氧化鐵粉測定方法的改進

姚海童（天津冶金集團中興盛達鋼業(yè)有限公司，天津301616）

氧化鐵粉測定方法的改進

姚海童
（天津冶金集團中興盛達鋼業(yè)有限公司，天津301616）

為了測定廢酸再生的氧化鐵粉含量，使實驗更加符合工作需要，在HG/T 2574-2009《工業(yè)氧化鐵》的實驗方法基礎(chǔ)上進行改進。通過大量的對比實驗，精確的數(shù)據(jù)分析，確定了更符合實際工作的實驗方法，使溶樣現(xiàn)象更易觀察，實驗步驟更簡化，并且減少了試劑的使用，降低了實驗成本，提高經(jīng)濟效益。

氧化鐵粉；廢酸；再生；實驗方法

1 引言

實驗研究對象為拉絲前處理酸洗磷化過程中使用的鹽酸經(jīng)廢酸再生站通過噴霧焙燒法所得的氧化鐵粉，由于其純度較高，其他雜質(zhì)元素較少，因此分析時，可使樣品溶解后將全部鐵還原為二價鐵，通過重鉻酸鉀標準溶液直接滴定確定氧化鐵含量。

根據(jù)標準HG/T 2574-2009《工業(yè)氧化鐵》所提供的試樣方法：稱取約0.3 g試樣，精確至0.000 2 g，置于500 ml錐形瓶中，加30 ml鹽酸溶液，加熱使試樣完全溶解。繼續(xù)加熱至近沸，邊攪拌邊徐徐滴加氯化亞錫溶液至溶液顏色剛變?yōu)闊o色，再過量數(shù)滴。將錐形瓶在流水中冷卻至室溫。搖動下滴加高錳酸鉀溶液至溶液呈棕色，加水至約100 ml，加熱使溶液呈透明狀，取下，邊搖邊滴加氯化亞錫溶液至淺黃色。加入4～5滴靛紅指示液，滴加三氯化鈦溶液至溶液藍色剛好消失，再滴加重鉻酸鉀溶液至亮藍色，用水稀釋至約300 ml，冷卻。加入30 ml硫磷混酸溶液和3滴二苯胺磺酸鈉指示液，用重鉻酸鉀標準滴定溶液滴定至溶液出現(xiàn)紫色即為終點。根據(jù)公司實際情況再結(jié)合實驗的情況下對此實驗方法進行改進，使之更符合實際工作的需要。

2 溶樣過程中指示劑的選擇

在實際溶樣過程中，發(fā)現(xiàn)使用靛紅指示劑現(xiàn)象不明顯，無法判斷是否三價鐵全部被還原為二價鐵，因此借鑒了標準GB/T 6730.65—2009《鐵礦石全鐵含量的測定——三氯化鈦還原重鉻酸鉀滴定法》中的鹽酸-氟化鈉分解法，使用鎢酸鈉作為指示劑，現(xiàn)象明顯。其方法為在使用鹽酸將試樣全部溶解后，滴加三氯化鈦溶液使試液變?yōu)樗{色，此時三價鐵全部還原為二價鐵，再將過量的三氯化鈦由空氣中的氧氣或者低濃度重鉻酸鉀溶液氧化得到待測溶液。

3 溶樣過程的改進

3.1 氯化亞錫溶液的加入時機

在實際溶樣過程中，如果先用鹽酸將試樣全部溶解再滴加氯化亞錫溶液，第一、溶解溫度不易控制，第二、在用鹽酸溶解時由于溶液顏色較深，不易判斷試樣是否全部溶解。因此借鑒GB/T 6730.65-2009中的鹽酸-氟化鈉分解法，高溫加熱至樣品溶解，并在溶解過程中不斷滴加氯化亞錫溶液，使溶液呈淡黃色。這樣既解決了控制溶解溫度的麻煩，又使溶液顏色變淺，容易觀察樣品是否全部溶解。

為了驗證此方法對實驗結(jié)果是否有影響，特在其他步驟相同的情況下做了一組對比實驗，實驗數(shù)據(jù)如表1所示。

從表1可以看出改進后的方法對實驗結(jié)果沒有影響，因此改進后的溶樣過程既簡便又可行。

3.2 加入高錳酸鉀溶液的步驟取舍

原方法是在溶解完全后將錐形瓶在流水中冷卻至室溫。搖動下滴加高錳酸鉀溶液至溶液呈棕色，加水至約100 ml，加熱使溶液呈透明狀，取下，邊搖邊滴加氯化亞錫溶液至淺黃色。在實驗中發(fā)現(xiàn)如果溶樣時不斷滴加氯化亞錫溶液至溶解完全時溶液呈淺黃色，冷卻至室溫，加100 ml水，1 ml鎢酸鈉溶液，再滴加三氯化鈦溶液至試液呈藍色就可使鐵全部轉(zhuǎn)化為二價鐵。因此，加入高錳酸鉀溶液的步驟可以省略。

為了驗證此方法對實驗結(jié)果是否有影響，特在其他步驟都一樣的情況下做了一組對比實驗，實驗數(shù)據(jù)如表2所示。

表1 不同溶樣過程所得實驗結(jié)果/%

表2 加入高錳酸鉀溶液步驟改進所得實驗結(jié)果/%

從表1、表2可以看出改進后的方法對實驗結(jié)果沒有影響，因此改進后的方法簡略了實驗步驟。但是高錳酸鉀溶液可以用于氧化在溶樣過程中過量的氯化亞錫溶液，如果在溶樣過程中氯化亞錫溶液過量使溶液變成無色了，可以緩慢滴加高錳酸鉀溶液至溶液呈淺黃色，再繼續(xù)之后的步驟。

3.3 磷硫混酸的替代

原方法中在最后滴定時使用磷硫混酸（3+3+14）提供酸性環(huán)境。由于本實驗研究的氧化鐵粉雜質(zhì)含量較少，因此選用硫酸（1+4）代替磷硫混酸，減少實驗試劑的使用。

為了驗證此方法對實驗結(jié)果是否有影響，特在其他步驟都一樣的情況下做了一組對比實驗，實驗數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 加入高錳酸鉀溶液步驟改進所得實驗結(jié)果/%

從表3可以看出改進后的方法對實驗結(jié)果沒有影響，因此可以用硫酸（1+4）代替磷硫混酸（3+3+14），減少試劑的使用，降低實驗成本。

4 改進后實驗方法

4.1 實驗所用溶液的濃度

鹽酸：分析純；

氯化亞錫溶液：60 g/L；

稱取6 g氯化亞錫溶于20 ml鹽酸中，加水稀釋至100 ml。

高錳酸鉀溶液：4 g/L；

鎢酸鈉溶液：250 g/L；

稱取25 g鎢酸鈉溶于60 ml水中，加5 ml磷酸，加水稀釋至100 ml；

三氯化鈦溶液：1+9；

量取10 ml 15%的三氯化鈦溶液，用鹽酸溶液（1+1）稀釋至100 ml；

硫酸溶液：1+4；

重鉻酸鉀溶液：5 g/L；

重鉻酸鉀標準滴定溶液：c（1/6 K2Cr2O7）=0.1 mol/L；

二苯胺磺酸鈉指示劑：5 g/L。

4.2 實驗步驟

稱取約0.3 g試樣，精確至0.000 2 g，置于500 ml錐形瓶中，加30 ml鹽酸（3.1.1），高溫加熱至試樣溶解，溶解過程中不斷滴加氯化亞錫溶液（3.1.2），保持試液呈淺黃色。如氯化亞錫溶液過量，試液變成無色，可滴加高錳酸鉀溶液（3.1.3）至試液呈淺黃色，再取下冷卻至室溫。加約100 ml水，1 ml鎢酸鈉溶液（3.1.4），在不斷搖動下滴加三氯化鈦溶液（3.1.5）至試液呈藍色。滴加重鉻酸鉀溶液（3.1.7）至藍色消失，或稍等空氣中的氧氧化至藍色消失，立即加入10 ml硫酸溶液（3.1.6），加5滴二苯胺磺酸鈉指示劑（3.1.9），用重鉻酸鉀標準滴定溶液（3.1.8）滴定至試液由無色變?yōu)榫G色再變?yōu)樽仙礊榻K點。

4.3 結(jié)果計算

氧化鐵含量以三氧化二鐵（Fe2O3）的質(zhì)量分數(shù)ω計，數(shù)值以%表示，按以下公式計算：式中，V為滴定消耗的重鉻酸鉀標準滴定溶液體積的數(shù)值，ml；c重鉻酸鉀標準滴定溶液的濃度數(shù)值，單位為摩爾每升（mol/L）；m為試樣質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；M為三氧化二鐵（1/2 Fe2O3）摩爾質(zhì)量的數(shù)值，單位為克每摩爾（g/mol）。

取平均測定結(jié)果的算數(shù)平均值為測定結(jié)果，兩次平行測定結(jié)果的絕對差值不大于0.2%。

5 結(jié)語

本方法是將HG/T 2574-2009《工業(yè)氧化鐵》實驗方法根據(jù)公司情況結(jié)合實驗進行的改進，使之更符合實際工作的需要。改進后的實驗方法步驟更加簡略，實驗現(xiàn)象更明顯，可操作性更強，并且節(jié)約了部分成本，加快了實驗速度，為實驗工作提供了更可靠的實驗方法。

［1］HG/T 2574-2009工業(yè)氧化鐵［S］.

［2］GB/T 6730.65-2009，鐵礦石全鐵含量的測定三氯化鈦還原重鉻酸鉀滴定法（常規(guī)方法）［S］.

Improvement of Measurement Method for Iron Oxide Fine

YAO Hai-tong
（Tianjin Metallurgy Group Zhongxing Shengda Steel Industry Co.，Ltd.，Tianjin 301616，China）

In order to measure the content of iron oxide fine regenerated from waste acid and adapt the test to be more suitable for working demand，improvement was made on the basis of the testing standard of HG/T 2574-2009 Industry Iron Oxide.Through substantial comparison and tests and accurate data analysis，testing method more suitable for actual work was defined，providing easy observation of sample dissolution，simplified testing procedure，reduced testing reagent，lowered testing cost and improved economic effect.

iron oxide fine；waste acid；regeneration；testing method

10.3969/j.issn.1006-110X.2016.02.019

2015-10-13

2015-11-02

姚海童（1987—），男，本科，主要從事化學檢驗方面的研究工作。