鐵礦石中全鐵分析方法研究現(xiàn)狀

張志紅

【摘 要】我國的礦產(chǎn)資源較為豐富，礦產(chǎn)開采為國家以及個人帶來了巨大的經(jīng)濟效益，一個優(yōu)質(zhì)的礦產(chǎn)可以創(chuàng)造出巨大的財富。鐵是世界上發(fā)現(xiàn)最早的金屬，其用量也較大。鐵礦石的發(fā)現(xiàn)對于工業(yè)發(fā)展和人們的日常生活有重要的影響。鐵礦石中鐵的含量影響著鐵礦石的品位，決定著鐵礦石的利用價值。鐵礦石中全鐵的分析方法較多，較為常用的主要有四大類，分別是重鉻酸鉀容量法、絡(luò)合滴定法及微量滴定法、儀器分析法，這些測定方法有各自的優(yōu)缺點，下面我們就對各種方法做具體的闡述并對他們進行評價和比較。

【關(guān)鍵詞】鐵礦石；全鐵；分析方法；研究現(xiàn)狀

0.引言

鐵礦分為多個種類，包括赤鐵礦、磁鐵礦、菱鐵礦等，鐵礦種類主要是根據(jù)鐵礦石中的含鐵量進行劃分，即根據(jù)鐵礦石的品位來確定鐵礦類別。鐵礦石的品位和質(zhì)量關(guān)系到開采礦石的成本以及經(jīng)濟收益，選取高質(zhì)的鐵礦石可以直接投入工業(yè)生產(chǎn)，而含鐵量較低的劣質(zhì)鐵礦石則需要經(jīng)過多道工序的除雜才可以投入使用，這不僅會增加技術(shù)處理的難度，而且會增加使用成本，降低經(jīng)濟效益。礦石本身就是一種化合物，有多中元素和物質(zhì)組合而成，選取準確簡便的測定方法對于開采鐵礦，獲得較大的經(jīng)濟效益有重要的作用。

鐵是最早發(fā)現(xiàn)的金屬，所以對于鐵礦石中全鐵的測定方法較多。傳統(tǒng)的鐵礦石全鐵測定方法測定流程較為復雜，工藝較為繁瑣，不僅測定時間較長，而且缺乏準確性，難以適應(yīng)現(xiàn)在經(jīng)濟發(fā)展水平對技術(shù)提出的要求，但傳統(tǒng)的測定方法一定程度上對于鐵礦開采的發(fā)展有促進作用。隨著科技水平的提高，使用氯化汞作為試劑的重鉻酸鉀法逐漸興起，并得到了國內(nèi)外的廣泛應(yīng)用，這種方法靈敏度高，適用性較強，可以準確定量的觀測到數(shù)據(jù)的大小和變化，但在測定過程中使用到的汞不能消除，會對環(huán)境造成一定的污染，因此這種方法也有一定的局限性。下面我們就對測定鐵礦石中全鐵含量的主要方法進行簡要的闡述。

1.氧化還原滴定法

重鉻酸鉀容量法被公認為是最準確的鐵礦石中全鐵測定方法，由于HgCl2的毒害性，要達到國家排放標準，對廢水處理成本太高，所以使用無汞重鉻酸鉀法已經(jīng)成為容量法分析的趨勢。 即以SnCl2-TiCl3為還原劑，分別以鎢酸鈉及二苯胺磺酸鈉溶液為指示劑，以重鉻酸鉀為標準溶液，將試液滴至穩(wěn)定的紫紅色為止。但是該法所用的TiCl3溶液具有成本高、極易被氧化、穩(wěn)定性能非常差等缺點。章志青改進樣品制備方式，以硫磷混酸（1+1）替代氟化鈉，既可完全快速熔樣，又可促進顯色。 周鳳英等人直接以硫磷混酸熔解試樣，選用SnCl2為還原劑，重鉻酸鉀直接滴定測定全鐵， 避免了TiCl3不穩(wěn)定給實驗帶來的誤差，再就是利用氟化胺消除釩鈦干擾，飽和硼酸消除多余氟離子，該方法適合于硫鐵礦、釩鈦鐵礦石中全鐵的快速分析；何巧靈等人利用高氯酸加熱時具有強氧化性， 稀釋并冷卻后氧化性消失的特性，代替氯化高汞，在氯化亞錫——三氯化鈦完全還原Fe（Ⅲ）后，以消除過量的三氯化鈦，既保持了原經(jīng)典方法的快速、簡便、準確的優(yōu)點，又排除了汞鹽對環(huán)境的污染。 馬茜等人用加有EDTA穩(wěn)定劑的抗壞血酸做還原劑測定鐵礦中全鐵， 既消除了重金屬污染，同樣能夠達到國家標準方法的要求。成鳳桂用 N-溴代丁二酞亞胺測定鐵，將溶樣后的試液中加入過量的抗壞血酸， 以碘化鉀-淀粉為指示劑，以 N-溴代丁二酞亞胺滴定剩余的抗壞血酸，該方法的優(yōu)點同樣是無鉻離子、汞離子的污染，解決了抗壞血酸滴定終點突變不明顯的問題， 缺點是N-溴代丁二酞亞胺溫度稍高易分解，并須在使用前配制，不利于生產(chǎn)中控制分析。鄭震菲等人對重鉻酸鉀容量法改進，用高氯酸氧化過量的三氯化鈦，既避免了汞鹽的污染，又保持了原經(jīng)典方法的快速、簡便、準確等特點，適用于鈦鐵礦、還原鈦鐵礦及鈦鐵渣中全鐵的測定。

2.絡(luò)合滴定法

在絡(luò)合滴定法中，EDTA 作為滴定劑應(yīng)用最為廣泛。 王瑞斌等人將鐵礦石用硫磷酸混酸溶解并消除干擾后，在pH值為1.5～2.5的熱溶液中，以 N-苯甲酰羥胺為指示劑，用 EDTA 標準溶液直接滴定鐵，測定結(jié)果的相對標準偏差RSD<1%，加標回收率約為95.3%～101.5%。該方法沒有使用汞鹽和鉻鹽，簡單、快速、準確、無污染，適合于實際生產(chǎn)和學生實驗。

3.微量滴定法

張玉清等人研制成了WD-COⅡ型微量滴定管及其配套裝置，滴定管結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，毫升可讀至小數(shù)點后第三位（1mL 溶液微量滴定管可滴 130～150 液滴），并且微量滴定法處理樣品時，因量少，試樣溶解快，能減少酸霧污染。 用于鐵礦中全鐵含量測定，以重鉻酸鉀為滴定劑，采用甲基橙指示劑代替有毒試劑HgCl2，指示預(yù)處理完全程度和除去過量的還原劑SnCl2，該方法減少了有毒試劑及濃酸的用量，但所得結(jié)果與常量法一致、兩者精密度及準確度均無顯著差異。 同時符合微型實驗化、綠色化的發(fā)展趨勢。

4.儀器分析法

容量分析鐵礦石中的全鐵，過程繁雜，流程長，終點溶液顏色有時變化不明顯，無法及時得出分折結(jié)果，很難滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)對快速分析的要求。 韓德花等人采用抗壞血酸做還原劑滴定赤鐵礦中的鐵含量， 利用電位分析中酸度計的pH值大小變化替代指示劑終點判斷的主觀性，減少實驗誤差。 張鳳君采用鈦（Ⅲ）直接滴定鐵礦石中全鐵，用鉑電極作指示電極，甘汞電極作參比電極，該方法提高了滴定靈敏度和精密度， 減少了人為的指示劑判斷終點的誤差。 丁仕兵等應(yīng)用 XRF熒光分析，樣品中加入鈷標準為分析內(nèi)標物，采用高溫熔融法將樣品制成玻璃圓片以消除粒度效應(yīng)，并減少基體效應(yīng)。 選擇鐵元素的FeKa強度與CoKa 強度的比值對全鐵的濃度繪制工作曲線，分析結(jié)果的精密度和準確度可與化學法相比，能夠滿足企業(yè)的生產(chǎn)要求。 廖海平等人利用微波溶樣技術(shù)快速熔解各種鐵礦石，用電位滴定裝置滴定全鐵含量，并且對不同鐵礦物測定全鐵的溶樣條件進行了探索，測試結(jié)果的平均值與標準值的相對誤差為0.18%～0.29%， 相對標準偏差為0.10%～0.18%， 同時為電位滴定測定全鐵含量奠定基礎(chǔ)。 白曉杰等人利用示波極譜滴定法，在pH值為2.0～2.5介質(zhì)中加人過量 EDTA標準溶掖并加熱攪拌使之與鐵充分絡(luò)合，在pH值為6的 NH4Ac～HAc介質(zhì)中，用標準鋅溶液返滴定至出現(xiàn)鋅的切口為滴定終點。該方法靈敏、直觀、快捷、經(jīng)濟實用且無污染，滴定終點的判斷不用加指示劑，不受顏色、沉淀的影響。

5.結(jié)語

各種測定方法都有其各自的優(yōu)缺點，根據(jù)實際情況的不同可以選用不同的全鐵測定方法?，F(xiàn)在人們已經(jīng)將重鉻酸鉀容量法進行了改進，采用可其他的元素代替了汞，減小了環(huán)境的污染程度，目前這種方法在各個工業(yè)領(lǐng)域使用最為廣泛，但測定過程中的鉻元素，仍然具有環(huán)境污染性，因此這種方法雖然最為準確但卻難以廣泛實施使用。本文介紹的氧化還原滴定法雖然消除了汞和鉻對環(huán)境的污染，但加大了測定的本身難度，其試劑的保存，鑒定，結(jié)果的處理都更加的困難，使得測定更具復雜性。絡(luò)合滴定法及微量滴定法測定過程較為簡單，裝置較為簡便，測定的數(shù)據(jù)準確性較好，并且無污染，可以應(yīng)用與實際的工作研究中，有標準有一定的偏差。儀器分析方法測定全鐵的步驟較為簡單，使用更加方便，但單獨使用儀器分析，尤其是對于含鐵量較高的礦石受干擾性較多，難以得出準確的結(jié)論做出更深度的分析。因此我們應(yīng)該根據(jù)實際工作中的需要選取方法，使用簡便、準確的方法獲得科學性的結(jié)果，保證測定的效果，并對鐵礦石中全鐵測定方法作出進一步的探討和研究。

【參考文獻】

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