關(guān)于鐵礦石中鐵元素的測(cè)定分析方法探討

■林瑩

（江西省地質(zhì)調(diào)查研究院江西南昌330030）

關(guān)于鐵礦石中鐵元素的測(cè)定分析方法探討

■林瑩

（江西省地質(zhì)調(diào)查研究院江西南昌330030）

本文主要介紹了常用的鐵礦石化學(xué)分析的方法，并以重鉻酸鉀法為例對(duì)鐵礦石中鐵元素的測(cè)定分析，供同行參考。

鐵礦石測(cè)定探討

1　常用的鐵礦石化學(xué)分析方法

1.1重鉻酸鉀滴定法

重鉻酸鉀容量法被公認(rèn)為是最準(zhǔn)確的鐵礦石中全鐵測(cè)定方法，由于HgCl2的毒害性，要達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)廢水處理成本太高，所以使用無(wú)汞重鉻酸鉀法已經(jīng)成為容量法分析的趨勢(shì)。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(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)。章志青改進(jìn)樣品制備方式，以硫磷混酸替代氟化鈉，既可完全快速熔樣，又可促進(jìn)顯色。

1.2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(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定鐵，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD＜1%，加標(biāo)回收率約為95.3%～101.5%。該方法沒(méi)有使用汞鹽和鉻鹽，簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、無(wú)污染，適合于實(shí)際生產(chǎn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

1.3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(jiǎn)單，使用方便，毫升可讀至小數(shù)點(diǎn)后第三位，并且微量滴定法處理樣品時(shí)，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(cè)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(guò)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(zhǔn)確度均無(wú)顯著差異。

1.4儀器分析法

容量分析鐵礦石中的全鐵，過(guò)程繁雜，流程長(zhǎng)，終點(diǎn)溶液顏色有時(shí)變化不明顯，無(wú)法及時(shí)得出分折結(jié)果，很難滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)對(duì)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(jì)的pH值大小變化替代指示劑終點(diǎn)判斷的主觀性，減少實(shí)驗(yàn)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(diǎn)的誤差。

2　以重鉻酸鉀法為例對(duì)鐵礦石中鐵元素的測(cè)定分析

對(duì)于鐵礦石分析方法，在我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1361-2008《鐵礦石分析方法總則及一般規(guī)律》中規(guī)定了天然礦石、鐵精礦及其他選塊礦各成分的仲裁分析和標(biāo)樣制作，以及驗(yàn)證其他分析方法時(shí)必須采用的方法。

對(duì)礦石進(jìn)行化學(xué)法分析，首先要采取化學(xué)分析試樣：化學(xué)分析試樣主要用來(lái)確定所取物料中某些元素或成分的含量，多用于原礦、精礦、尾礦或生產(chǎn)過(guò)程中其他產(chǎn)品的分析，以便檢查數(shù)、質(zhì)量指標(biāo)并編制金屬平衡表，它是選礦試驗(yàn)和生產(chǎn)檢查中經(jīng)常要取的試樣。

選取試樣后要對(duì)試樣進(jìn)行預(yù)處理。通常是在試樣分解后，使待測(cè)組份以可溶鹽的形式進(jìn)入溶液，或者使其保留于沉淀之中，從而與某些組份分離，有時(shí)也以氣體形式將待測(cè)組份導(dǎo)出，再以適當(dāng)?shù)脑噭┪栈蛉纹浒l(fā)揮。

2.1實(shí)驗(yàn)部分

實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)試劑：250ml容量瓶；250mL錐形瓶；50ml酸式滴定管；電加熱板；全自動(dòng)電子分析天平。重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液K2Cr2O7：稱(chēng)取10g已在120℃烘箱中干燥至恒重的基準(zhǔn)重鉻酸鉀，溶于水，移入2000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度。鋁粉；過(guò)30目篩礦石粉末；三氯化鈦；硝酸；硫-磷混酸溶液；二苯胺磺酸鈉指示劑；分析純?cè)噭〧e2O3。鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液:稱(chēng)取8g基準(zhǔn)試劑三氧化二鐵，用鹽酸溶解完全后，定容于1000mL容量瓶中。硫-磷混合酸:將150mLH2SO4緩慢加入500mL水中，冷卻后加入150mLH3PO4，用水稀釋至1000mL。二苯胺磺酸鈉溶液。所用試劑除注明外均為分析純，水為蒸餾水。

2.2實(shí)驗(yàn)方法

（1）三氯化鈦—重鉻酸鉀法；（2）鋁粉-重鉻酸鉀滴定法。鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定：吸取20 mL鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液于錐形瓶中，加入金屬鋁粉，通入二氧化碳，充分搖動(dòng)至溶液黃色褪去，并且過(guò)量的鋁粉溶解完全，溶液變?yōu)闊o(wú)色，加入10mL硫-磷混合酸，加5滴二苯胺磺酸鈉指示劑，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至紫紅色為終點(diǎn)。

實(shí)際樣品測(cè)定：準(zhǔn)確稱(chēng)取鉛鋅選礦廠尾礦選硫鐵礦精礦樣品0.2g于燒杯中，加入10mL濃HCl，在低溫電爐上加熱5min，再加入15mLHNO3，繼續(xù)加熱至樣品溶解完全，并反復(fù)加入濃HCl低溫?fù)]發(fā)除去HNO3。加30mL=50%（體積分?jǐn)?shù)）的H2SO4，高溫加熱蒸發(fā)至冒濃厚三氧化硫白煙5min，將HNO3徹底除去，取下冷卻。加適量水及少量HCl，加入金屬鋁粉，通入二氧化碳，充分搖動(dòng)至溶液黃色褪去，并且過(guò)量的鋁粉溶解完全，溶液變?yōu)闊o(wú)色，加入10mL硫-磷混合酸，加5滴二苯胺磺酸鈉指示劑，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至紫紅色為終點(diǎn)。

2.3結(jié)果與討論

2.3.1測(cè)定結(jié)果

根據(jù)兩種方法的要求，測(cè)量礦石結(jié)果為（n=4）為:三氯化鈦—重鉻酸鉀法wFe=44.24%本法wFe=44.48%；鋁粉-重鉻酸鉀滴定法wFe=46.42%，本法wFe=47.03%（RSD為0.53%）。測(cè)定鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液結(jié)果取5份鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，用本法測(cè)得平均值為c（Fe3+）=0. 09mol/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.36%，與經(jīng)三氯化鈦—重鉻酸鉀法測(cè)得結(jié)果一致。說(shuō)明本方法具有較高的測(cè)量精度。

2.3.2鋁粉用量的處理

實(shí)驗(yàn)表明，金屬鋁粉反應(yīng)后被氧化為Al3+，不會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生影響；而鋁具有還原性，可以與重鉻酸鉀反應(yīng)。為保證將Fe3+完全還原為Fe2+，必須加入過(guò)量的鋁粉，過(guò)量的殘余鋁能使溶液呈灰色，與鹽酸反應(yīng)可除去，即溶液由灰色變?yōu)闊o(wú)色，否則結(jié)果偏高且不穩(wěn)定。因此，在本實(shí)驗(yàn)中，一定要注意多余鋁粉的處理。

3　結(jié)束語(yǔ)

鐵作為社會(huì)生產(chǎn)與生活中應(yīng)用最為廣泛的一種元素，對(duì)鐵礦的開(kāi)采量較大，所以測(cè)定方法越簡(jiǎn)單準(zhǔn)確其工作效率效率越高。滴定分析法是目前較為準(zhǔn)確快速的測(cè)定鐵含量方法，目前雖然使用滴定法較多但它仍然有不足之處，我們應(yīng)該注意創(chuàng)新，不斷探索更科學(xué)更準(zhǔn)確的方法。

［1］曹宏艷.冶金材料分析技術(shù)與應(yīng)用 ［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

［2］何巧玲，賈廣信，馬永錄，等.高氯酸代替氯化高汞重鉻酸鉀容量法測(cè)定鐵礦石中全鐵 ［J］.礦業(yè)快報(bào)，2007（8）

P617.9［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-243-1