重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石中全鐵含量

張連祥

摘 要：鐵礦石全鐵的測定，是指樣品中鐵的全量而言，包括鐵的復(fù)雜硅酸鹽在內(nèi)。鐵礦石的分解，在實際應(yīng)用中，根據(jù)礦石的項目的要求及干擾元素的分離等情況，通常選用酸分解和堿熔融的方法。樣品分解時一般用過氧化鈉熔融是最恰當(dāng)方法。對于不含復(fù)雜硅酸鹽的鐵礦也可以用磷酸溶礦法或鹽酸法。而在酸分解試樣中，可以利用二氯化錫和三氯化鈦來對三價鐵進行還原。而全鐵含量可以利用重鉻酸鉀滴定來進行測定。而在利用重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石全鐵含量的方法中，通常還會加入濃硝酸來對樣品進行溶解，這樣可以有效的加快溶解的溫度，使之能夠更完全的進行溶解，可以對其分析結(jié)果的精確度得到有效的提高，確保了測定結(jié)果的滿意度。

關(guān)鍵詞：容量法；鐵礦石；全鐵量；三氯化鈦

近幾年我國城市化建設(shè)進程的加快，使建筑行業(yè)得以快速的發(fā)展，而在建筑工程中對鋼鐵的需求量不斷增加，這就對我國鋼鐵工業(yè)提出了更高的要求。鋼鐵企業(yè)為了更好的滿足社會的需求，需要不斷的加大自身的生產(chǎn)能力，而鐵礦石作為鋼鐵行業(yè)中最重要的基礎(chǔ)原料，所以對鐵礦石的需求不斷增加。目前我國雖然鐵礦石擁有豐富的礦藏，但遠遠滿足不了我國當(dāng)前社會發(fā)展過程中對鐵礦石的需求量，所以我國很大一部分鐵礦石還是需要進口的，因此也導(dǎo)致我國成為鐵礦石的進口大國。隨著鐵礦石進口量的不斷增加，我國對于鐵礦石中鐵含量的分析檢測技術(shù)也得到了較大的提高。特別是在當(dāng)前口岸檢查及鐵礦石生產(chǎn)過程中其檢測技術(shù)已得到了較快的發(fā)展，而且對元素檢測的準(zhǔn)確性也得到了較大的提各。當(dāng)前在鐵礦石的檢測技術(shù)中，利用礦物分析技術(shù)監(jiān)控鐵礦石的品具有非常重要的地位。由于當(dāng)前不僅口岸及生產(chǎn)過程中需要對鐵礦石進行檢測，而且在地質(zhì)勘探及礦石選冶過程也需要對鐵的含量進行明確，因此當(dāng)前我國對于鐵礦石全鐵的檢測方法較多。而在近幾年對鐵礦石的測定中，就用最廣泛和最普遍的分析方法即是重鉻酸鉀容量法，此種方法不僅從原理上更易于理解，而且操作上也較為簡便，只是操作條件存在著掌握困難的情況，很容易由于操作條件掌握不好而導(dǎo)致系統(tǒng)偏差問題的發(fā)生。目前此種方法經(jīng)過了一定的改進后，其在溶解時間、溶解速度及分析精度方面都有了較大的提高。更易于對鐵礦石中全鐵的檢測。

1 鐵礦石試樣的分解

鐵礦石屬于較難分解的礦物，分解速度很慢，分析試樣應(yīng)通過200目篩，或試樣粒度不大于0.074mm。鐵礦石一般能被鹽酸在低溫電爐上加熱分解，如殘渣為白色，表明試樣分解完全若殘渣有黑色或其它顏色，是因為鐵的硅酸鹽難溶于鹽酸，可加入氫氟酸或氟化銨再加熱使試樣分解完全，磁鐵礦的分解速度很慢，可用硫-磷混合酸（1+2）在高溫電爐上加熱分解，但應(yīng)注意加熱時間不能太長，以防止生成焦磷酸鹽。部分鐵礦石試樣的酸分解較困難，宜采用堿熔法分解試樣，常用的熔劑有碳酸鈉、過氧化鈉、氫氧化鈉和過氧化鈉-碳酸鈉（1+2）混合熔劑等，在銀坩堝、鎳坩堝、高鋁坩堝或石墨坩堝中進行。堿熔分解后，再用鹽酸溶液浸取。

2 實驗部分

2.1 試劑

硫磷混酸：將150mL硫酸（ρ：1.84g/mL）在攪拌下緩慢注入500mL水中，冷卻后再加入150mL磷酸（ρ：1.70g/mL），用水稀釋至1000mL，混勻。

鹽酸（ρ：1.19g/mL）

硝酸（ρ：1.42g/mL）

二氯化錫溶液（6%）：稱取6g二氯化錫溶于20mL鹽酸中，溶解后用稀釋至100mL，混勻（用時現(xiàn)配）。

三氯化鈦（1+19）：取三氯化鈦溶液（15%～20%）1份，加鹽酸（1+9）19份混勻（用前現(xiàn)配）。

鎢酸鈉（25%）：稱取25g鎢酸鈉溶于適量水中（若混濁需過濾），加5mL磷酸（ρ：1.70g/mL），用水稀釋至100mL，混勻。

二苯胺磺酸鈉（0.2%）

重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.008333mol/L）：稱取2.4515g預(yù)先在150℃烘干1h的重鉻酸鉀（基準(zhǔn)試劑）溶于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻[1]。

硫酸亞鐵銨溶液

（約0.05mol/L）：稱取19.7g硫酸亞鐵銨溶于硫酸（5+95）中，移入1000mL容量瓶中，用硫酸（5+95）稀釋至刻度，混勻[2]。

2.2 實驗方法

2.2.1 試樣的分解

稱取試樣0.2000g于500mL三角瓶中，加25mL磷硫混酸，輕輕搖動三角瓶，使試樣分散。于電爐上加熱溶解，加熱過程中不斷搖動，煮沸后加1mL濃硝酸，溶解至冒硫酸煙，取下自然冷卻。

2.2.2 還原、滴定

用少量水沖洗瓶壁，加12mL鹽酸。加熱至沸，趁熱滴加二氯化錫，還原至淺黃色，加水約100mL（此時，控制溫度在50～60℃，溫度高時，可流水冷卻）。然后加鎢酸鈉指示劑10滴，用三氯化鈦溶液還原至溶液呈藍色，再滴加重鉻酸鉀溶液氧化過量的三氯化鈦至鎢藍色剛好消失。冷卻至室溫，以水稀釋至溶液體積150mL左右。加二苯胺磺酸鈉指示劑4滴，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至穩(wěn)定的紫紅色為終點。

3 結(jié)果與討論

3.1 試樣的要求

需要將試樣在干燥箱內(nèi)進行烘干，溫度控制在105℃左右為宜，烘干完成后需在干燥器內(nèi)進行冷卻到室溫的溫度才能進行測定。烘干的作用是為了有效的保證試驗結(jié)果測定的準(zhǔn)確性，避免由于試驗含有水分而導(dǎo)致測定結(jié)果不準(zhǔn)確的情況出現(xiàn)。

3.2 空白的測定

由于水質(zhì)、試劑純度等的影響，存在的雜質(zhì)可能會使結(jié)果偏高，故需測定空白。

3.3 溶解用酸的選擇

加入磷酸能與三價鐵離子生成無色絡(luò)離子，可防止三價鐵離子對指示劑的氧化作用，并可消除三氯化鐵的黃色影響使終點明顯。但實驗發(fā)現(xiàn)一些難溶的樣品可能溶解不完全，考慮到濃硝酸氧化能力強且易揮發(fā)分解，故加入1mL濃硝酸助分解樣品。

3.4 硫磷混酸濃度的選擇

在進行測定時，在控制好硫磷混酸的濃度，避免酸的濃度過高或是過低，因為當(dāng)酸的濃度有較大變動時，則會導(dǎo)致樣品的溶解不完全，影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.5 溶解溫度的選擇

試樣在分解過程中需要一個適宜的溫度，一旦溫度太低或是太高，都會導(dǎo)致試驗溶解不完全的情況發(fā)生，影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以通常情況下宜將試驗溫度控制在700℃左右為宜，在這個溫度范圍內(nèi)試樣可以更好的進行分解，試驗的準(zhǔn)確性較高。

3.6 結(jié)果的計算

以下式計算分析結(jié)果

TFe%=（V-V0）×0.002792/m×100（2）

式中：V-滴定試樣用的重鉻酸鉀的體積，mL；V0-滴定空白用的重鉻酸鉀的體積，mL；0.002792-1mL 0.008333mol/L 重鉻酸鉀相當(dāng)于鐵量，g；m-試樣量，g。

4 結(jié)束語

此種方法并不適宜所有鐵礦石的測定，對于含釩和含銅大于0.5%時的鐵礦石則不宜使用此法來進行測定。經(jīng)過上述試驗可以表明，這種方法在對鐵礦石全鐵檢測中具有準(zhǔn)確度高，分析快的特點，不僅在測定過程中比原來的方法節(jié)省了大量的時間，而且所使用的試劑也有所節(jié)省，而且結(jié)果更易于觀察，所以在生產(chǎn)中具有較好的可行性，可以進行推廣使用。

參考文獻

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