地質(zhì)樣品中硫化物形式鐵的分離及測(cè)定分析

魏燕芳(廣東省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊(duì)，廣東 肇慶 526000)

鐵硫化物中的黃鐵礦是其主要的礦物質(zhì)，還包括其他形式的鐵硫化物，這部分的鐵硫化物大多是黃鐵礦在行程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物[1]，在海洋的沉積物中較為常見(jiàn)。近幾年，我國(guó)開(kāi)發(fā)了地質(zhì)樣品中硫化物形式鐵的分離與測(cè)定的新方法，就是采用溶解的方式與磺基水楊酸相結(jié)合，這種新方法簡(jiǎn)化了原有的實(shí)驗(yàn)步驟，在分析上有了一定的選擇性。本文對(duì)該實(shí)驗(yàn)的測(cè)量形式和地質(zhì)樣品的應(yīng)用效果進(jìn)行了分析。

1 實(shí)驗(yàn)方法

將1克灰?guī)r樣品放入250毫升的燒杯中，再放入100毫升的次氯酸鈉溶液（劑量為30%）。侵泡時(shí)間至少為40小時(shí)，40小時(shí)之后，再用濾膜進(jìn)行過(guò)濾，用蒸餾水將燒杯和固體濾渣進(jìn)行洗滌，洗滌次數(shù)為7-8次。再把濾渣和濾膜放入該燒杯中，再通過(guò)移液管放入100毫升磺基水楊酸溶液（劑量為10克），進(jìn)行侵泡，侵泡時(shí)間至少12小時(shí)，在侵泡中用玻璃棒進(jìn)行多次攪動(dòng)。停止攪動(dòng)后，通過(guò)真空泵進(jìn)行抽濾，將收集到的濾液放入100毫升的容器瓶中。并從中抽取10毫升的濾液放入另一容器瓶中（容量為50毫升），然后再利用每毫升0.1克的磺基水楊酸溶液進(jìn)行稀釋?zhuān)胖脮r(shí)間至少為10分鐘。將沒(méi)有測(cè)量的溶液放入比色皿中，可以參照空白溶液，進(jìn)行測(cè)量吸光度（位置為420納米的波長(zhǎng)處）。再依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線將樣品中鐵的濃度進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，最后可以從地質(zhì)樣品中硫化物形式鐵的含量進(jìn)行獲取。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 選擇黃鐵礦氧化劑

為了合理選擇黃鐵礦氧化劑中的鐵硫化物，根據(jù)以次氯酸鈉氧化劑和雙氧水氧化劑的試驗(yàn)已有研究的結(jié)果表明[2]，次氯酸鈉的氧化效果較好，因?yàn)榇温人徕c具有良好的穩(wěn)定性，對(duì)鐵的硫化物溶解過(guò)程相對(duì)穩(wěn)定。所以應(yīng)選擇穩(wěn)定性相對(duì)較好的次氯酸鈉溶液。

2.2 次氯酸鈉的使用劑量

為了分析次氯酸鈉的使用劑量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以進(jìn)行操作研究：利用250毫升的燒杯稱(chēng)取3個(gè)樣品，每個(gè)樣品的劑量均為1克，再分別放入一定量的次氯酸鈉，劑量分別為50毫升、75毫升和100毫升。經(jīng)試驗(yàn)結(jié)果表明，在操作研究范圍之內(nèi)的吸光度相對(duì)較為恒定，相對(duì)于1克樣品來(lái)講，50毫升的次氯酸鈉足以能夠把樣品中的貼硫化物進(jìn)行溶解。結(jié)合高鐵硫化物樣品進(jìn)行考慮，試驗(yàn)方法最終選擇100毫升的次氯酸鈉。

2.3 次氯酸鈉的作用時(shí)間

為了分析次氯酸鈉對(duì)完全氧化鐵硫化物的時(shí)間，進(jìn)行操作研究：利用250毫升的燒杯稱(chēng)取3個(gè)樣品，每個(gè)樣品的劑量均為1克，完全氧化的時(shí)間分別是26小時(shí)、34小時(shí)和48小時(shí)。結(jié)果顯示，鐵硫化物的氧化程度隨著侵泡次氯酸鈉的時(shí)間不斷增加而提升。侵泡時(shí)間在36小時(shí)之后，在操作研究范圍內(nèi)的吸光度開(kāi)始相對(duì)較為穩(wěn)定，鐵硫化物完全氧化。所以在此操研究中，選用次氯酸鈉的作用時(shí)間為40小時(shí)。

2.4 選擇對(duì)鐵的提取方式

選擇鐵的提取方式時(shí)，需要考慮到不能讓樣品中含有的其他礦物相鐵溶解。所以選擇堿性黃基水楊酸進(jìn)行提取。另外，為了選擇合適的pH值，采用氨水把磺基水楊酸的pH值分別設(shè)為7、8、9做相應(yīng)操作。結(jié)果表明，其pH值為7-9時(shí)，提取的能力相似。

2.5 選擇磺基水楊酸的使用劑量及作用時(shí)間

經(jīng)有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果表明，雖然磺基水楊酸的濃度不同，但對(duì)提取鐵的結(jié)果是一樣的，磺基水楊酸的作用時(shí)間隨著其濃度的增高而縮短，如果濃度低，其作用時(shí)間也跟著相應(yīng)的延長(zhǎng)。把每毫升0.025克的磺基水楊酸在25小時(shí)中對(duì)鐵完全提取除外，磺基基水楊酸的其他濃度都可以在10小時(shí)中就完成提取，所以該實(shí)驗(yàn)選擇每毫升0.1克的磺基水楊酸，選擇的作用時(shí)間為10小時(shí)以上。

2.6 其他礦物的干擾實(shí)驗(yàn)

對(duì)于怎樣做才能提取氫氧化鐵并且不會(huì)影響其他物質(zhì)，進(jìn)行合理選擇性分離是本文研究的關(guān)鍵內(nèi)容。根據(jù)研究，考慮到了地質(zhì)樣品中經(jīng)常見(jiàn)到的含鐵礦物，例如赤鐵礦、灰?guī)r和磁鐵礦以及橄欖石等，將這些對(duì)硫化物形式鐵的干擾情況進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，在次氯酸鈉對(duì)磺基水楊酸進(jìn)行提取的過(guò)程中，鐵硫化物幾乎沒(méi)有發(fā)生溶解，所以說(shuō)，其它礦物對(duì)其干擾較小，并可以測(cè)定出地質(zhì)樣品中硫化物形式鐵具備了一定的特效性。

2.7 標(biāo)準(zhǔn)回收實(shí)驗(yàn)

為了分析本實(shí)驗(yàn)在地質(zhì)樣品中的適用性，對(duì)鐵硫化物進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)回收試驗(yàn)。具體操作方法為：稱(chēng)取0.1克的黃鐵礦，放入含有10克的海相碳酸鹽樣品中，進(jìn)行均勻攪拌，在再其中稱(chēng)取1克的混合均勻的樣品，放入到250毫升的燒杯中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，黃鐵礦的回收率到了99.1%，因此該實(shí)驗(yàn)符合地質(zhì)樣品質(zhì)量測(cè)定的要求，在地質(zhì)樣品中硫化物形式鐵的分析中具有適用性。

[1]劉相梅，彭平安，黃偉林等.自然界中貼鐵化物礦物質(zhì)對(duì)含氯有機(jī)化合物降解作用[J].地質(zhì)地球化學(xué)，2012,30：46-52.

[2]王德杰，范代讀，李從先.不同預(yù)處理對(duì)沉積物粒度分析結(jié)果的影響[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，31：314-318.