铜精矿中铜含量测定的不确定度的探讨

铜精矿中铜含量测定的不确定度的探讨

摘要：铜精矿是一种重要的矿产资源，其含铜量可作为判断铜精矿开采质量的重要标准。基于此，在开采铜精矿之前需要对其铜含量的不确定度进行测定。本文以铜精矿中铜含量不确定度实验为出发点，集中研究了铜精矿中铜含量不确定度的计算方式。希望可以帮助更多铜精矿开采人员更高效地实施开采检测工作。
关键词：铜精矿铜含量测定不确定度
引言：准确测量铜精矿中的铜含量，对于铜精矿的开采具有重要意义。但由于实际测量过程可能出现的条件限制，很容易导致最终测量结果产生不确定性偏差。对于铜精矿铜含量测量试验来说，所测量出的不确定度越小，测量结果就将与测量真值越接近，其铜含量数据也就更加可靠，由此而判断得出的铜精矿开采价值也将更加准确。
1.铜精矿中铜含量不确定度实验
在对铜精矿中铜含量不确定度进行分析计算时，操作人员首先需要对其开展测定实验，实验主要包括以下几点：1）实验用仪器，需要选用电热板和分析天平，所用试剂主要为高纯度蒸馏水、盐酸、硝酸、硫代硫酸钠标准溶液、乙酸铵溶液、氨水。实验原料为铜精矿中所采集到的0.5克样本，实验辅料包括氟化氢铵、碘化钾、二价铜、淀粉、硝、溴水、高
氯酸；
2）在进行实验时，操作人员需要先将乙酸铵溶液PH值调节为3.0-4.0之间，然后再在氟化氢铵中加入碘化钾和二价铜进行反应，反应得到的碘以淀粉做指示剂并滴入硫代硫酸钠标准溶液。同时，操作人员需要将0.5克样本置入到500毫升锥形烧杯中，以少量蒸馏水润湿后加入10毫升盐酸。之后使用电热板将这杯溶液加热3-5分钟左右取下，待其稍微冷却后，分别加入5毫升的硝、溴水和5-10毫升的高氯酸，等到硝、溴水溶解且高氯酸冒出浓烟时，操作人员需要将烧杯取下，待其稍冷后使用30毫升蒸馏水冲洗烧杯杯壁与杯底，随之将溶液加热至煮沸，以达到完全溶解效果；3）在样本完全溶解后，操作人员应将烧杯取下，待其降低至常温后，添加入氨水以降低其颜色，再加入3毫升冰乙酸和1毫升氟化氢铵饱和滴液并混匀，以使溶液颜色消失。最后再加入2-3克碘化钾并混匀，同时滴入2毫升硫代硫酸钠标准溶液观察其颜色变化，直至其出现浅黄色时再停止[1]。
2.铜精矿中铜含量不确定度计算
2.1A、B类不确定度计算
按照上文实验结果，所测得的不确定值可以分成A、B两类，介绍如下：1）A类不?_定性，主要是指测定铜标准值为28.33%，偏差度为0.033%的情况下，可计算出此时铜精矿中铜含量的不确定度为0.033%/28.33%=0.12%；2）B类不确定性，主要指利用最小分度值为0.0001克的天平，以均匀分布的方式对0.3524克（352.4毫克）样品进行测定，可计算出其不确定度为0.058毫克，此时其相对不确定度为0.058/352.4=0.016%；3）在进行铜精矿铜含量不确定度实验的过程中，操作人员需要保证用于测量不确定性的50毫升滴定管，其误差范围可以被控制在0.05毫升左右。按照这一标准，铜精矿中铜含量不确定性能够以均匀分布的方式，在实际铜含量的两边形成0.029毫升的标准值偏差。而在实际测量中，受温度影响，溶液滴定管在相差3摄氏度的情况下能够产生2.1*10的膨胀系数，这将导致所测得含量的均匀偏差达到0.018毫升。综合来看此类问题可以产生的铜含量不确定性为0.08%。
2.2铜摩尔质量不确定度计算
铜摩尔质量指的是需要计算相对原子质量时，铜精矿铜含量测算所产生的不确定性偏差。在测算过程中，铜精矿样品在利用硫代硫酸钠进行溶解后，根据其所测得的浓度范围来确定铜精矿中铜含量的不确定度。在这种情况下，操作人员需要以0.04毫升浓度的硫代硫酸钠溶液，混合0.5克铜精矿样本，按照相对合成标准与扩展性标准对其不确定度进行计算。参照国家所颁布的相对原子质量计算标准，再通过将均匀分布转换成标准偏差的计算方式，可以确定铜摩尔质量情况下，其铜含量所具有的不确定度为0.0058%。
2.3加热处理不确定度计算
在对样本进行测量实验的过程中，由于会对盐酸、电热板、硝酸和溴水等实验材料进行加热，这可能将导致溶液的PH值产生新的变化。像加热时乙酸铵溶液的pH值很有可能会超过4.0，这将造成二价铜离子的形成不完全，所产生的溶液颜色也不会十分明显，而所产生的硝酸根离子也将会导致不确定性值出现偏高问题。一般来说，当乙酸铵溶液PH值每增加0.1时，可能会造成5%左右的二价铜离子产生不完全反应，由此将造成所测得不完全度增加0.3%，这一部分需要在填写测量结果时减去。
2.4氟化氢铵不确定度计算
在实验的过程中，所用到的氟化氢铵溶液也有可能会影响到最终的测量结果。按照实验中添加0.5克氟化氢铵的要求，需要保证试料中的硅含量达到10%-12%的标准，若超过这一标准量，加入同等的氟化氢铵溶液将导致最终的不确定性测量结果偏低。这是因为过量硅物质会与氟化氢铵形成反应，产生硅胶体将样品包裹。在这种情况下，当试料中的硅含量每增加1%时，就会产生相同量的硅胶，样品所测得的不确定值就将偏低1%，需要在填写测量结果时进行增加[2]。
总结：综上所述，本文以铜精矿中铜含量不确定度实验为出发点，集中研究了铜精矿中铜含量不确定度的计算方式，认为可以通过开展A、B类不确定度计算、铜摩尔质量不确定度计算、加热处理不确定度计算、氟化氢铵不确定度计算等四种测定方式，来保证所测定的不确定度达到准确。希望本文的研究可以帮助更多铜精矿开采人员更好的检测铜含量，确保其开采质量实现不断提升。
参考文献：
[1]张鸟飞，陈雯，许小丽，穆卫华，梁晓燕.铜精矿中铜含量测定的不确定度评定[J].广州化工，2013，41（09）：164-166.
[2]方志洪.铜精矿中铜含量测定的不确定度研究[J].化工管理，2013（08）：187-188.
作者简介：梁庆云性别：女出生年月：1973年1月学历：大专业职称：分析工程师单位：云南锡业股分公司大屯锡矿云南省个旧市场661018