赫施曼助力铜矿石中游离氧化铜、结合氧化铜及硫化铜的测定

铜矿石中的铜并非以单一形态存在，而是以多种矿物形式（物相）嵌布。主要分为：

游离氧化铜，如孔雀石形式存在的铜，这类铜矿物表面亲水，易于用浮选法回收，且浮选效果较好；

结合氧化铜，指铜与脉石矿物（如硅酸盐、铁氧化物等）紧密结合，难以通过常规浮选有效分离，通常需要更复杂的冶金工艺来处理；

硫化铜，如黄铜矿、辉铜矿等，它们通常通过浮选进行富集，但浮选行为受矿石性质影响大，需要精确调控药剂制度。

因此，测定这三者的含量，可以准确判断矿石类型（是氧化矿、混合矿还是硫化矿），是连接地质勘探与矿业生产的不可或缺的技术环节。

根据GB/T 14353.1-2010（铜矿石、铅矿石和锌矿石中铜量的测定）及GB/T14353.18-2014（铜矿石、铅矿石和锌矿石中铜量、铅量、锌量、钴量和镍量测定），结合GB/T14353.15-2014（铜矿石、铅矿石和锌矿石的硒量测定）做参考，结合国标准中常用的的碘量法与火焰原子吸收分光光度法（FAAS），进行铜矿石中不同形态铜的分离与测定。方法原理：通过乙酸浸取游离氧化铜，氟化铵-乙酸浸取结合氧化铜，硝酸-氯酸钾溶解硫化铜，分别测定各浸取液中的铜含量，进而计算各形态铜的含量。

实验方法如下：

一、游离氧化铜的测定（浸取+分析）

1.准确称取4.0000g样品置于500mL锥形瓶中，用赫施曼瓶口分液器加入100mL乙酸溶液（50g/L），塞紧瓶塞。

2.置于常温下搅拌浸取30min（搅拌频率60次/分钟，确保样品充分接触试剂）。

3.用慢速定量滤纸过滤，滤液收集于500mL容量瓶中，用蒸馏水洗涤残渣3-4次，洗涤液并入容量瓶，加水定容至刻度，摇匀。

4.测定方式：

高含量铜（＞0.5%）：用定量电动移液器移取100mL滤液于锥形瓶中，再用瓶口分液器取20mL盐酸加入锥形瓶中，加热煮沸5min，冷却后加2g碘化钾，摇匀静置5min，用硫代硫酸钠标准溶液（0.1mol/L）经过赫施曼光能滴定器或opus电子滴定器滴定至淡黄色，加4mL淀粉指示剂(10g/L)，继续滴定至蓝色褪去，记录消耗体积。

低含量铜（＜0.5%）：直接用FAAS测定滤液中铜含量，波长324.7nm，以空白溶液为参比。

二、结合氧化铜的测定（二次浸取+分析）

上述过滤后的残渣连同滤纸一并转入原锥形瓶中，加入100mL氟化铵-乙酸混合液(100g氟化铵容于500ml乙酸，加水定容至1000ml)。

置于60℃恒温水浴锅中，保温浸取60min，期间每隔10min搅拌1次（确保残渣完全浸没）。

取出冷却至室温，用慢速定量滤纸过滤，滤液收集于500mL容量瓶中，残渣用蒸馏水洗涤4-5次，洗涤液并入容量瓶，定容摇匀。

采用与“游离氧化铜”相同的测定方法（碘量法或FAAS）测定滤液中铜含量，所得结果为“游离氧化铜+结合氧化铜”总量，扣除游离氧化铜含量即为结合氧化铜量。

三、硫化铜的测定（溶解+分析）

1.将二次过滤后的残渣连同滤纸放入500mL烧杯中，用赫施曼瓶口分配器加入60mL硝酸-氯酸钾混合液(200ml硝酸加10g氯酸钾，溶解并加水定容至500ml)，盖上表面皿。

2.置于电热板上低温加热（温度≤100℃），保持微沸至残渣完全溶解（约20-30min，避免硫挥发），期间若泡沫过多可用小规格的赫施曼的瓶口分配器慢速滴加2-3mL盐酸进行消泡。

3.冷却后用瓶口分液器加入20mL尿素溶液（200g/L），搅拌破坏残留氮氧化物，转移至500mL容量瓶中，加水定容摇匀。

4.用定量电动移液器取适量溶液（根据铜含量调整），采用碘量法或FAAS测定总铜含量，扣除“游离氧化铜+结合氧化铜”总量，即为硫化铜含量。

根据多次空白实验和对照试验，获得多次数据的平均值，zuihou可以采用，计算公式：

- 游离氧化铜（%）=（C×V×0.06355×V总）/（m×V分）×100

- 结合氧化铜（%）=（总氧化态铜% - 游离氧化铜%）

- 硫化铜（%）=（总铜% - 总氧化态铜%）

（注：C为硫代硫酸钠标准溶液浓度，V为消耗体积，V总为定容体积，V分为分取体积，m为样品质量，0.06355为铜的摩尔质量系数）

实验涉及多次滴定及加液，滴定操作的精确度与效率直接决定了分析结果的可靠性。传统滴定管虽然成本低，但存在诸多挑战：人为误差大、操作频繁、数据记录不便。

因此，现代实验室越来越多地采用更精密的滴定工具，比如赫施曼的光能滴定器是屏幕直接读数，利用转动滚轮来控制滴定速度，转得越快滴得越快，操作简单快捷。赫施曼光能滴定器还采用了光能板直接供电，内部没有电池，正常室内光就可以运行，也没有电量耗尽的担忧。

还有赫施曼的opus电子滴定器是触控屏界面操作。可灌液、预滴定（预先加入一定体积后再进行精细滴定）、快速滴定和半滴滴定等多种功能，滴定速度多档可调，屏幕直接读数。操作人员压力小、实验误差小，效率和安全性更高。

而移取液体的一般是量筒和移液管，使用时敞口、操作环节多、效率较低，无法满足日益增加的液体移取的工作需求。

赫施曼的瓶口分配器采用阶梯式设计控制量程，应用机械化数字调节原理，确保分液量的高度准确、快捷，无人为误差。能够完成盐酸、硝酸、氢氟酸等强酸，以及碱液和有机试剂等多种液体的移取。特别适合大批量、重复性地分装同一种试剂。

定量电动助吸器采用宝塔形硅胶接头，可与常见的巴斯吸管（体积约2ml）、玻璃或塑料移液管相配套使用，还可搭配专用玻璃吸头（规格分别为5ml和10ml），用于容量瓶、培养瓶、试管等常规移液枪吸头不易操作的容器的吸液、排液，可解决常规吸头的长度不足、别住卡住、塑料成分析出等问题。

参考文献：

1、 GB/T 14353.1-2010（铜矿石、铅矿石和锌矿石中铜量的测定）

2、 GB/T14353.18-2014（铜矿石、铅矿石和锌矿石中铜量、铅量、锌量、钴量和镍量测定），

3、 GB/T14353.15-2014（铜矿石、铅矿石和锌矿石的硒量测定）

4、公众号“分析检测工程师”：铜矿石铜化学物相分析具体操作步骤，2025.10.30．