酸溶快速重量法测定重晶石中硫酸钡含量

王永青1，彭志刚2，刘志雄3

（1.湖南省有色地质勘查局二四五队，湖南 吉首 416007；[1]

2.湖南省地质矿产勘查开发局四〇五队，湖南 吉首 416007；

3.吉首大学化学化工学院，湖南 吉首 416000）

摘 要：重晶石矿粉经王水及氢氟酸溶解可溶性盐类和除硅，用盐酸与氯化铵混合液溶解硫酸钙盐，将试液进行固液分离，并充分洗涤，沉淀经800℃灼烧恒重，即得重晶石样品中Ba SO4含量。本法简单、快速，相对标准偏差RSD（n=8）＜0.3%。

关键词：酸溶；重晶石；硫酸钡；重量法

重晶石中Ba SO4含量的测定多采用经典重量法[1]，该法要经过多次分离，耗时长，难以适应快速分析工作要求。为此分析工作者做过不少改进，如碘量法[2]、酸碱滴定法[3]、高热硫酸溶解重量法[4]等，但手续仍较繁杂。本文经过相关条件试验后，提出利用硫酸钡在一般条件下不溶于各种酸的特点，将重晶石矿粉直接用王水及氢氟酸溶解，样品中的碳酸盐反应为可溶性的氯化物或硝酸盐，硅酸盐溶解为氟硅酸，蒸干后氟硅酸呈四氟化硅气体逸出，残渣以硫酸铵为沉淀保护剂，同时利用硫酸钙在盐酸和氯化物中的溶解特性[5，6]，以盐酸 氯化铵溶解钙的硫酸盐及其他杂质，经过滤、洗涤，不溶性的Ba SO4与可溶性杂质分离，灼烧沉淀，即可求得Ba SO4的含量。本法简便快速、易于掌握，精确度与准确度都较理想，测定结果与中国化工行业标准HG/T3588—1999方法相符。

1 实验部分

1.1 主要试剂

硫酸钡（GR），盐酸（AR），硝酸（AR），氢氟酸（AR），硫酸铵（AR），氯化铵（AR）。

1.2 试验方法

称取0.2000～0.5000g的试剂硫酸钡或重晶石样品于50m L聚四氟乙烯烧杯中，加入浓盐酸10m L，摇匀，煮沸5min，使硫化氢逸出。加入浓硝酸2m L，HF6m L，继续加热溶解，并低温蒸干，稍冷。加硝酸5m L，继续低温蒸干。加10%硫酸铵溶液5～10m L及盐酸（1+1）2m L低温加热溶解铁的氧化物，再加入微沸的30%氯化铵溶液10m L继续煮沸30min，用加有少量纸浆的致密定量滤纸趁热过滤，用2%氯化铵洗液洗涤沉淀及烧杯3～4次，再用水洗涤沉淀及烧杯至无氯根（8～10次），沉淀连同滤纸放入已恒重瓷坩埚中，烘干，灰化，于800℃灼烧30min后，冷却称重，反复灼烧至恒重，并计算结果。

2 结果与讨论

2.1 硫酸钡的溶解试验

分别称取0.5000g的试剂硫酸钡或重晶石样品于50m L聚四氟乙烯烧杯中，分别加入酸10m L，摇匀，煮沸30min（王水溶解先加7.5m L盐酸，煮沸5min后，再加2.5m L硝酸，再煮沸25min），用加有少量纸浆的致密定量滤纸趁热过滤，用2%氯化铵洗液洗涤沉淀及烧杯。不同酸处理试剂硫酸钡和重晶石样品，硫酸钡的溶解试验结果见表1。

表1 硫酸钡溶解试验结果（%）

结果表明：不管是试剂硫酸钡或是重晶石的硫酸钡，在各种酸中溶解都有不同程度的损失，一般回收率在94%～98%之间。用乙酸溶解试剂硫酸钡，其回收率可达99%左右，但在溶解重晶石时和盐酸一样所测硫酸钡结果反而偏高，这是因为乙酸和盐酸对重晶石中杂质的溶解度也低，故导致所测硫酸钡结果偏高。考虑到乙酸和盐酸不能除尽重晶石中的杂质，因而选用王水和氢氟酸作为溶解硫酸钡杂质的溶剂。

为了降低硫酸钡在混合酸中的溶解度，在所选王水和氢氟酸溶解条件下，按1.2试验方法，加入一定量的硫酸铵溶液，可抑制硫酸钡的溶解。表2的试验结果表明，加入硫酸铵保护剂后可明显提高混合酸中硫酸钡的回收率。

表2 加入硫酸铵保护剂后溶解试验结果

2.2 共存干扰试验

在选定的条件下分别对岩石中20多种常见离子做了干扰试验。结果表明Si4+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Ti4+、K+、Na+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Co3+、Cr3+、Cd2+、V5+等阳离子与P5-、As3-、F-、Cl-、NO-等阴离子对测定均无影响。下面对硫酸钡的测定影响比较大的杂质如Ca等做了详细干扰试验工作。

表3的结果表明，在选定的试验条件下，试验中所加入的Ca O量对测定硫酸钡的结果影响不大。

表3 加入Ca O后测定重晶石样品中硫酸钡的结果

续表3

3 样品分析与方法比对试验

称取重晶石矿样0.5000g，以下按1.2试验方法进行分析，同时用化工行业标准HG/T3588—1999方法进行比对试验，结果见表4。

表4 样品测定结果（%）

试验结果表明，本法结果准确，精密度高，与化工行业标准HG/T3588—1999碱熔重量法相符。

4 结论

本法将重晶石样品直接用王水及氢氟酸溶解，一次过滤、洗涤、灼烧沉淀即可得到准确的分析结果，分析速度快、精密度和准确度高，具有很好的实用价值。

参考文献

[1]中国石油和化学工业局，中华人民共和国化工行业标准HG/T3588—1999.化工用重晶石[S].北京：化学工业出版社，2000.

[2]乐爱山.碘量法测定重晶石中的硫酸钡[J].地质实验室，1999，15（3）：15-17.

[3]龚琦，韦小玲，等.酸碱滴定法间接测定重晶石中的硫酸钡[J].分析实验室，2002，21（4）：29-31.

[4]范福南，邢富，范秀娥，等.高热硫酸溶解重量法测定矿石中的钡[J].岩矿测试，2002，9（B）：219-221.

[5]尹忠，赵晓东.硫酸钙在盐酸和氯化钠水溶液中的溶解度[J].油田化学，1994，11（4）：345-347.

[6]陈魁，向兰.硫酸钙溶解行为初探[J].盐业与化工，2007，36（2）：33-35.

[1]文章来源：《科技创新导报》，2009年第4期。作者简介：王永青（1963—），男，湖南花垣人，高级工程师，主要从事化学分析和化工工艺研究工作。