鋼鐵中釩鈦的化學(xué)分析方法簡述

才文臣　趙吉穎

【摘 要】我國鐵礦資源豐富，鐵礦中的共生元素有釩、鈦、銅、鈷、鎳、鉻、鎵、鈧等，這些元素都有其特殊的開采和利用價值。其中釩、鈦含量高低差異很大，物相、價態(tài)也各不相同，在分析過程中，有一定的干擾和影響。本文分將分別介紹鋼鐵中釩、鈦的化學(xué)分析方法。

【關(guān)鍵詞】鋼鐵；釩鈦；化學(xué)分析

1.鋼鐵中釩的測定

測定鋼鐵及其礦物原料中釩的方法通常是亞鐵容量法、電位滴定法、鉭試劑-氯仿萃取分光光度法和PAR一H202一V三元絡(luò)合物分光光度法等。也有用到新釩試劑（2，2一二羧基二苯胺）法，聯(lián)苯胺催化法等方法的。

1.1亞鐵容量法

亞鐵容量法是將釩在酸性溶液中氧化成五價的VO2+1，用N-苯基代鄰位氨基苯甲酸作為指示劑，用亞鐵標(biāo)液滴定將五價的VO2+1還原成四價的VO+2，然后根據(jù)所用亞鐵標(biāo)液的量，通過電子守恒計算釩含量。氧化劑可以用到過硫酸銨或者高錳酸鉀，需要注意的事項有：

1.1.1酸度

學(xué)者對于高錳酸鉀作為氧化劑時的硫酸酸度定義不一，一部分學(xué)者認(rèn)為，含鐵時為11-18%，不含鐵時，為11-15%1；也有一部分學(xué)者認(rèn)為酸度應(yīng)控制在12-18%2，4-13.5N3，18-26%4等，而用過硫酸銨作為氧化劑時，學(xué)者一般統(tǒng)一認(rèn)為是15-20%5?；诖耍P者建議，此方法的酸最好控制度在12-15%的范圍內(nèi)，尤其以15%左右為最佳酸度值。如果超出了這個范圍，酸度太大就會使得終點顏色拖長，影響滴定結(jié)果，使滴定結(jié)果偏高，酸度太低又會使得反應(yīng)緩慢，甚至反應(yīng)不能進行。

1.1.2加入磷酸的量

①加入磷酸的目的。

加入磷酸的目的主要是與鐵形成絡(luò)合物，因為黃色的Fe3+會對終點的判斷造成影響。而且磷酸的用量過多使滴定結(jié)果偏低，用量太少，會使黃色的Fe3+無法完全生成絡(luò)合物，影響對滴定終點的判斷，使結(jié)果偏高。

②磷酸用量與含鐵量的關(guān)系。

磷酸的用量與鐵含量是有密切關(guān)系的，可以這樣說，鐵含量高，加入磷酸的量也就相應(yīng)增加，規(guī)律如下：

不含鐵：加入磷酸（1：1）量4-8毫升。

鐵含量為250毫克：加入磷酸（1：1）10毫升。

鐵含量為500毫克：加磷酸（1：1）15毫升。

不過，一般加磷酸（1：1）量最多為10毫升。因為加入過多的磷酸，會對滴定結(jié)果造成影響。

1.1.3指示劑

有學(xué)者對指示劑（N-苯基代鄰位氨基苯甲酸）的氧化還原電極電位的說法不一，一般有兩種說法，一種認(rèn)為E00.89v或E0=1.08V6。實驗中嘗試用的指示劑一般是配成0.2%的堿溶液。

1.2鉭試劑-氯仿萃取分光光度法

VO2+1在酸性條件下能夠與鉭試劑洛河生成紫色物質(zhì)，此物質(zhì)可以用氨仿進行萃取。該方法實施的條件如下：

1.2.1酸度

有關(guān)資料對萃取所需的酸度資料定義沒有統(tǒng)一，筆者認(rèn)為，萃取的效果是跟氯離子有關(guān)的，氯離子太多，反應(yīng)時間長，有可能使VO2+1被還原，酸度太小時，其吸光值也隨之降低，導(dǎo)致萃取回收率降低。所以，以HCI為介質(zhì)的溶液酸度為4N最好。

1.2.2萃取劑以及有機相和水相比

萃取劑通?？梢杂寐确?、苯、四氯化碳等有機溶劑，其中以氯仿效果最好。只要在一定的酸度范圍之內(nèi)，有機相與水相比有可能增大到1：9。

1.2.3加入KMnO4的量

KMnO4具有強氧化性，用其將釩氧化成為VO2+1時也要注意用量的問題，如果用量過多，會使得吸光值增加，這主要是因為鹽酸不能使Mn+7完全還原成Mn+2，而產(chǎn)生中間價態(tài)的四價錳，從而增高了空白值。

2.鋼鐵中鈦的測定

測定鋼鐵及其礦物原料中鈦的方法通常是容量法和比色法，比色法，對這些方法的簡述如下：

2.1高鐵容量法

高鐵容量法的環(huán)境也是酸性溶液，酸性條件下用鋁箔將Ti+4還原成Ti+3，指示劑可以用硫氰酸銨或中性紅，然后用Fe+3標(biāo)液滴定Ti+3；再根據(jù)Fe+3標(biāo)液的用量計算含鈦量。該方法的條件如下：

2.1.1酸度

學(xué)者認(rèn)為，還原鈦的酸度最好是1-6NHCl或1-8NH2SO4。不過，當(dāng)鈦的含量太大時，一般選擇3NH2SO4加3NHCI溶液即可。

2.1.2還原劑和指示劑

還原鈦用到的還原劑一般有鋅汞齊、金屬鎘、銀、鋁、鐵等。其中，鋁是最方便也是價格比較便宜的一種還原劑，而鐵粉的原速度雖然比較慢，但可以在一定程度上消除對鈦的干擾。

指示劑一般多采用硫氰酸按或中性紅。

2.2變色酸（CTA）比色法

在酸性條件下，鈦與變色酸反應(yīng)能夠生成紅棕色絡(luò)合物，可以用于比色測定。該方法的條件如下：

2.2.1酸度

顯色反應(yīng)的酸度范圍一般是PH值為2.5～3.0，顯（下轉(zhuǎn)第179頁）（上接第135頁）色介質(zhì)可以是HCI，乙酸或H2SO4。滿足此條件時，顯色反應(yīng)較為靈敏度。當(dāng)pH>1時，顯色介質(zhì)一般是H2C2O4-H2SO4，雖然此時靈敏度較前者更低，但是穩(wěn)定性還是能夠保證的。

2.2.2溫度及穩(wěn)定性

該顯色反應(yīng)對溫度的要求并不是很敏感，通常在室溫下就可立即顯色，當(dāng)溫度達(dá)到40℃以上時顏色加深，而且顯色后的穩(wěn)定時間至少為1個小時。

2.2.3干擾元素

鋼鐵中的常存元素對草酸-變色酸的測定并沒有太大的影響，但是草酸能夠和鐵生成黃色絡(luò)合物。在鋼鐵及冶金原料中含鐵量并不完全相同，而且各元素在溶于酸性溶液的顏色深淺不同，因此會造成比較大的誤差。比如說，在酸性溶液中，鉻，銅顯深綠色，釩、鎳、鉑顯淺黃色。鎢雖然不影響顯色反應(yīng)，但樣品中鎢含量過高時，鎢會在酸性溶液中產(chǎn)生的鎢酸沉淀，此沉淀會在一定程度上吸附釩。其中，氟的存在對測定也有一定的干擾，它的漂白性能使顯色液退色。

總之，鋼鐵中釩鈦的分析方法有很多種，各有各的優(yōu)勢，這就需要學(xué)者根據(jù)自身環(huán)境的情況來進行正確的取舍，也希望找到更加方便快捷經(jīng)濟的分析方法。 [科]

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