关于铁矿石中铁元素的测定分析方法探讨

2016-04-14林莹

地球 2016年8期

关键词：铝粉重铬酸钾滴定法

■林莹

（江西省地质调查研究院江西南昌330030）

关于铁矿石中铁元素的测定分析方法探讨

■林莹

（江西省地质调查研究院江西南昌330030）

本文主要介绍了常用的铁矿石化学分析的方法，并以重铬酸钾法为例对铁矿石中铁元素的测定分析，供同行参考。

铁矿石测定探讨

1　常用的铁矿石化学分析方法

1.1重铬酸钾滴定法

重铬酸钾容量法被公认为是最准确的铁矿石中全铁测定方法，由于HgCl2的毒害性，要达到国家排放标准，对废水处理成本太高，所以使用无汞重铬酸钾法已经成为容量法分析的趋势。即以SnCl2-TiCl3为还原剂，分别以钨酸钠及二苯胺磺酸钠溶液为指示剂，以重铬酸钾为标准溶液，将试液滴至稳定的紫红色为止。但是该法所用的TiCl3溶液具有成本高、极易被氧化、稳定性能非常差等缺点。章志青改进样品制备方式，以硫磷混酸替代氟化钠，既可完全快速熔样，又可促进显色。

1.2络合滴定法

在络合滴定法中，EDTA作为滴定剂应用最为广泛。王瑞斌等人将铁矿石用硫磷酸混酸溶解并消除干扰后，在pH值为1.5～2.5的热溶液中，以N-苯甲酰羟胺为指示剂，用EDTA标准溶液直接滴定铁，测定结果的相对标准偏差RSD＜1%，加标回收率约为95.3%～101.5%。该方法没有使用汞盐和铬盐，简单、准确、无污染，适合于实际生产和学生实验。

1.3微量滴定法

张玉清等人研制成了WD-COⅡ型微量滴定管及其配套装置，滴定管结构简单，使用方便，毫升可读至小数点后第三位，并且微量滴定法处理样品时，因量少，试样溶解快，能减少酸雾污染。用于铁矿中全铁含量测定，以重铬酸钾为滴定剂，采用甲基橙指示剂代替有毒试剂HgCl2，指示预处理完全程度和除去过量的还原剂SnCl2，该方法减少了有毒试剂及浓酸的用量，但所得结果与常量法一致、两者精密度及准确度均无显著差异。

1.4仪器分析法

容量分析铁矿石中的全铁，过程繁杂，流程长，终点溶液颜色有时变化不明显，无法及时得出分折结果，很难满足现代化生产对快速分析的要求。韩德花等人采用抗坏血酸做还原剂滴定赤铁矿中的铁含量，利用电位分析中酸度计的pH值大小变化替代指示剂终点判断的主观性，减少实验误差。张凤君采用钛（Ⅲ）直接滴定铁矿石中全铁，用铂电极作指示电极，甘汞电极作参比电极，该方法提高了滴定灵敏度和精密度，减少了人为的指示剂判断终点的误差。

2　以重铬酸钾法为例对铁矿石中铁元素的测定分析

对于铁矿石分析方法，在我国的国家标准GB/T1361-2008《铁矿石分析方法总则及一般规律》中规定了天然矿石、铁精矿及其他选块矿各成分的仲裁分析和标样制作，以及验证其他分析方法时必须采用的方法。

对矿石进行化学法分析，首先要采取化学分析试样：化学分析试样主要用来确定所取物料中某些元素或成分的含量，多用于原矿、精矿、尾矿或生产过程中其他产品的分析，以便检查数、质量指标并编制金属平衡表，它是选矿试验和生产检查中经常要取的试样。

选取试样后要对试样进行预处理。通常是在试样分解后，使待测组份以可溶盐的形式进入溶液，或者使其保留于沉淀之中，从而与某些组份分离，有时也以气体形式将待测组份导出，再以适当的试剂吸收或任其发挥。

2.1实验部分

实验仪器和实验试剂：250ml容量瓶；250mL锥形瓶；50ml酸式滴定管；电加热板；全自动电子分析天平。重铬酸钾标准滴定溶液K2Cr2O7：称取10g已在120℃烘箱中干燥至恒重的基准重铬酸钾，溶于水，移入2000mL容量瓶中，用水稀释至刻度。铝粉；过30目筛矿石粉末；三氯化钛；硝酸；硫-磷混酸溶液；二苯胺磺酸钠指示剂；分析纯试剂Fe2O3。铁标准溶液:称取8g基准试剂三氧化二铁，用盐酸溶解完全后，定容于1000mL容量瓶中。硫-磷混合酸:将150mLH2SO4缓慢加入500mL水中，冷却后加入150mLH3PO4，用水稀释至1000mL。二苯胺磺酸钠溶液。所用试剂除注明外均为分析纯，水为蒸馏水。

2.2实验方法

（1）三氯化钛—重铬酸钾法；（2）铝粉-重铬酸钾滴定法。铁标准溶液测定：吸取20 mL铁标准溶液于锥形瓶中，加入金属铝粉，通入二氧化碳，充分摇动至溶液黄色褪去，并且过量的铝粉溶解完全，溶液变为无色，加入10mL硫-磷混合酸，加5滴二苯胺磺酸钠指示剂，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定至紫红色为终点。

实际样品测定：准确称取铅锌选矿厂尾矿选硫铁矿精矿样品0.2g于烧杯中，加入10mL浓HCl，在低温电炉上加热5min，再加入15mLHNO3，继续加热至样品溶解完全，并反复加入浓HCl低温挥发除去HNO3。加30mL=50%（体积分数）的H2SO4，高温加热蒸发至冒浓厚三氧化硫白烟5min，将HNO3彻底除去，取下冷却。加适量水及少量HCl，加入金属铝粉，通入二氧化碳，充分摇动至溶液黄色褪去，并且过量的铝粉溶解完全，溶液变为无色，加入10mL硫-磷混合酸，加5滴二苯胺磺酸钠指示剂，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定至紫红色为终点。

2.3结果与讨论

2.3.1测定结果

根据两种方法的要求，测量矿石结果为（n=4）为:三氯化钛—重铬酸钾法wFe=44.24%本法wFe=44.48%；铝粉-重铬酸钾滴定法wFe=46.42%，本法wFe=47.03%（RSD为0.53%）。测定铁标准溶液结果取5份铁标准溶液进行测定，用本法测得平均值为c（Fe3+）=0. 09mol/L，相对标准偏差为0.36%，与经三氯化钛—重铬酸钾法测得结果一致。说明本方法具有较高的测量精度。

2.3.2铝粉用量的处理

实验表明，金属铝粉反应后被氧化为Al3+，不会对测定结果产生影响；而铝具有还原性，可以与重铬酸钾反应。为保证将Fe3+完全还原为Fe2+，必须加入过量的铝粉，过量的残余铝能使溶液呈灰色，与盐酸反应可除去，即溶液由灰色变为无色，否则结果偏高且不稳定。因此，在本实验中，一定要注意多余铝粉的处理。