【學我測】 礦石中硫的化學物相分析

硫是自然界分布很廣的一種元素，它主要以自然硫、硫化物和硫酸鹽等狀态存在于自然界中。在硫化物中，主要礦物有黃鐵礦（FeS2）、白鐵礦（FeS2）、磁黃鐵礦（FexSx 1）、黃銅礦（CuFeS2）、閃鋅礦（ZnS）、方鉛礦（PbS）、輝銅礦（Cu2S）等；在硫酸鹽中，主要礦物有芒硝（Na2SO4.H2O）、石膏（CaSO4.2H2O）、重晶石（BaSO4）、明礬石[KAl2(OH)6（SO4）2]、天青石（SrSO4）及苦土石（MgSO4.2H2O）等。

硫物相分析原理：用Na2SO3作溶劑能使自然硫溶解，用碘量法測定自然硫。另稱一份試樣用Na2CO3作溶劑浸取硫酸鹽中的硫，用BaSO4重量法測定硫酸鹽硫。硫化物中的硫由全硫減去自然硫和硫酸鹽硫而求得。

1、自然硫的測定。反應原理：單質硫的常用分離方法為亞硫酸鈉法和四氯化碳法。方法1：亞硫酸鈉法：Na2SO3 與 S 在加熱情況下反應生成 Na2S2O3，過量的 Na2SO3 用甲醛掩蔽，在乙酸介質中,以澱粉為指示劑，用碘标準溶液滴定 Na2S2O3，從而得到單質硫含量。50mL 25g/L Na2SO3 溶液在微沸狀态下浸取 60-90min，可浸取 150mg 硫，其浸取率為 98%以上。元素硒也能與 Na2SO3 反應生成被碘滴定的物質，氧化性或還原性物質均幹擾測定。方法2：四氯化碳法：利用元素硫在某些有機溶劑中的可溶性，與其他狀态的硫分離，然後使溶劑揮發，以重量法測定。四氯化碳是浸取元素硫的常用試劑，四氯化碳的沸點較高（76.8℃），在加熱條件下對元素硫的浸取比較快速且完全。也可以用二硫化碳、三氯甲烷，但它們的沸點較低，不宜加熱浸取。

測定步驟：準确稱取1.0g試樣于200mL燒杯中，加入100mL 200g/L Na2SO3溶液，加熱煮沸2h（經常攪拌并補加水，使體積保持不變）。取下冷卻，轉入250mL容量瓶中，以水定容。吸取50mL溶液于250mL錐形瓶中，加入5mL甲醛（40%），以酚酞為指示劑，用乙酸（1 1）酸化并過量1mL，加入5mL澱粉溶液（10g/L），用0.05mol/L碘标準溶液滴定至藍色為終點，計算自然硫的含量。

2、硫酸鹽中硫的測定。反應原理：礦石中的硫酸鹽硫，如膽礬、皓礬、碧礬極易溶于，而有些硫酸鹽礦物難溶于水,如石膏、鉛礬、重晶石（溶度積分别為 6.1×10-5、1.8×10-8、1.08×10-10）。因此,用水作溶劑不能将硫酸鹽全部浸取。酸性 NaCl 溶液是浸取硫酸鹽礦物的常用溶劑，在此溶劑中，易溶于水的硫酸鹽、難溶于水的鉛礬和石膏等均溶解，鉛礬與 NaCl 作用生成[PbCl4]2-和 SO42-，而重晶石不溶。此外,熱 Na2CO3 溶液也是浸取硫酸鹽的常用試劑，在此溶劑中，難溶于水的鉛礬、石膏轉變為相應的碳酸鹽，SO42-進入溶液中,而 BaSO4 不溶。

測定步驟：準确稱取1.0g試樣于250mL燒杯中，加入100mL 100g/L Na2CO3溶液，蓋上表皿，加熱煮沸1h（不斷攪拌）。用緻密濾紙過濾，殘渣用10g/L的Na2CO3溶液洗8次，濾液收集于400mL燒杯中，用水稀釋至300mL，加入3滴甲基橙作為指示劑，用HCl（1 1）中和至紅色再過量3mL，加熱煮沸趕盡二氧化碳。在攪拌下趁熱倒入10mL 100g/LBaCl2溶液，煮沸2～3min，放置過夜。用緻密定量濾紙過濾，用熱水洗滌沉澱及濾紙至洗出液無氯離子。将沉澱連同濾紙移入已恒重的瓷坩埚中，低溫灰化後，于800℃灼燒1h，取出，冷卻後稱量，并重複灼燒30min直至恒重，計算硫酸鹽中硫的含量（BaSO4換算成硫的因數為0.1374）。

注：當大量BaSO4存在時，用Na2CO3浸取不完全，故在測定含重晶石試樣的硫酸鹽的含量時，應先将試樣在580℃（由低溫開始）灼燒1h，将自然硫及硫化物氧化成二氧化硫逸出而除去，然後将殘渣用6倍質量的Na2CO3熔融，水浸取過濾，濾液酸化後，用氯化鋇沉澱硫酸根，進行硫酸鹽中硫的測定。

3、硫化物中硫的測定。

方法1（乙酸-過氧化氫浸取法）：準确稱取0.2-0.5g試樣，置于250mL燒杯中，加入50mL 乙酸-過氧化氫（1:1）溶液，放在溫度為65℃-75℃水浴上浸取1h（浸取過程中不斷攪拌），加入10mL過氧化氫，繼續浸取1h，取下，用緻密濾紙過濾，用水洗滌殘渣及濾紙8次，濾液收集于400mL燒杯中，加熱煮沸除去過氧化氫，加水稀釋至300mL，以甲基橙為指示劑，用1:1鹽酸中和至出現紅色再過量3mL。把溶液加熱至沸，在攪拌下趁熱加入10mL 10%氯化鋇溶液使硫酸鋇沉澱。以下實驗步驟按硫酸鋇重量法進行，計算硫化物中硫的含量。

方法2（差減法）：由全硫量減去自然硫及硫酸鹽的硫即可求得硫化物中的硫。全硫的測定可用燃燒滴定法，也可用BaSO4重量法。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!