刘忠梅

吉林省延边朝鲜族自治州珲春紫金矿业有限公司

铜阳极泥中硒的测定

刘忠梅

吉林省延边朝鲜族自治州珲春紫金矿业有限公司

硒元素是工业生产中一种重要的稀有元素，由于硒元素不具有独立的工业矿藏，因此目前硒元素的工业生产，主要依靠从铜电解精炼的阳极泥中提取。因此铜阳极泥中硒含量的测定显得尤为重要，目前工业生产中最为常用的是硫代硫酸钠滴定法，它是通过硫代硫酸钠和含有硒元素的酸反应生成四硫硒酸钠，再通过碘量法滴定硫代硫酸钠，通过测定硫代硫酸钠消耗量来计算阳极泥中硒的含量。由于还原实验的酸性环境和沉淀析出的时长也会对硒含量的测定造成影响，因此本实验还需要确定适宜的盐酸浓度以及沉淀析出的时间长度，并对试样中可能存在的不同元素杂质的干扰情况进行讨论。

铜阳极泥；硒；测定

硒元素，化学符号为Se，是动植物体内一种有益且必须的非金属营养元素，同时作为一种光敏、电解催化剂，在工业生产中具有十分重要的作用，而由于至今尚未发现硒元素的独立矿藏，硒元素在自然界主要以无机硒和有机硒两种方式存在，由于有机硒元素通常以氨基酸的形式存在，不便于工业提取和生产，因此，目前硒元素的工业生产主要还是依靠从黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿冶炼后阳极泥的提取的无机硒。如何进行更加准确的铜阳极泥硒元素含量测定，对于后续的工业化生产试剂确定等工序具有重要的参考意义。目前工业生产中常用的方法是硫代硫酸钠滴定法。

1　硫代硫酸钠滴定实验

1.1实验仪器与试剂

质量密度1.42g/ml盐酸；质量密度1.84g/ml硫酸；质量密度1.19g/ml硝酸；固体酒石酸；固体盐酸羟胺；固体脲素；淀粉；摩尔密度0.05mol/L的硫代硫酸钠标准溶液，其配置方法为称取120g硫代硫酸钠加入500ml、质量密度4g/L的无水碳酸钠溶液中，移入10L棕色试剂瓶后煮沸并稀释至10L左右，再补加10ml三氯甲烷，将要使用时加入1ml三氯甲烷并混合均匀；摩尔密度0.025mol/L的标准碘溶液，配置方法为溶解6.4g结晶碘与10g碘化钾，配置1000ml溶液，摇匀。

1.2实验方法

取阳极泥试样0.5g加入250ml锥形瓶中，并用少量水润湿。为了彻底溶解硒元素，要在锥形瓶中加入备好的5ml硫酸和10ml硝酸，在低温环境下加热使硒盐溶解生成硒酸，为了保证充分溶解，加热至溶液蒸发至出现三氧化硫白烟时即可停止。为了减小测定误差，对于表面皿和锥形瓶内壁残留的试样，也需要水洗后进行加热蒸发，至刚好出现三氧化硫白烟时方可停止加热。上述操作完成后，向溶液中加入100ml的盐酸、5g酒石酸以及6g盐酸羟胺，搅拌后使之充分溶解。为了使溶液析出，将溶解后的溶液在低温处加热至微微沸腾后，需要通过水浴保温析出，即通过65摄氏度左右的水浴保温一个小时后，静置12个小时。随后进行过滤操作并收集沉淀，需要注意将滤纸以及漏斗上残留的固体一同收集，具体操作为：在漏斗壁滴加热盐酸10ml以及硝酸5滴左右并充分淋洗，水浴溶解后，再加入脲素、水100ml后煮沸，搅拌并冷却至室温。

2　实验结果与讨论

2.1实验杂质的干扰讨论

当阳极泥试样中杂质含量较高时，可能会影响到硒元素含量的测定准确度，因此需要对本实验的杂质干扰误差进行讨论。同样称取0.5克的阳极泥试样，分别加入不同质量的干扰元素，实验后可以得到，当硒单质元素含量在5至75mg时，回收率在97%到 107%之间，基本不影响硒元素含量的测定。

2.2试剂酸性的选择和讨论

为了准确的测定硒含量，本实比验需要在酸性环境下进行，当溶液酸性较小时，硒元素不能被充分还原，难以得到黑色沉淀，但也并不代表溶液酸性越大越好。为了准确选择实验所需的试剂酸性，取不同梯度的、摩尔浓度范围2mol/L至12mol/L的盐酸来制造酸性环境，并重复本实验操作，将测得的硒元素含量数据进行比较，在硒元素含量出现极大值时，该溶液酸性即为最佳试剂酸性。综合考虑节约试剂和测定效果，选取摩尔浓度为6mol/L的盐酸最为适宜。

2.3沉淀时长的选择和讨论

想要准确测量硒元素的含量，在本实验操作中，单质硒是否充分沉淀也是一项重要的影响因素。由单质硒的物理性质可知，当还原出的单质硒由红色变为黑色并趋于稳定时即可判定为充分沉淀。因此为了测量准确的沉淀所需时间，同样称取0.5g阳极泥试样加酸溶解后，重复本测定实验的操作，将所得的溶液分为不同的实验组，分别保温不同的时间后过滤，通过计算所得的硒元素含量即可得到适宜的沉淀时间。通过实验操作可以发现，溶液静置沉淀30分钟以内时，独到的硒元素含量偏少且颜色偏红，这是由于硒单质还未充分析出所致；当静置沉淀30分钟至一个小时，硒单质含量较为稳定且为极大值，说明此时为沉淀操作的适宜时间；当沉淀时间过长，可以观察到得到的硒单质含量又出现下降，这是由于沉淀时间过长以后，硒单质会与烧杯底部粘结，使得洗涤操作出现困难。因此沉淀时长不能低于30分钟，但也不宜过长。

2.4实验结论

本实验操作主要通过硫代硫酸钠测定出了铜阳极泥中硒含量，经实验证明该方法较为可靠，相对偏差在0.5%以内，硒元素的回收率在97%到102%之间。另外实验还确定了硫代硫酸钠法的适宜实验条件，即本实验在盐酸浓度6mol/L、沉淀时间30分钟以上时可以使硒元素较为充分地还原、沉淀，由于使用酒石酸和盐酸羟胺进行络合和沉淀，实验试剂中存在的干扰杂质被分离开来，并不会对元素含量的测定造成太大影响，实验操作便捷准确。

结语

随着国民经济的发展，硒元素在工业生产和人民生活中的应用将会越来越广泛。在未来的硒元素生产中，主要研究重点还是集中在进一步提高硒的浓度，降低杂质含量，并降低单质硒的生产成本。同样还需要提高单质硒的回收率和生产原料的利用率，这一切都是基于对生产原料中硒元素含量的准确测定基础之上的。本文仅针对常用的硫代硫酸钠测定法的实验操作进行分析，对适宜的实验操作条件进行探讨，对于改进工业生产方式，提高生产效率具有一定的参考意义。

［1］张立云，梁亚群.碘量法测定铜阳极泥中硒的含量［J］.铜业工程，2010，（3）∶98-100

［2］李鸿英，谢菊梅.硫代硫酸钠容量法测定铜阳极泥中的硒［J］.中国西部科技，2006，（16）∶2-3