含量；w3为熔渣中铜百分含量。
[0015]
本发明的有益效果是：本发明提出一种熔炼炉铜灰中铜的测定方法，通过采用火法熔炼的方式对样品进行前处理，把试样中的金属铜提炼出来，同时把筛下灰和熔炼渣进行粉碎，最终实现把组分复杂、不均匀的的铜灰样品转化为三种单一、均匀的组分，再用常规的分析手段对三种组分分别进行分析，按照各组分所占权重计算得到样品的铜含量，本发明把取样量设置为1000g左右，远远高于其他分析方法中的0.1-1g的取样量，增加了样品分析的代表性，测定结果准确可靠，解决铜灰样品组分复杂、成分不均匀、取样代表性差的问题。
具体实施方式
[0016]
下面结合实施例与具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
[0017]
实施例1
[0018]
第一步，样品的前处理：将样品按四分法缩分后，取1010.46g的试样，用粉碎机将试样粉碎，试样粉碎后过80目筛网，试样的筛下灰称重后为456.03g，把筛上剩余的试样分装在两个预先加入50g无水硼砂的300毫升的黏土坩埚中，然后放入箱式电阻炉内，升温至
900℃，当黏土坩埚中的试样呈半熔状态时取出，再加入100g无水硼砂、10g冰晶石覆盖，继续放入箱式电阻炉中，缓慢升温至1150℃，期间将黏土坩埚取出摇动，待黏土坩埚中的物料熔化均匀直至熔融完成，取出冷却至室温，溶液冷却后得到铜锭，将铜锭外部料渣敲碎，得到光滑铜锭，并将熔渣收集，分别称量光滑铜锭及熔渣的重量，光滑铜锭的重量为357.86g，熔渣重量为431.20g，将熔渣粉碎至不低于80目，留样待分析；
[0019]
第二步，铜锭的分析：称取0.3004克的光滑铜锭的屑样，置于250ml的烧杯中，沿杯壁缓慢加入5ml硝酸，盖上烧杯的表皿，待屑样与硝酸剧烈反应停止后置于电热板上低温加热使其完全溶解，继续低温蒸至烧杯中的溶液呈油状，从电热板上取下烧杯，用水洗涤烧杯的杯壁并稀释烧杯内的溶液，溶液稀释至30ml，将稀释后的溶液摇匀，冷却至室温，用氨水中和稀释后的溶液至出现蓝色沉淀，加入3ml冰乙酸、1ml饱和氟化氢铵溶液，摇匀，用预先标定好的摩尔浓度为0.1003mol/l的硫代硫酸钠标准溶液进行滴定至终点，共消耗硫代硫酸钠标准溶液38.60ml，根据公式计算出光滑铜锭中铜的含量，公式为：
[0020][0021]
上式中：c是硫代硫酸钠标准溶液摩尔浓度，单位：mol/l；v是滴定时消耗代硫酸钠标准溶液体积，单位：ml；m是铜的摩尔质量，63.55g/mol；m是铜锭的称样量，单位：g；
[0022]
经计算，光滑铜锭中铜含量为81.90％；
[0023]
第三步，熔渣的分析：称取0.1002g的熔渣样品，置于150ml的玻璃烧杯中，加入3-5滴氢氟酸、10ml盐酸、5ml硝酸，低温溶解，当熔渣样品溶解后加入3ml高氯酸，置于电热板上加热至冒浓烟2-3min后取下，冷却至室温，加入10ml盐酸，加热溶解玻璃烧杯中析出的盐类，取下冷却至室温，用水将溶解盐类后的溶液定容至100ml，采用icp-oes标准工作曲线法测定铜含量，用配置好的cu浓度分别为0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mg/l六个标点绘制工作曲线，测定样品，熔渣的铜含量为0.66％；
[0024]
第四步，筛下灰的分析：称取0.4006g筛下灰的试料置于500ml的三角瓶中，用水将筛下灰的试料湿润，加入10ml盐酸，置于电热板上低温加热3-5min，取下冷却4-6min，加入5ml硝酸和1ml液溴，盖上三角瓶的表皿，混匀，低温加热，待三角瓶中的试料完全分解后，取下冷却，用水洗涤三角瓶的表皿，继续加热蒸至三角瓶中的溶液≤2ml时，取下冷却，冷却后向三角瓶内加入30ml水，并洗涤杯壁及表皿，置于电热板上煮沸，溶解三角瓶内析出的盐类，取下冷却至室温，滴加乙酸铵溶液至三角瓶内的溶液呈红色，当三角瓶内的溶液的颜色不再加深后再添加3-5ml的乙酸铵溶液，然后滴加饱和氟化氢铵饱和溶液至三角瓶内的溶液的红色消失然后再添加1ml饱和氟化氢铵饱和溶液，加入2-3g碘化钾，用摩尔浓度为0.04mol/l的硫代硫酸钠标准溶液进行滴定，共消耗硫代硫酸钠标准溶液20.17ml，根据公式计算出筛下灰中铜的含量，公式为：
[0025][0026]
上式中：c是硫代硫酸钠标准溶液摩尔浓度，单位：mol/l；v是滴定时消耗代硫酸钠标准溶液体积，单位：ml；m是铜的摩尔质量，63.55g/mol；m是筛下灰的称样量，单位：g；
[0027]
第五步、结果的计算：将以上步骤中三组分测得的铜含量代入以下计算公式中，得到铜灰中铜的百分含量：
[0028][0029]
上式中：m1是筛下灰重量，单位：g；m2是铜锭重量，单位：g；m3是熔渣重量，单位：g；m0是试样总重，单位：g；w1是筛下灰中铜百分含量；w2是铜锭中铜百分含量；w3为熔渣中铜百分含量；
[0030]
铜灰试样中铜含量为35.11％。