摘要：化学物相分析扩大了分析化学的研究范围， 促进了分析化学的发展。随着现代科学技术的发展，化学物相分析的研究手段也越来越先进，各种现代化的辅助溶样技术和检测技术相继被采用。原子吸收法测铜灵敏度高，干扰离子少，介质的干扰也很小。因此，将分相后的溶液调节酸度后稀释到一定体积，直接用原子吸收分光光度计测定。经分相后的溶液不需用硝硫混酸处理，直接加入盐酸，调节酸度后即可用空气-乙炔原子吸收法测定，方法操作简便，测定速度快，结果满意。
关键词：原子吸收法；铜矿石；铜
化学物相分析就是基于化合物化学性质的不同，利用化学分析的手段，研究物相组成和含量的方法。随着现代工业生产和科学技术的发展，化学物相分析已发展成一门独立的新学科。在自然界，许多环境物质、矿物资源和工业产品等性质，不是决定于元素、离子和原子团成份的简单总和，而是由这些成份所组成的物相性质、各相含量和物相分布情况所决定的。由此看出， 化学物相分析与分析化学所承担的任务有所不同。前者是研究试样中相的组成及其含量， 后者只是研究试样中元素、离子和原子团的组成与含量。可见化学物相分析扩大了分析化学的研究范围， 促进了分析化学的发展。
随着现代科学技术的发展，化学物相分析的研究手段也越来越先进，各种现代化的辅助溶样技术和检测技术相继被采用。而且它还常常结合X 射线衍射、电子探针、差热分析、X射线能谱仪、红外光谱、光学显微镜鉴定等研究手段互相验证、互为补充，共同研究物质的存在形态，为科学研究和工业生产提供依据。
1前言
自然界中铜矿物的种类繁多，常见的有：辉铜矿[Cu2S]、黄铜矿[CuFe2S3]、班铜矿[Cu5FeS4]、黝铜矿[Cu12Sb4S13]、砷黝铜矿[Cu12As4S13]、铜蓝[CuS(或Cu2S·CuS2)]、胆矾[CuSO4·5H2O]、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]、赤铜矿[Cu2O]、自然铜[Cu°]、硫砷铜矿[Cu3AsS4]等等；脉石矿物主要有高岭土、石英、云母类矿物和少量方解石、粘土等；其他金属矿物主要有黄铁矿、白铁矿及少量褐铁矿、方铅矿、闪锌矿等。由于铜矿物组成复杂，加之铜矿嵌布粒度细小分散，很多脉石矿物中均含有铜。
由于铜的矿物种类较多，所以根据不同的使用目的铜的物相有不同的划分方法。一般铜的物相有三种分法：（1）把铜的物相分为三个相：氧化物相、硫化物相及结合氧化铜相。（2）把铜的物相分为四个相：自由氧化铜相、结合氧化铜相、次生硫化物相及原生硫化物相，（3）也有人把铜的物相分五个相：硫酸铜（胆矾、水胆矾等矿物）、自由氧化铜相、结合氧化铜相、次生硫化物相及原生硫化物相。
近年来，随着国民经济的快速发展，对铜的需求越来越大，而可开采的大矿、富矿却很少，因此，对低品位的铜矿资源进行有效开发和利用十分重要。对选冶过程而言，化学物相分析结果是十分有用的信息。根据矿物组成和选冶的要求，铜原矿一般分为五相测定，即胆矾(硫酸铜)、游离氧化铜(主要包括孔雀石、赤铜矿)、结合氧化铜(主要包括硅孔雀石和高岭土、石英、粘土中含铜)、次生硫化铜(主要包括兰辉铜矿、辉铜矿、班铜矿等)、原生硫化铜(主要是黄铜矿)。在以往的铜物相分析中，分析速度很慢，不能满足生产科研和控制流程的需要。一般要将分相的溶剂加热蒸发干，大量有机物(如滤纸)需用大量的硝硫混酸反复破坏处理，然后根据铜的高低，用不同的方法来测定各相的含量，这样做既费时又费酸，蒸干一杯200～300mL的溶液需要2～3h，还要随时防止暴沸；破坏有机物需要多次加入硝硫混酸反复处理，而且十分危险，因为浸取溶剂种类很多，有的是易燃爆的有机物，有的是强氧化剂或强还原剂，如无水乙醇、冰乙酸、溴素、双氧水等等，在高温加热的情况下加入硝硫混酸，犹如炸弹一般，稍有疏忽就会爆炸；另外大量硫酸烟的排放，给工作环境和大气造成了极大的污染；经过这样反复处理过的样品，测量结果往往偏低，有时还很难溶解，给测量结果带来很大误差。这样做一个样品需要两三个工作日，如果结果误差太大，需要重新分析就不能按时提交报告。
原子吸收分光光度计给解决上述问题提供了条件，原子吸收法测铜灵敏度高，干扰离子少，介质的干扰也很小。因此，将分相后的溶液调节酸度后稀释到一定体积，直接用原子吸收分光光度计测定，既快速又准确。在处理最后残渣一相(主要是纸浆和滤纸)时，不用硝硫混酸处理，而直接在电炉上碳化后，直接进入马弗炉600℃灰化，然后再用原子吸收测定或用容量法滴定铜的含量。这样，分析一个样品的时间大大缩短，节省了人力物力，经济效益是显而易见的。
2实验部份
2.1主要试剂及仪器铜空心阴极灯。WFX-IE2型原子吸收分光光度计，工作条件见表1。
表1 仪器工作条件
图1 分相流程图
30%氨水1%硫酸羟胺溶液：1.0g硫酸羟胺溶于水，加入30mL氨水以水稀至100mL。5%硫酸1%氟氢化铵1%抗坏血酸混合溶液：5mL浓硫酸溶于水，加入1.0g氟氢化铵和1.0g抗坏血酸溶解，以水稀至100mL。40%氨水5%碳酸铵1.5%硝酸银混合液：5.0g碳酸铵1.5g硝酸银溶于水中，加入40mL氨水以水稀至100mL。
2.2实验方法
首先以水浸取胆矾；以氨水-硫酸羟胺溶液浸取游离氧化铜，加入硫酸羟胺可抑制兰辉铜矿等硫化物的溶解；硫酸-氟氢化铵-抗坏血酸溶液浸取结合氧化铜，氟氢化铵的加入以加速粘土等硅酸盐的溶解，而抗坏血酸的加入则抑制辉铜矿等硫化物的溶解；以氨水-碳酸铵-硝酸银溶液浸取次生硫化铜；于最后残渣中测定原生硫化铜。分相流程见图1。
2.3测定
将滤液①加入15mLHCl稀释到250mL容量瓶中，得溶液(一)；将滤液②在电炉上加热排去大量的氨，再加入浓盐酸至无白烟溢出，稀释到250mL的容量瓶中，得溶液(二)；将滤液③加入15mLHCl，稀释到250mL，得溶液(三)；将滤液④加入浓盐酸，使AgCl大量沉淀，过滤，滤液稀释到250mL，得溶液(四)；将残渣⑤放入瓷坩埚中，在电炉上碳化，再放入马弗炉中灰化，用盐酸溶解残渣，稀释到250mL，得溶液(五)；将上述处理好的溶液按仪器工作条件在原子吸收分光光度计上测定。
表2 不同介质中Cu2+的回收率
3结果与讨论
3.1对比实验
将已知浓度的铜标准，加入到不同的介质中，按[ 2.3测定] 方法处理后进行稀释，然后在原子吸收分光光度计上测定其吸光度，结果见表2。由表2可见，在不同的介质条件下，铜的回收率在98%以上，介质不影响测定，结果满意。
3.2样品分析结果
按上述流程和测定方法，对来自云南不同地区的铜原矿和本院重点选冶实验室以及昆明理工大学的样品进行分析，结果见表3。
表3 样品分析结果
表3的结果与X—衍射分析结果和选矿回收实验基本一致，表明本法适用于铜原矿石中铜的化学物相分析，测定方法快速、稳定、准确。本法已用于生产实践，结果令人满意。
参考文献
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论文作者:牛召存
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/24
标签：溶液论文; 氧化铜论文; 铜矿论文; 辉铜矿论文; 原子论文; 硫化物论文; 胆矾论文; 《基层建设》2019年第7期论文;