無汞鹽法測全鐵含量

馮向琴，康驥龍

(攀枝花學院，四川 攀枝花 617000)

1 引言

目前，現(xiàn)有大中小型檢測實驗室都會遇到全鐵含量的分析檢測，而且檢測的樣品量都比較大，對含量較高的全鐵含量的分析方法多采用重鉻酸鉀容量法，該法又分為汞鹽法和無汞鹽法。

汞鹽法和無汞鹽法[1-2]相比精密度和準確度都非常高，但是在實際生產(chǎn)測定中存在兩個問題：一是汞鹽法中會存在汞金屬的參與，眾所周知，汞對環(huán)境的污染以及對操作者的傷害都非常大，大量使用必然不可??；二是現(xiàn)有文獻提出的鋅粉還原重鉻酸鉀滴定法[3]測定鐵礦石中總鐵量的方法存在以下問題：(1)加入的鋅粉量太大，成本高，產(chǎn)生固體廢物較多；(2)鋅粉反應時間較長，反應完成后還需要進行過濾分離，操作繁瑣、流程長；(3)過濾洗滌環(huán)節(jié)易造成鐵成分損失，影響分析準確度。

本文針對上述存在的兩個問題，為全鐵含量的分析提供一種綠色化的檢測方法，為相關科研和生產(chǎn)的檢測提供一種參考。此方法通過實驗室的反復驗證均效果良好。

2 實驗部分

2.1 材料和試劑

鐵礦石試樣。

鐵標準溶液(取約300 mL水，加入50 mL分析純硫酸，42.5 g分析純硫酸亞鐵銨，溶解，轉移至2000 mL容量瓶中，用水定容至刻度，搖勻)。

鹽酸(1+1)；氯化亞錫(50 g/L)；重鉻酸鉀標準溶液(電子天平上稱取1.0000 gKMnO4固體于400 mL燒杯中，加入300 mL的水溶解，蓋上表面皿加熱至微沸，冷卻后置于棕色試劑瓶中保存)；硫磷混酸(150 mLH3PO4與150 mL濃H2SO4定容至1000 mL)；二苯胺磺酸鈉(稱取0.5 g二苯胺磺酸鈉溶于100 ml水)；固體稀釋劑(100 g分析純氯化鈉與1 g鋅粉混合均勻，裝入試劑瓶備用)。

2.2 實驗方法

2.2.1 汞鹽法

取25 mL的鐵標液于250 mL的錐形瓶中，加入1+1鹽酸30 mL，加熱至近沸，先用高錳酸鉀把鐵標液大部分氧化成三價鐵，再用50 g/L的氯化亞錫溶液還原至無色，過量1～2滴，加水至體積為100 mL，冷卻至室溫，加入5 mL飽和氯化汞溶液，放置5 分鐘，加入15 mL硫磷混酸，加入3滴二苯胺磺酸鈉指示劑，用0.04477 moL/L的重鉻酸鉀標液滴定到溶液出現(xiàn)紫色并且半分鐘內不褪色，記下消耗的標液體積V1。

2.2.2直接滴定法

取25 mL的鐵標液于250 mL的錐形瓶中，加入1+1鹽酸30 mL，加水至體積100 mL，加入15 mL硫磷混酸，加入3滴二苯胺磺酸鈉指示劑，用0.04477 moL/L的重鉻酸鉀標液滴定到溶液出現(xiàn)紫色并且半分鐘內不褪色，記下消耗的標液體積V1。

2.2.3 鋅粉還原法

取25 mL鐵標液于250 mL三角瓶中，加入1+1鹽酸30 mL，先用高錳酸鉀把鐵標液大部分氧化成三價鐵，加熱至近煮，用50 g/L的氯化亞錫溶液還原至黃色消失，向所得溶液中滴加高錳酸鉀溶液至溶液剛出現(xiàn)淡黃色，再加入固體稀釋劑1 g，再加熱至近煮，加水至體積100 mL，將得到的溶液加入15 mL硫磷混酸，加入二苯胺磺酸鈉指示劑3滴，用0.04477 moL/L的重鉻酸鉀標液滴定到溶液出現(xiàn)紫色并且半分鐘內不褪色即為終點，記下消耗的標液體積V1。

2.3 分析結果計算

式中：ωFe—鐵標液濃度，單位mg/mL；

C—重鉻酸鉀標液濃度，單位為mol/L；

V1—滴定鐵標液消耗重鉻酸鉀標液體積，單位為mL；

V0—分取用于標定的鐵標液體積，單位為mL。

3 結果與討論

3.1 無汞鹽法樣品處理

汞鹽法和無汞鹽法的根本區(qū)別就在于汞鹽法在樣品處理過程中會用到過量的氯化亞錫將三價鐵還原為二價鐵，此時過量的氯化亞錫用氯化汞除去。而此處建立的無汞鹽法需加入適量的氯化亞錫還原三價鐵，然后加入固體稀釋劑還原剩余的三價鐵，而固體稀釋劑不會參與其他反應，從而消除了氯化汞的使用。試驗表明：不管全鐵含量多高，只要用氯化亞錫預還原到一定程度，剩余的三價鐵只需加入1 g左右的固體稀釋劑就能滿足要求，純鋅粉的用量約為0.01 g。

3.2 鋅粉還原法的優(yōu)化

現(xiàn)有文獻報道的鋅粉還原重鉻酸鉀滴定法測定鐵礦石中總鐵量的方法所需的鋅粉量大，成本高，產(chǎn)生的固體廢棄物多，鋅粉所需的反應時間較長，操作繁瑣而且過濾操作可能造成鐵成分的流失導致數(shù)據(jù)不準確。而此處建立的鋅粉還原法是將樣品中的三價鐵先用氯化亞錫還原大部分，再用固體稀釋劑還原少量的三價鐵，從而大大減少了鋅粉的使用，降低了成本，而且不存在過濾操作，防止鐵成分的損失。

3.3 分析結果

用直接滴定法、汞鹽法以及鋅粉還原法3種測定方法進行實驗，進行數(shù)據(jù)對比，每種方法進行3次平行試驗，其結果令人滿意，見表1。

從表1可見，直接滴定法、汞鹽法、鋅粉還原法三種方法的結果基本一致，說明用硫酸亞鐵銨配制的鐵標液中基本上沒有三價鐵離子存在，鋅粉還原法和經(jīng)典的汞鹽法結果吻合很好，說明鋅粉還原法完全能取代汞鹽法測定高含量全鐵。

取鐵礦石試樣和標樣，稱取質量均為0.1500 g，按照本方法進行三次平行測定，檢驗本方法的精密度和準確度，其結果令人滿意，見表2。

從表2數(shù)據(jù)看出，采用本方法測定的鐵礦石中全鐵含量的精密度和準確度均較好，表明本方法是準確可靠的。

3 結論

本文提出了一種綠色便捷的無汞鹽法測定全鐵含量，防止了汞鹽法對環(huán)境和操作員的危害，有效地解決了目前鋅粉還原法所存在的不足。改進的鋅粉還原重鉻酸鉀滴定法測定全鐵含量，操作簡單、快速、準確度高，為科研和實際生產(chǎn)提供技術支撐，同時擴大了無汞鹽測定全鐵含量的應用范圍。

參考文獻：

[1] 李暉，朱剛，譚炯，等. 無汞鹽法測定鐵礦石中鐵含量研究[J]. 西南民族學院學報(自然科學版)，2000(01)：44-46.

[2] 金永茂，梁玉珍，宗冬，等. 無汞鹽重鉻酸鉀法測定鐵實驗研究[J]. 高師理科學刊，2000(02)：41-42.

[3] 高學峰. 鋅粉還原重鉻酸鉀滴定法測定鐵礦石中總鐵量[J]. 冶金分析，2000，(20)6：48-50.