铜精矿中铜含量测定的不确定度的探讨

1、    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

2、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

3、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

4、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类不確定性，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

5、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

6、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，

7、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