铁矿石的全铁分析中两种还原方法比对论文_甄海燕

铁矿石的全铁分析中两种还原方法比对论文_甄海燕

河钢矿业滦县司家营北区分公司质检中心 河北唐山 063701

摘要:我国的矿产资源较为丰富,矿产开采为国家以及个人带来了巨大的经济效益,一个优质的矿产可以创造出巨大的财富。铁是世界上发现最早的金属,其用量也较大。铁矿石的发现对于工业发展和人们的日常生活有重要的影响。铁矿石中铁的含量影响着铁矿石的品位,决定着铁矿石的利用价值。铁矿石中全铁的分析方法较多,较为常用的主要有四大类,分别是重铬酸钾容量法、络合滴定法及微量滴定法、仪器分析法,这些测定方法有各自的优缺点,下面我们就对各种方法做具体的阐述并对他们进行评价和比较。

关键词:铁矿石;全铁;分析方法;研究现状

1.氧化还原滴定法

重铬酸钾容量法被公认为是最准确的铁矿石中全铁测定方法,由于HgCl2的毒害性,要达到国家排放标准,对废水处理成本太高,所以使用无汞重铬酸钾法已经成为容量法分析的趋势。即以SnCl2-TiCl3为还原剂,分别以钨酸钠及二苯胺磺酸钠溶液为指示剂,以重铬酸钾为标准溶液,将试液滴至稳定的紫红色为止。但是该法所用的TiCl3溶液具有成本高、极易被氧化、稳定性能非常差等缺点。章志青改进样品制备方式,以硫磷混酸(1+1)替代氟化钠,既可完全快速熔样,又可促进显色。周凤英等人直接以硫磷混酸熔解试样,选用SnCl2为还原剂,重铬酸钾直接滴定测定全铁,避免了TiCl3不稳定给实验带来的误差,再就是利用氟化胺消除钒钛干扰,饱和硼酸消除多余氟离子,该方法适合于硫铁矿、钒钛铁矿石中全铁的快速分析;何巧灵等人利用高氯酸加热时具有强氧化性,稀释并冷却后氧化性消失的特性,代替氯化高汞,在氯化亚锡——三氯化钛完全还原Fe(Ⅲ)后,以消除过量的三氯化钛,既保持了原经典方法的快速、简便、准确的优点,又排除了汞盐对环境的污染。马茜等人用加有EDTA稳定剂的抗坏血酸做还原剂测定铁矿中全铁,既消除了重金属污染,同样能够达到国家标准方法的要求。成凤桂用 N-溴代丁二酞亚胺测定铁,将溶样后的试液中加入过量的抗坏血酸,以碘化钾-淀粉为指示剂,以 N-溴代丁二酞亚胺滴定剩余的抗坏血酸,该方法的优点同样是无铬离子、汞离子的污染,解决了抗坏血酸滴定终点突变不明显的问题,缺点是N-溴代丁二酞亚胺温度稍高易分解,并须在使用前配制,不利于生产中控制分析。郑震菲等人对重铬酸钾容量法改进,用高氯酸氧化过量的三氯化钛,既避免了汞盐的污染,又保持了原经典方法的快速、简便、准确等特点,适用于钛铁矿、还原钛铁矿及钛铁渣中全铁的测定。

2.实验方法

2.1铝箔还原重铬酸钾滴定法

2.1.1铝箔还原重铬酸钾滴定法的方法提要

试样用硫酸和磷酸分解,用铝箔将高价铁还原成低价铁,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用重铬酸钾标准滴定溶液滴定,以此来测定全铁的含量。

2.1.2铝箔还原重铬酸钾滴定法试样分解、还原、滴定、计算

称取试样0.200g,精确至0.0001g,置于500mL锥形瓶中,随同试样进行空白试验,用少量水润湿,加15mL硫酸-磷酸混合酸(1+1),置于高温电热板上加热使试样分解至大量硫酸烟,当硫酸烟离液面5~6cm时,使试样完全分解,取下锥形瓶冷却至室温。加蒸馏水50ml,加浓盐酸10ml,置于电炉盘上加热,加0.6g铝箔(99.5%),继续加热使铝箔溶解到冒大气泡为止,取下迅速以流水冷却至室温,加蒸馏水50ml,加钨酸钠溶液(1%)5ml,放置1分钟,如出现钨兰,用重铬酸钾标准滴定溶液(c(1/6K2Cr2O7)=0.050mol/L)滴定至无色(不计读数),加二苯胺磺酸钠(5g/L)指示剂3~~4滴,立即用重铬酸钾标准滴定溶液(c(1/6K2Cr2O7))=0.050mol/L)滴定至稳定的紫色既为终点。

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2.2三氯化钛还原-重铬酸钾滴定法

2.2.1三氯化钛还原-重铬酸钾滴定法方法提要:

试料以酸溶分解,以氯化亚锡还原大部分三价铁,再以钨酸钠为指示剂,用三氯化钛将剩余三价铁全部还原为二价至生成“钨蓝”。在硫酸-磷酸介质,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用重铬酸钾标准滴定溶液滴定二价铁,计算全铁的质量分数。

2.2.2试样分解、还原、滴定、计算

称取0.200g标样,精确至0.0001g,置于500mL锥形瓶中,以水润湿,随同试样进行空白试验,加入15mL氟化钠溶液(50g/L),20 HCl(密度1.19g/mL),在高温电热板上加热溶解试样到溶解完全,至瓶底无小气泡冒出,对难溶试样,溶解过程中可补加盐酸(1+1),溶解时边滴加氯化亚锡溶液(60g/L)保持溶液呈淡黄色,加热蒸发试液体积至约20毫升,冷却至室温,加入100mL水,1mL钨酸钠溶液(250g/L),滴加三氯化钛溶液(10g/L)至试液呈蓝色,待试液蓝色褪去后,立即加入10mL硫酸-磷酸混合酸(3+3+4),加4~5滴二苯胺磺酸钠指示剂(5g/L),迅速用重铬酸钾标准滴定溶液(c(1/6K2Cr2O7)=0.050mol/L)滴定到溶液变成为稳定的紫红色为终点。

2.2.3空白值的测量

在加入10mL硫酸-磷酸混合酸(3+3+4)之前,加5.00mL与重铬酸钾标准滴定溶液浓度相近的硫酸亚铁铵溶液,用重铬酸钾标准滴定溶液滴定至终点(消耗V1mL),再加5.00mL硫酸亚铁铵溶液,再以重铬酸钾标准滴定溶液滴定至终点(消耗V2mL),前后滴定消耗重铬酸钾标准滴定溶液体积之差V0即为空白值(V0=V1-V2)。

2.2.4通过国标GB/T6730.65---2009查得三氯化钛还原重铬酸钾滴定法的室内重复性限r和室间再现性限R值。

3.结果与讨论

3.1不同铝箔量的还原试验

对5个不同全铁含量的铁矿石标准样品,当使用0.60g铝箔还原分析结果的准确度及精密度基本都好于使用0.20g铝箔还原分析结果的准确度及精密度,说明0.20g铝箔不能将常规铁矿石中全铁还原完全。由于本试验为了完全还原,加大了铝箔的用量,使用0.60g的铝箔完全能保证铁矿石中全铁的还原分析精密度和准确度。

3.2三氯化钛还原重铬酸钾滴定法

分别对5个不同全铁含量的铁矿石标准样品进行分析。

通过数据表明,试样测量结果和标准值非常接近,标准偏差和RSD都在国标GB/T 6730.65---2009范围内,故表明此方法的精密度和准确度都非常好。

通过实验现象表明,高硅低铁(TFe<45%)的试样在试样溶解时,如果氟化钠溶液加得过少,试料不能完全溶解,还有少许颗粒存在,导致测量结果结果偏低;当加入40ml氟化钠溶液以上时,基本上颗粒完全溶解,试料溶液清澈透亮,表明试料完全溶解,测量结果非常接近于标准值。

参考文献:

[1]王瑞斌.盐酸羟胺-重铬酸钾无汞漓定法测定铁矿石中铁[J].治金分析,2005,25(6):89-90.

[2]章志青.对无汞法测定全铁的改进[J].山西冶金,2004(1):38-40.

[3]周凤英.二氯化锡-重铬酸钾容量法快速测定硫铁矿中全铁量[J].矿业快报,2006(5):37-38.

论文作者:甄海燕

论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期

论文发表时间:2018/5/31

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