一种闪速吹炼炉渣中铜、铁和钙的检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铜渣检测技术领域，尤其涉及一种闪速吹炼炉渣中铜、铁和钙的检测 方法。
【背景技术】
[0002] 铜渣中含有大量的可利用的资源，对铜冶炼渣中铜、铁等成分的分析检测，这对冶 炼工艺和资源再利用有重要意义。目前，主要有铜渣精矿中铜和铁的分析方法。铜的测定包 括以下两种:铜渣精矿中10%以上的铜量的测定可以使用短碘量法，具体方法是，试样经盐 酸、硝酸、高氯酸、硫酸溶解分解后，用乙酸铵溶液调节溶液的pH值为3.0~4.0，用氟化氢铵 掩蔽铁，加入碘化钾与二价铜作用，析出的碘以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准滴定溶液 滴定。铜精矿中13%以上的铜量的测定可以使用短碘量法和长碘量法，长碘量法操作流程 为，试样经盐酸、硝酸和硫酸分解，用硫代硫酸钠溶液沉淀铜，过滤分离，沉淀用混酸溶解， 调节溶液的pH值为3.0~4.0，用氟化氢铵掩蔽铁，加入碘化钾与二价铜作用，析出的碘以淀 粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定，滤液用原子吸收光谱法测定铜量加以补正。
[0003] 铜渣精矿中20%以上的铁量的测定可以使用重铬酸钾滴定法，试料采用盐酸、硝 酸、硫酸溶解，氨水一氯化铵沉淀铁与基体铜分离，在盐酸介质中，用氯化亚锡还原大部分 铁，剩余少量铁由钨酸钠作指示剂用三氯化钛还原，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾 标准滴定溶液滴定。
[0004] 对于闪速吹炼炉渣，目前还没有标准的分析方法。闪速吹炼就是将熔炼炉（闪速 炉、艾萨炉、诺兰达炉等，FCF)产出的冰铜熔体水淬，磨细后在奥托昆普闪速炉中利用工业 氧或富氧空气进行吹炼，连续地、热地生产粗铜。闪速吹炼炉渣是粉状铜锍在闪速吹炼炉 中，经过强烈的氧化硫化反应产成粗铜的同时排出的碱性铁酸钙型渣，主要成分有Cu、Fe、 S、Ca0、Si02等。通过分析FCF闪速吹炼炉渣各成分含量可以了解渣含铜、CaO/Fe比等炉前控 制参数，对于保证炉况的稳定正常运行具有重要作用，因此，闪速吹炼炉渣的快速炉前分析 在生产中显得尤为重要。
[0005] 闪速吹炼炉炉前控制分析最重要的指标之一就是闪速吹炼炉渣中铜、铁和钙的质 量含量。闪速吹炼炉渣中铜、铁、钙的大致含量范围为:铜1 〇 %~30 %，铁30 %~40 %，钙5 % ~18%。一般的快速分析方法主要是X射线荧光光谱法，但需要各种基础定值方法作为支 撑。铜精矿及铜渣精矿中铜量和铁量的分析方法涉及碘量法，滴定法，分光光度法，火焰原 子吸收光谱法，ICP-0ES法等等，但这些分析方法都不能直接应用于闪速吹炼炉渣的分析 中。闪速吹炼炉渣中钙和镁含量较高，常规的短碘量法测定铜量也存在很大的局限性;长碘 量法准确度虽高，但对于单元素测定来说流程较长，分析速度较慢。并且，这些分析方法都 是分散的各元素单独的分析方法，分析流程较长，时间慢，不能满足快速分析的要求。ICP-0ES法虽然分析速度较快，但不适用于高含量的铜、铁和钙的分析。
[0006] 所以，研究出一套专门针对闪速吹炼炉渣中铜、铁和钙的快速分析方法，以作为X 射线荧光光谱炉前分析方法的定值基础或者仪器发生故障时的快速应急替代方法，具有重 要意义。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本申请提供一种闪速吹炼炉渣中铜、铁和钙的检测方法，本发明提供的 检测方法流程简单，可快速、准确、连续测定闪速吹炼炉渣中铜、铁和钙的含量。
[0008] 本发明提供一种闪速吹炼炉渣中铜、铁和钙的检测方法，包括以下步骤：
[0009] A)将闪速吹炼炉渣试样用酸溶解，得到含铜离子、铁离子和钙离子的第一溶液;将 所述第一溶液与硫化钠和氢氧化钠进行反应，过滤，得到沉淀和滤液；
[0010] B)将步骤A)得到的沉淀用酸溶解，得到含二价铜离子和铁离子的第二溶液;将所 述第二溶液用氟化氢铵掩蔽铁，并采用碘量法检测铜，得到铜含量;将检测铜之后的溶液用 三氯化铝释放铁，并采用碘量法检测铁，得到铁含量；
[0011] C)将步骤A)得到的滤液用乙二胺四乙酸滴定，得到钙含量。
[0012] 优选地，所述闪速吹炼炉渣中铜的质量含量为10%~30%，铁的质量含量为30% ~40%，钙的质量含量为5%~18%。
[0013] 优选地，步骤A)中，将所述第一溶液用硫酸调节pH值为2~3，依次加入硫化钠溶液 和氢氧化钠溶液进行反应，过滤，得到沉淀和滤液。
[0014] 优选地，步骤B)中，用盐酸和硝酸，加热溶解步骤A)得到的沉淀，继续加热，加水， 得到含二价铜离子和铁离子的第二溶液。
[0015] 优选地，步骤B)中，将所述第二溶液调节pH值为3~4，然后加氟化氢铵饱和溶液掩 蔽铁；
[0016] 向掩蔽铁后的溶液中加碘化钾溶液，析出的碘以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标 准溶液滴定铜，得到铜含量。
[0017] 优选地，步骤B)中，向滴定铜之后的溶液加入三氯化铝溶液和碘化钾溶液，调节pH 值为1~2,用硫代硫酸钠标准溶液滴定铁，得到铁含量。
[0018] 优选地，步骤C)中，向步骤A)得到的滤液加入四乙烯五胺，用乙二胺四乙酸滴定， 得到妈含量。
[0019] 优选地，步骤C)中，向步骤A)得到的滤液加入三乙醇胺，用乙二胺四乙酸滴定，得 到钙含量。
[0020] 优选地，步骤C)中，向步骤A)得到的滤液中加入四乙烯五胺和三乙醇胺，调节pH值 至12以上，用乙二胺四乙酸滴定，得到钙含量。
[0021] 优选地，将步骤B)检测铁之后的溶液检测钙量，进行钙含量补正；
[0022 ]将步骤C)滴定后的溶液检测铜量，进行铜含量补正；
[0023] 将步骤C)滴定后的溶液检测铁量，进行铁含量补正。
[0024] 与现有技术相比，本发明提供的检测方法的主要流程是：用酸溶解闪速吹炼炉渣 试样后，利用硫化钠和氢氧化钠沉淀分离铜和铁，所得沉淀用滴定法分步测定铜和铁;所得 滤液用滴定法测定钙。本发明首次实现了一次称样，即可连续测定闪速吹炼炉渣中的铜、铁 和钙这三种重要元素的含量。本发明针对含钙镁较高的闪速吹炼炉渣样品进行检测，方法 流程简单，快速，容易操作，测定结果完全满足生产控制的要求。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明实施例提供的闪速吹炼炉渣中铜、铁和钙的检测流程。
【具体实施方式】
[0026] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技 术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0027]本发明提供了一种闪速吹炼炉渣中铜、铁和钙的检测方法，包括以下步骤：
[0028] A)将闪速吹炼炉渣试样用酸溶解，得到含铜离子、铁离子和钙离子的第一溶液;将 所述第一溶液与硫化钠和氢氧化钠进行反应，过滤，得到沉淀和滤液；
[0029] B)将步骤A)得到的沉淀用酸溶解，得到含二价铜离子和铁离子的第二溶液;将所 述第二溶液用氟化氢铵掩蔽铁，并采用碘量法检测铜，得到铜含量;将检测铜之后的溶液用 三氯化铝释放铁，并采用碘量法检测铁，得到铁含量；
[0030] C)将步骤A)得到的滤液用乙二胺四乙酸滴定，得到钙含量。
[0031 ]本发明提供的检测方法可快速、连续测定闪速吹炼炉渣中铜、铁和钙的含量，方法 流程简单，容易操作，检测精密度和准确度均较好，能满足生产控制检测的要求。
[0032] 参见图1，图1为本发明实施例提供的闪速吹炼炉渣中铜、铁和钙的检测流程。本发 明实施例首先将闪速吹炼炉渣试样用酸溶解，得到含铜离子、铁离子和钙离子的第一溶液。
[0033] 在本发明中，闪速吹炼炉渣是粉状铜锍在闪速吹炼炉中经过强烈的氧化硫化反应 产成粗铜的同时排出的碱性铁酸钙型渣，主要成分有Cu、Fe、S、CaO和Si0 2等。在本发明的实 施例中，所述闪速吹炼炉渣中铜的质量含量为1 〇 %~30 %，铁的质量含量为30 %~40 %，钙 的质量含量为5%~18%。在本发明的一个实施例中，所述闪速吹炼炉渣中铜的质量含量为 15%~20%，铁的质量含量为33%~38%，钙的质量含量为9%~14%。
[0034] 本发明实施例称取一定量(记为m)的闪速吹炼炉渣样品，置于三角烧杯中，并加入 少量水浸湿试样。本发明实施例可将上述试样用混酸溶解，所述混酸包括盐酸、硝酸和硫 酸;所述混酸的加入顺序没有特殊限制，可以先加盐酸、再加硝酸和硫酸，也可以采用其他 加入形式，使得到含铜离子、铁离子和钙离子的溶液即可。在本发明的一个实施例中，在试 样中先加入盐酸，低温加热，微沸3~5分钟，稍冷，再加入硝酸和硫酸，继续加热至蒸干，冷 却，加入35mL~45mL水，得到第一溶液。在本发明的实施例中，盐酸、硝酸与硫酸的体积用量 比可为3:2:1。
[0035]得到第一溶液后，本发明实施例向其中加入硫化钠和氢氧化钠，进行反应，过滤。 本发明优选将所述第一溶液用硫酸调节pH值为2~3，依次加入硫化钠溶液和氢氧化钠溶液 进行反应，过滤，得到沉淀和滤液。
[0036]在本发明的实施例中，向第一溶液中加水，