铜矿石物相分析
含铜原矿石中铜物相的快速分离与测定
含铜原矿石中铜物相的快速分离与测定发表时间：2019-06-24T16:11:16.250Z 来源：《基层建设》2019年第7期作者：牛召存[导读] 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。
云南黄金集团黄金矿业贵金属有限公司 650000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。
快速分相与测定铜矿石化学物相中铜量的效果
科学技术S cience and technology快速分相与测定铜矿石化学物相中铜量的效果田 俊，周文伟（江铜集团武山铜矿技术部，江西 瑞昌 332204）摘 要：我国属于矿产资源丰富国家，随着经济的发展，相应的在国家经济发展之中，对于矿产资源的使用需求不断上升。
其中铜矿资源在生产领域具有重要地位，重点在于铜矿储量相对较大，目前在地壳上上发现的铜矿物质以及含铜物质数量较为丰富。
铜矿石在各行各业的生产中均有一定的使用程度。
目前随着铜矿开采力度不断增加，针对铜矿石的分相以及成分测钉，对于铜的提炼使用具有重要意义。
本文分析了铜矿石化学物质中铜量的测定方法，探讨快速分相与测定对于铜矿石化学相中铜量的效果。
关键词：铜矿石；化学物相；快速分相与测定中图分类号：P575 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）08-0096-2铜是人类最早使用的金属，早在史前时代，人们就开始采掘露天铜矿，并用获取的铜制造武器和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远[1]。
在当前社会经济快速发展的背景下，经济社会的发展离不开相应的矿产资源使用，在这一背景下，作为分布广泛的铜矿不断深入开发利用。
在这一过程中，由于铜的矿物以及含铜物质种类数量较大，因此选择科学快速的铜物质测量方法，能够有效促进铜量的测定。
1 铜的性质1.1 铜分相测定概述铜在自然界中分布很广，它是一种典型的亲硫元素，主要形成硫化物，只有在强氧化条件下才会形成氧化物，在强还原条件下可形成自然铜[2]。
由于铜的分布广泛以及相应的铜矿物质、含铜物质分布的种类丰富，因此可以依据铜矿资源化学物相可以进行大致分类。
其中主要包括主要包括硫酸铜、自然铜、原生硫化铜以及结合态氧化铜等。
硫酸铜以常见的胆矾为主，而原生硫化铜主要以黄铜矿较为常见。
其中结合形态氧化铜主要包括硅孔雀石、石英以及高岭土为主。
1.2 铜的化学物相分析由于铜的化学属性相对稳定，在这一基础上针对不同类型铜矿资源以及含铜物质开展相应的化学物相分析，能够较为准确的反应矿石中铜元素的含量水平。
铜矿石物相分析
铜矿石物相分析含铜的矿物，大致分为两大类，即硫化物矿和氧化物矿。
硫化物矿物包括原生矿物如黄铜矿CuFeS2，方黄铜矿CuFe2S3和次生矿物辉铜矿Cu2S、铜蓝CuS及斑铜矿Cu3FeS3等。
氧化物矿物包括硫酸盐如胆矾CuSO4·5H2O、水胆矾CuSO4·3Cu(OH)2、铜锌胆矾(Zn，Cu，Fe)SO4等；碳酸盐如孔雀石CuCO3·Cu(OH)2、蓝铜矿2CuCO3·Cu(OH)2；硅酸盐如硅孔雀石CuSiO3·2H2O；氧化物如赤铜矿Cu2O、黑铜矿CuO等；其他有砷酸盐、磷酸盐等但不多见，自然铜分布不多。
在铜矿物中，其氧化物部分往往以某种形态和脉石结合在一起。
有的是机械结合，即铜矿物极细地分解在脉石中成嵌布状态，有的是化学结合，即铜成为类质同晶或吸附型的杂质存在于脉石中，这一部分铜的氧化物矿物很难分离，所以称之为结合氧化铜。
有的资料认为：结合氧化铜不一定与脉石结合，而是以离子状态进入氢氧化铁或锰的胶状氧化物（锰结合）中呈被吸附状态。
在进行铜矿物的物相分析时，要了解矿石的大致组成，以便确定分析项目及选择分析流程。
比较简单的铜矿，一般只测定氧化铜和硫化铜的分别含量。
但是，对于矿物万分比较复杂的矿石，往往要分别测定自由态氧化铜和结合态氧化铜，次生硫化铜和原生硫化铜的含量。
对于自然铜一般含量很微，如无特殊情况，不作单独测定。
铜矿石的化学物相分析方法是以选择某一溶剂为基础的，各铜矿物在不同溶剂中的大致溶解情况见表1。
表1 各种溶剂对铜矿物的溶解作用（浸取从表1中看出，铜矿物（100筛目）在各种溶剂中的溶解情况为： 一、用含亚硫酸钠的5%硫酸溶液浸取1小时，铜的氧化矿物除赤铜矿Cu2O溶解不完全外，孔雀石CuCO3·Cu(OH)2、蓝铜矿2CuCO3·Cu(OH)2几乎全部溶解，而铜的硫化矿物黄铜矿CuFeS2、斑铜矿Cu3FeS3和辉铜矿Cu2S几乎不溶解。
铜矿石的矿物分析与物理可选性
铜矿石的化学成分
铜矿石中铜的含 量通常在0.5%3%之间
铜矿石中的铜主要 以硫化物、氧化物 和硅酸盐等形式存 在
铜矿石中的铜含量 是评价铜矿石质量 的重要指标之一
铜矿石中铜的含量 可以通过化学分析 方法进行测定
铜矿石中常见的伴生元素包括铅、锌、银、金等 这些伴生元素的含量对铜矿石的选矿和冶炼过程有重要影响 通过化学分析可以确定伴生元素的含量，为选矿和冶炼提供依据 伴生元素的含量也会影响铜矿石的市场价值和经济效益
主要因素
铜矿石的市场 需求：铜矿石 在工业中的应 用和需求情况
铜矿石的价格 波动：影响铜 矿石经济价值
的市场因素
铜矿石的加工 和利用：提高 铜矿石经济价 值的途径和方
法
市场需求：随着全球经济的增长，铜矿石的需求量逐年增加 供应情况：全球铜矿石储量丰富，主要分布在南美、非洲、亚洲等地区
价格波动：铜矿石价格受市场需求、供应情况、政治经济等因素影响，波动较大 贸易情况：铜矿石贸易是全球性的，主要出口国和进口国分别为智利、中国等
杂质种类：包括SiO2、Al2O3、 FeO、MnO等
杂质影响：杂质含量过高会影响铜 矿石的品质和冶炼效果
添加标题
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杂质含量：不同铜矿石中杂质含量 不同，通常在1%-10%之间
杂质去除：可以通过选矿工艺去除 部分杂质，提高铜矿石的品质
铜矿石的物理性质
硬度是衡量铜矿石物理性质的重要 指标之一
其他矿物：石墨、磷灰石、重晶石等
方铅矿：主要成分为PbS，呈立方晶系，颜色为铅灰色。 黄铜矿：主要成分为CuFeS2，呈四方晶系，颜色为黄铜色。 闪锌矿：主要成分为ZnS，呈六方晶系，颜色为铅灰色。 磁铁矿：主要成分为Fe3O4，呈立方晶系，颜色为黑色。
原子吸收光谱法测定铜矿石物相分析中的铜
1
实验部分
试剂及仪器分别有 （ 1 ) 亚 硫 酸 钠 ；（ 2 ) 氟化氢铵；（ 3 ) 铜空心阴极灯；（ 8) Z-2000 型原子吸收分光光度计。 试剂及仪器
1 .1 (7 1 .2
) 硫 酸 ；（ 4 ) 盐酸 ；（ 5 ) 硝酸 ；（ 6 ) 硫脲 ;
1 . 3 . 1 自由氧化铜的测定。 称 取 0. 5~1.0g ( 精 确 至 0. 0001g 称样量 ，据试样中铜的含量而定 ）试 样 置 于 250ml锥形瓶中加入 3gNa2S03 和 100ml (5+95) H2S04, 室温震荡 30 分钟 ，抽滤 ，滤液低温蒸发至近干，加 入 4ml (1 + 1 ) 盐 酸溶解 ，用水稀释至 100ml容量瓶 ，用原子吸收光谱法测定铜，即为自由氧化铜之铜。 1 . 3 . 2 结合氧化铜的测定 将上面的残渣放回原锥形瓶中，加 入 1gNa2S03 和 2g 氟化氢铵和 100ml (5 + 9 5 ) 硫酸 ，室温震荡 1 小 时。抽滤 ，滤液低温蒸发至近干，加 入 4ml (1 + 1 ) 盐酸溶解 ，用水稀释至 100ml容量瓶 ，用原子吸收收
2016年 第 35卷 第 4 期 514〜 516页
云南地质
CN53-1041/P
ISSN1004-1885
原子吸收光谱法测定铜矿石物相分析中的铜
金 晓 峰 ，谭 飞 ，廖庆华
(云南省有色地质局测试中心，云 南 昆 明 650216)
摘要： பைடு நூலகம்反复实践，将铜矿石样品的浸取滤液水分蒸发干后，采 用 盐 酸 溶 解 ，稀 释 到 一 定 体 积 比 例 ，
4期
1 . 3 . 3 次生硫化铜的测定。
金晓峰等：原子吸收光谱法测定铜矿石物相分析中的铜
矿石的化学物相分析
化学物相分析目的是什么？
根据矿物的晶格能、硬度、密度及溶度积等性质上的差
异，选取不同的条件，使其定量地选择性溶解，从而达到
分别测定的目的。
（二）影响选择性溶解的因素
1.溶剂的性质和浓度 3.试样的粒度 5.杂质的影响 2.温度 4.搅拌 6.其它技术措施的影响
教学目的与要求
教学目的与要求
1. 掌握化学物相分析的基本原理，了解提高溶剂对 矿物选择性溶解的途径。 2. 了解化学物相分析误差的主要来源及误差的量化。 3. 了解铁矿石和铜矿石的化学物相分析方法，理解 “系统物相分析”的概念及“系统物相分析”的局限 性。
教学重点与难点
教学重点与难点
重点：化学物相分析的基本原理。提高溶剂对矿物 选择性溶解的途径。
精品课程
第八章 矿石的化学物相分析
教学基本内容
教学基本内容
1. 化学物相分析的基本原理（定义、分类及意义， 选择性溶解，提高溶剂对矿物选择性溶解能力的 途径，化学物相分析的误差）。
2. 铁矿石的化学物相分析（常测项目及意义，相分离
及单项物相分析方法，系统物相分析）。 3. 铜矿石的化学物相分析（常测项目，相分离，单项物相和系 统物相分析）。
1. 磁性铁的分离
可用磁选、磁感应和选择溶解法分离，目前多采用简便 永久磁铁手工湿法磁选。
第二节 铁矿石的化学物相分析
量比(状态比)（Y/X）的定量关系
设试样中只含有某元素的A、B两种状态，A状态在试样中 的元素含量为X(%)，B状态在试样中的元素含量为Y(%)， A状 态的溶解率为a%，B状态的溶解率为b%，
第一节 化学物相分析的基本原理
100 A状态的相对误差为： a a b X B状态的相对误差为： b 100 a b Y /X 讨论： 1. 当a=100，b=0时，两态分析误差均为零，误差与状态比无关 2. 当Y/X→0时， δa → a-100，δb →∞ 3. 当Y/X→∞时，δa →∞，δb ， → -b Y
矿石中铜的物相分析
矿石中铜的物相分析-----醋酸丁脂萃取法一方法提要游离氧化铜的分离以EDTA浸取,使其生成EDTA络合物存在于提取液中,经过滤后与其他二项分离.结合氧化铜则用二氯化锡还原,在沸水浴中被磷酸溶解,过滤后与硫化铜分离.第三项的硫化铜,则将第二项结合氧化铜的残渣与滤纸烘干灰化,以醋酸溶解这三项铜,均可用比色法完成测定,硫化铜的求得亦可用差减法得出结果.二主要试剂1.Na2H2Y-H4Y提取液配制称取25g(Na2H2Y·2H2O) 溶于10000ml水中用H4Y.饱和之(约0.1-0.2g)或称取乙二胺四乙酸198g与氢氧化钠54g，和水溶解配制。
2.磷酸-二氯化锡提取液配制：称取4g二氯化锡以浓磷酸200ml加热溶解，以水配成1000ml（用时现配）。
3. 5%Na2H2Y水溶液（pH=4）4.氨水：d=0.9g/ml(1:1)5.铜试剂：0.2%水溶液（以NaOH调pH=8）(二乙胺硫代甲酸钠)6.醋酸丁酯：分析纯7.铜标液：1ml=10ug物相电铜标液的配制：○1准确称取0.5g高纯电铜，与300ml烧杯中，加1：1HNO310~15ml热解（微热），当完全溶解后加水少许（吹洗），加1~2g尿素煮沸5~6分钟，冷却后定溶于1000ml容量瓶中，此液浓度为1ml≈500ug.○2.准确吸取10ml于500ml容量瓶中，以纯水定容，此为1ml≈10ug三 K值求得吸取铜标液5ml(1ml≈10ug)于比色管（50ml）加5%EDTA5ml，加酚酞1滴，用氨水中和至呈红色加铜试剂5ml，以水稀释到25ml标线，加醋酸丁酯10ml(萃取)，剧烈震荡1min，放置30min，于480nm处比色。
计算 Cu K值=V/E其中：V-吸取铜标液体积相当于含铜微克数（ug） E-测得消光数四分析手续称取样品0.2~0.5g于150~250ml锥形瓶中，加入50mlEDTA提取剂，塞紧瓶塞在180r/min震荡30min，取下加入少许纸浆过虑于200ml容量瓶中，洗涤滤纸及沉淀，稀释至标线，摇匀，吸取2~10ml于50ml比色管中，按K值方法进行，及得游离氧化铜的铜含量。
简述铜矿石物相分析流程
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表 1 各种溶剂对铜矿物的溶解作用（浸取率%）
溶 矿物
剂
含亚硫酸 含亚硫酸
固体碳酸 过氧化氢
固体
钠的 5% 钠的 3%
铵＋氨 —冰乙酸
粒度(目)
碳酸铵
硫酸溶液 硫酸溶液
水溶液 混合液
自然铜
100
3
—
98
98
100
Cu
200
11
—
99
99
100
赤铜矿
100
58
—
84
98
—
Cu2O 孔雀石
200
72
—
98
铜矿石物相分析
含铜的矿物，大致分为两大类，即硫化物矿和氧化物矿。 中南大学化验中心承接：铜矿石物相分析：自由氧化铜、结合氧化铜、 次生硫化铜、原生硫化铜多一份化验，少一步弯路！我们不只提供准确的化验数 据，还有数据的分析与判断等指导！我们用一颗真诚的爱心，期待与您的开心合 作！请致电谢老师 15084821323
在进行铜矿物的物相分析时，要了解矿石的大致组成，以便确定分析项 目及选择分析流程。比较简单的铜矿，一般只测定氧化铜和硫化铜的分别含量。 但是，对于矿物万分比较复杂的矿石，往往要分别测定自由态氧化铜和结合态氧 化铜，次生硫化铜和原生硫化铜的含量。对于自然铜一般含量很微，如无特殊情 况，不作单独测定。
铜矿石的化学物相分析方法是以选择某一溶剂为基础的，各铜矿物在不 同溶剂中的大致溶解情况见表 1。
四、用过氧化氢—冰乙酸混合液浸取 1 小时，辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿 等含铜硫化物可全部溶解，此时，自然铜也全部溶解。因此，当试样中含自然铜 时，必须先将自然铜浸出后，再浸取铜的硫化物。
在铜矿物的物相分析中，其他溶剂如含硫脲的 1N 盐酸溶液浸取 3 小时， 次生硫化铜可全部溶解，而原生硫化铜几乎不溶。或选择氰化钾作溶剂同样可使 生硫化铜溶解，而原生硫化铜不起反应。用硫酸铁—硫酸作溶剂时，可以使辉铜 矿溶解一半，而赤铜矿、金属铜全部溶解。
二、用固体碳酸铵浸取 2 小时，铜的氧化矿除赤铜矿不能全部溶解外， 自然铜、孔雀石、蓝铜矿等几乎全部溶解。而辉铜矿、斑铜矿和黄铜矿则少量溶
解。因此当试样中含自然铜、赤铜矿时，可用固体碳酸铵浸取氧化铜。但由于赤 铜矿只被溶解 84%，而辉铜矿能够溶解 5%左右，所以测定的结果有较大的误差。
三、用固体碳酸铵浸取 2 小时后，再用氨水浸取半小时，铜的氧化矿物 几乎全部溶解，但辉铜矿也可溶解 10%左右。因此当试样中含自然铜、赤铜矿时， 可用固体碳酸铵—氨水浸取氧化铜。但当试样中含辉铜矿高时，则误差较大。
在铜矿物中，其氧化物部分往往以某种形态和脉石结合在一起。有的是 机械结合，即铜矿物极细地分解在脉石中成嵌布状态，有的是化学结合，即铜成 为类质同晶或吸附型的杂质存在于脉石中，这一部分铜的氧化物矿物很难分离， 所以称之为结合氧化铜。
有的资料认为：结合氧化铜不一定与脉石结合，而是以离子状态进入氢 氧化铁或锰的胶状氧化物（锰结合）中呈被吸附状态。
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硫化物矿物包括原生矿物如黄铜矿 CuFeS2，方黄铜矿 CuFe2S3 和次生矿物 辉铜矿 Cu2S、铜蓝 CuS 及斑铜矿 Cu3FeS3 等。
氧化物矿物包括硫酸盐如胆矾 CuSO4·5H2O、水胆矾 CuSO4·3Cu(OH)2、铜 锌胆矾(Zn，Cu，Fe)SO4 等；碳酸盐如孔雀石 CuCO3·Cu(OH)2、蓝铜矿 2CuCO3·Cu(OH)2；硅酸盐如硅孔雀石 CuSiO3·2H2O；氧化物如赤铜矿 Cu2O、黑铜 矿 CuO 等；其他有砷酸盐、磷酸盐等但不多见，自然铜分布不多。
200
1.6
0.0
3.23Biblioteka 100100—
—
0.4
1.8
95
CuFeS2
200
3.4
0.0
1.9
1.7
98
从表 1 中看出，铜矿物（100 筛目）在各种溶剂中的溶解情况为：
一、用含亚硫酸钠的 5%硫酸溶液浸取 1 小时，铜的氧化矿物除赤铜矿 Cu2O 溶解不完全外，孔雀石 CuCO3·Cu(OH)2、蓝铜矿 2CuCO3·Cu(OH)2 几乎全部溶解， 而铜的硫化矿物黄铜矿 CuFeS2、斑铜矿 Cu3FeS3 和辉铜矿 Cu2S 几乎不溶解。因此 当试样中含自然铜、赤铜矿不高时，可用此溶剂浸取测定氧化铜。含亚硫酸钠的 3%硫酸溶液与含亚硫酸钠的 5%硫酸溶液溶解铜的氧化物，结果基本一致。但铜 的硫化矿在 3%硫酸溶液中溶解得更少一些，因此，当试样中铜的硫化物含量高 时，宜采用含亚硫酸钠的 3%硫酸溶液溶解。
98
—
100
98
98
96
98
—
CuCO3·Cu(OH)2
200
98
—
97
97
—
蓝铜矿
100
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100
97
97
—
2CuCO3·Cu(OH)2 200
—
—
95
98
—
辉铜矿
100
—
—
5.4
8.9
100
Cu2S 斑铜矿
200
1.9
0.6
9.2
13.5 100
100
—
—
1.7
1.5
100
Cu3FeS3 黄铜矿