一种白云石溶解后钙离子的测定方法与流程

1.本发明涉及矿物加工领域，特别涉及一种白云石溶解后钙离子的测定方法。


背景技术：

2.白云石(ca
·
mg(co3)2)为镁和钙的碳酸盐，在水中具有溶解特性。白云石溶解后，其自身的可浮性可能发生变化，溶解对白云石可浮性的影响较为显著，在阳离子捕收剂条件下，轻微溶解有利于白云石的上浮。白云石溶解会产生mg
2
和ca
2
等金属离子。金属离子mg
2
和ca
2
等对矿物浮选行为的影响是不容忽视的。因此，白云石在不同溶解条件下钙离子浓度的测量是对白云石浮选及其对工艺条件进行优化的关键环节。目前，对钙离子浓度测量一般采用原子吸收分光光度法或edta络合滴定法测量钙离子浓度，存在的问题是:1)原子吸收分光光度法或edta络合滴定法测量钙离子浓度流程比较复杂，对操作过程要求比较高；2)需要的药品种类繁多，原子吸收分光光度法需要硝酸、高氯酸、乙炔、镧溶液和钙标准液等；edta络合滴定法需要硝酸、氢氟酸、高氯酸、盐酸、氨水、氢氧化钾、氨性缓冲液、钙指示剂、铬黑t指示剂、edta标准溶液等；3)原子吸收分光光度法或edta络合滴定法均使用了大量的酸，尤其使用了具有较强腐蚀性和刺激性的氢氟酸和高氯酸，在其配置过程中具有一定的危险性；4)原子吸收分光光度法或edta络合滴定法都需要进行干扰屏蔽或干扰分离。原子吸收法需要使用镧溶液对铝、硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐进行干扰屏蔽；edta络合滴定法需要使用氢氧化钾溶液结合氨水调节溶液酸度至刚果红试纸变红色，然后加入铜试剂对铁、铜、铅、锌、锰等金属离子进行干扰分离，从而会影响测量的准确性。
3.edta络合滴定法适宜较高浓度的测定，而不能满足低浓度样品的测定；edta络合滴定法和原子吸收分光光度法测定过程需要多种试剂，配制多种液体，成本高且产生废水；测定过程中使用了大量的酸，尤其使用了具有较强腐蚀性和刺激性的氢氟酸和高氯酸，在其配置过程中具有一定的危险性；原子吸收分光光度法或edta络合滴定法需要进行干扰屏蔽或干扰分离。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种白云石溶解后钙离子的测定方法，流程简单、操作方便、药剂用量小。
5.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
6.一种白云石溶解后钙离子的测定方法，具体包括如下步骤：
7.1)配制空白溶液及多个镁、钙离子浓度之比为1:1标样溶液，标样溶液中镁、钙离子浓度分别为0.5mg/l、1mg/l、1.5mg/l、2mg/l、2.5mg/l；
8.2)步骤1)中各镁、钙离子标样溶液中分别依次加入酸性铬蓝k溶液、氨
‑
氯化铵缓冲剂，再加去离子水至定容，摇匀静置；
9.3)将步骤2)的溶液倒入比色皿中，放入紫外
‑
可见光分光光度计中进行测量，测量波长为492cm
‑1，记录吸光度，取平均值绘制镁、钙离子总浓度标准曲线
①
；
10.4)配制多个镁、钙离子标样溶液，镁、钙离子浓度之比分别为0.5、1、2、3、4；
11.5)步骤4)中各镁、钙离子标样溶液中分别依次加入酸性铬蓝k溶液、氨
‑
氯化铵缓冲剂，再加入去离子水至定容，摇匀静置；
12.6)将步骤5)的溶液倒入比色皿中，放入紫外
‑
可见光分光光度计中进行测量，测量波长为492cm
‑1，记录吸光度，取平均值绘制镁、钙离子浓度之比标准曲线
②
；
13.7)取白云石试样粉碎至200目以下溶于水或弱酸溶液中，弱酸溶液ph3
‑
7，经离心取清液稀释得溶解液；
14.8)溶解液中依次加入酸性铬蓝k溶液、氨
‑
氯化铵缓冲剂，再加去离子水至定容；
15.9)步骤8所得溶液倒入比色皿中，放入紫外
‑
可见光分光光度计中进行测量，测量波长为492cm
‑1，记录吸光度；分别代入镁、钙离子总浓度标准曲线
①
和镁、钙离子浓度之比标准曲线
②
，计算出镁、钙离子总浓度a和镁、钙离子浓度之比b；则：溶解液中钙离子浓度＝a/(b 1)。
16.步骤2)中酸性铬蓝k溶液浓度0.005mol/l，酸性铬蓝k溶液的添加量为定容的4
‑
6％，氨
‑
氯化铵缓冲剂ph＝9
‑
11，氨
‑
氯化铵缓冲剂的添加量为定容的20
‑
25％。
17.步骤4)酸性铬蓝k溶液浓度0.005mol/l，酸性铬蓝k溶液的添加量为定容的4
‑
6％，氨
‑
氯化铵缓冲剂ph＝9
‑
11，氨
‑
氯化铵缓冲剂的添加量为定容的20
‑
25％。
18.步骤8)中酸性铬蓝k溶液浓度0.005mol/l，酸性铬蓝k溶液的添加量为定容的4
‑
6％，氨
‑
氯化铵缓冲剂ph＝9
‑
11，氨
‑
氯化铵缓冲剂的添加量为定容的20
‑
25％。
19.与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
20.本发明与edta络合滴定法和原子吸收分光光度法相比，只使用酸性铬蓝k和氨
‑
氯化铵缓冲剂两种药剂，这两种药剂能够很好的与白云石溶解的钙镁离子显玫瑰红色并形成稳定的配合物，而白云石溶解体系下其他离子(如铁离子等)不能与这两种药剂形成稳定的配合物，因此能够有效的屏蔽白云石溶解体系下其他离子(如铁离子等)的影响；本发明采用镁、钙离子总浓度标准曲线和镁、钙离子浓度之比标准曲线相结合来测定白云石溶解后的钙离子浓度；
21.酸性铬蓝k可以与白云石溶解的钙镁离子同时显玫瑰红色，并在氨
‑
氯化铵缓冲剂体系下形成配合物稳定存在，而白云石溶解体系下其他离子(如铁离子等)不能与这两种药剂形成稳定的配合物，从而对钙离子的测定影响较小。
22.采用紫外
‑
可见光分光光度计进行测定，具有流程简单、操作方便、药剂用量小、干扰离子对钙离子测定影响小，环境污染小等优点。
附图说明
23.图1为镁、钙离子总浓度标准曲线。
24.图2为镁、钙离子浓度之比标准曲线图。
具体实施方式
25.下面结合对本发明的具体实施方式进一步说明：
26.实施例
27.一种白云石溶解后钙离子的测定方法，具体包括如下步骤：
28.1)取玻璃容器(50ml烧杯或三角烧瓶)1个，配置0.005mol/l的酸性铬蓝k显色剂，酸性铬蓝k可以与白云石溶解的钙镁离子同时显色；
29.2)取玻璃容器(250ml烧杯或三角烧瓶)1个，配置ph＝10的氨
‑
氯化铵缓冲剂，在氨
‑
氯化铵缓冲剂体系下，白云石溶解的钙镁离子与酸性铬蓝k显玫瑰红色并形成配合物稳定存在，而白云石溶解体系下其他离子(如铁离子等)不能与这两种药剂形成稳定的配合物，从而对钙离子的测定影响较小；
30.3)取25ml容量瓶6个，分别加入0(用于紫外
‑
可见光分光光度计进行归零)及0.125ml、0.25ml、0.375ml、0.50ml、0.625ml的0.1mg/ml的镁离子标准液和钙离子标准液(用于绘制标准曲线，要求相关系数的平方r2达到0.998以上)，得到1瓶空白溶液及5瓶镁钙离子标样溶液，镁钙离子标样溶液的总浓度分别为1mg/l、2mg/l、3mg/l、4mg/l、5mg/l；
31.4)取25ml容量瓶5个，分别加入0.125ml、0.25ml、0.50ml、0.75ml、1.00ml的镁离子标准液，并在每个容量瓶中添加0.25ml的钙离子标准液，配成镁、钙离子浓度之比分别为0.5、1、2、3和4；
32.5)分别向步骤3)和步骤4)的容量瓶中加入酸性铬蓝k溶液1ml，氨
‑
氯化铵缓冲剂5ml，加入去离子水至刻度线，摇匀并静置10min；
33.6)将步骤5)的两种标准样品分别倒入比色皿中(反复冲洗3次)，并放入紫外
‑
可见光分光光度计中进行测量，测量波长为492cm
‑1，反复测量3遍，记录吸光度，取平均值分别绘制镁、钙离子总浓度标准曲线和镁、钙离子浓度之比标准曲线；(要求相关系数的平方r2达到0.998以上)；
34.镁、钙离子标样溶液测量结果如表1，镁、钙离子总浓度标准曲线如图1；
35.表1：
[0036][0037]
由表1和图1得出镁、钙离子总浓度标准曲线方程为y＝0.1090 0.1069x，其中相关系数的平方r2＝＝0.9989。
[0038]
镁、钙离子浓度之比标样溶液测量结果如表2，镁、钙离子浓度之比标准曲线如图2。
[0039]
表2：
[0040]
[0041]
由表2和图2得出镁、钙离子浓度之比标准曲线方程为y＝0.2170 0.1030x，其中相关系数的平方r2＝0.9993。
[0042]
7)取白云石5g，粉碎至200目以下放入4个50ml烧杯中，分别在烧杯中加入20ml、11.67ml、7.5ml和5ml去离子水，搅拌30min，分别经离心取清液0.25ml至25ml容量瓶中，将清液稀释100倍得溶解液；
[0043]
8)溶解液中依次加入酸性铬蓝k溶液1ml、氨
‑
氯化铵缓冲剂5ml，再加去离子水至刻度线；
[0044]
9)步骤8所得溶液倒入比色皿中，放入紫外
‑
可见光分光光度计中进行测量，测量波长为492cm
‑1，记录吸光度；分别代入镁、钙离子总浓度标准曲线
①
和镁、钙离子浓度之比标准曲线
②
，计算出镁、钙离子总浓度a和镁、钙离子浓度之比b；则：溶解液中钙离子浓度＝a/(b 1)；
[0045]
表3：测量结果
[0046][0047]
验证：
[0048]
将上述白云石溶解后的4个样品采用《中华人民共和国国家标准原子吸收分光光度法测定钙离子》进行测量，对本发明进行验证，具体结果如下：
[0049]
原子吸收分光光度法测量钙离子浓度(mg/l)96.6399.2199.0695.86本发明测量的钙离子浓度(mg/l)99.375398.042997.519897.2355钙离子误差(％)2.84
‑
1.18
‑
1.551.43
[0050]
采用本发明方法，测量计算出的钙离子浓度与原子吸收分光光度法测量钙离子浓度相比，误差均在
±
3％以内。
[0051]
对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行改进与修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。