【學(xué)我測(cè)】礦石中硫的化學(xué)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***鹽等狀態(tài)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***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(cè)定自然硫。另稱一份試樣用Na2CO3作溶劑浸取***鹽中的硫，用BaSO4重量法測(cè)定***鹽硫。硫化物中的硫由全硫減去自然硫和***鹽硫而求得。

1、自然硫的測(cè)定。反應(yīng)原理：?jiǎn)钨|(zhì)硫的常用分離***為亞***鈉法和四氯化碳法。***1：亞***鈉法：Na2SO3與S在加熱情況下反應(yīng)生成Na2S2O3，過量的Na2SO3用甲醛掩蔽，在乙酸介質(zhì)中,以淀粉為指示劑，用碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Na2S2O3，從而得到單質(zhì)硫含量。50mL25g/LNa2SO3溶液在微沸狀態(tài)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(yīng)生成被碘滴定的物質(zhì)，氧化性或還原性物質(zhì)均干擾測(cè)定。***2：四氯化碳法：利用元素硫在某些有機(jī)溶劑中的可溶性，與其他狀態(tài)的硫分離，然后使溶劑揮發(fā)，以重量法測(cè)定。四氯化碳是浸取元素硫的常用試劑，四氯化碳的沸點(diǎn)較高（76.8℃），在加熱條件下對(duì)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(diǎn)較低，不宜加熱浸取。

測(cè)定步驟：準(zhǔn)確稱取1.0g試樣于200mL燒杯中，加入100mL200g/LNa2SO3溶液，加熱煮沸2h（經(jīng)常攪拌并補(bǔ)加水，使體積保持不變）。取下冷卻，轉(zhuǎn)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淀粉溶液（10g/L），用0.05mol/L碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色為終點(diǎn)，計(jì)算自然硫的含量。

2、***鹽中硫的測(cè)定。反應(yīng)原理：礦石中的***鹽硫，如膽礬、皓礬、碧礬極易溶于，而有些***鹽礦物難溶于水,如石膏、鉛礬、重晶石（溶度積分別為6.1×10-5、1.8×10-8、1.08×10-10）。因此,用水作溶劑不能將***鹽全部浸取。酸性NaCl溶液是浸取***鹽礦物的常用溶劑，在此溶劑中，易溶于水的***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***鹽的常用試劑，在此溶劑中，難溶于水的鉛礬、石膏轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的碳酸鹽，SO42-進(jìn)入溶液中,而BaSO4不溶。

測(cè)定步驟：準(zhǔn)確稱取1.0g試樣于250mL燒杯中，加入100mL100g/LNa2CO3溶液，蓋上表皿，加熱煮沸1h（不斷攪拌）。用致密濾紙過濾，殘?jiān)?0g/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10mL100g/LBaCl2溶液，煮沸2～3min，放置過夜。用致密定量濾紙過濾，用熱水洗滌沉淀及濾紙至洗出液無氯離子。將沉淀連同濾紙移入已恒重的瓷坩堝中，低溫灰化后，于800℃灼燒1h，取出，冷卻后稱量，并重復(fù)灼燒30min直至恒重，計(jì)算***鹽中硫的含量（BaSO4換算成硫的因數(shù)為0.1374）。

注：當(dāng)大量BaSO4存在時(shí)，用Na2CO3浸取不完全，故在測(cè)定含重晶石試樣的***鹽的含量時(shí)，應(yīng)先將試樣在580℃（由低溫開始）灼燒1h，將自然硫及硫化物氧化成二氧化硫逸出而除去，然后將殘?jiān)?倍質(zhì)量的Na2CO3熔融，水浸取過濾，濾液酸化后，用氯化鋇沉淀***根，進(jìn)行***鹽中硫的測(cè)定。

3、硫化物中硫的測(cè)定。

***1（乙酸-過氧化氫浸取法）：準(zhǔn)確稱取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(xù)浸取1h，取下，用致密濾紙過濾，用水洗滌殘?jiān)盀V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(xiàn)紅色再過量3mL。把溶液加熱至沸，在攪拌下趁熱加入10mL10%氯化鋇溶液使***鋇沉淀。以下實(shí)驗(yàn)步驟按***鋇重量法進(jìn)行，計(jì)算硫化物中硫的含量。

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