张俊锋

(湖南省地质矿产勘查开发局403队,湖南常德 415300)

矿石中钒的快速测定

张俊锋

(湖南省地质矿产勘查开发局403队,湖南常德 415300)

采用酸溶试样以硫酸亚铁铵滴定钒量,操作简便快速,结果准确可靠,可测定0.05%以上的钒。

钒;硫酸亚铁铵;滴定

本文采用硫酸、硝酸分解试样,在酸性介质中用高锰酸钾将低价钒氧化成高价钒,在有尿素存在下,用亚硝酸钠破坏过量的高锰酸钾,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用标准硫酸亚铁铵溶液滴定。方法简单、快速、准确。

1 实验部分

1.1 试 剂

1.硫酸:1+1。

2.硝酸:ρ=1.42 g/cm3。

3.磷酸:ρ=1.70 g/cm3。

4.高氯酸:ρ=1.67 g/cm3。

5.固体尿素(分析纯)。

6.二苯胺磺酸钠:0.5%水溶液。

7.亚硝酸钠:1%水溶液。

8.高锰酸钾:3%水溶液。

9.硫酸亚铁铵标准溶液:0.02 mol/L。

10.钒标准溶液:10 mg/mL。

1.2 实验方法

称量已在105±2℃烘干且恒重的样品0.500 0 g于125 mL三角烧杯中,加1+1的硫酸10 mL,浓硝酸1 mL,加高氯酸1～2 mL,摇匀,在低温电热板上加热分解至无黑色残渣,取下冷却,加水25 mL,加0.02 mol/L硫酸亚铁铵标准溶液10 mL,加磷酸1 mL,用滴管滴加3%的高锰酸钾溶液至试液出现稳定的红色,并过量2～3滴,放置10 min后,加固体尿素1 g,滴加1%的亚硝酸钠溶液至红色褪尽并过量2滴,加二苯胺磺酸钠指示剂2滴,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至紫色消失即为终点。

1.3 分析结果计算

按下式计算钒的含量:

式中V为滴定钒时所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液/ mL;C为硫酸亚铁铵标准溶液的浓度/mol·L-1;G为试样的重量/g。

2 结果与讨论

2.1 酸度的选择

移取10 mL钒标准溶液于一空白试液中,按实验方法操作,试液酸度不同,实验结果列于表1。

表1 酸度的选择

由表1可知,试液的酸度以15%时测定结果稳定。试液酸度过大,钒氧化速度缓慢,导致结果偏低。试液的酸度小于13%时,铬、锰、铈有被氧化的可能性,干扰钒的测定,导致结果偏高。所以本实验选择加水25 mL,使最后滴定时的酸度控制在15%左右。

2.2 氧化时间

实验选择高锰酸钾为氧化剂,将钒氧化至五价。

移取10 mL钒标准溶液于一空白试液中,按实验方法操作,加入高锰酸钾的氧化时间不同,实验结果列于表2。

由表2可以看出,试液放置5min就已氧化完全,由于氧化时间与室温有关,所以选择放置10 min氧化。

表2 氧化时间对结果的影响

2.3 尿素用量的选择

移取10 mL钒标准溶液于一空白试液中,按实验方法操作,加尿素的量不同,实验结果列于表3。

表3 尿素用量对结果的影响

由表3可以看出,尿素的加入是必要的,否则没有终点,加入1 g的量就足以还原过量的亚硝酸钠,防止过量的亚硝酸钠还原五价钒,使结果偏低。

2.4 过量的亚硝酸钠量

移取10 mL钒标准溶液于一空白试液中,按实验方法操作,过量的亚硝酸钠量不同,实验结果列于表4。

表4 过量的亚硝酸钠量对结果的影响

由表4可以看出,亚硝酸钠过量1～4滴,实验结果都很稳定,本实验选择过量2滴。

2.5 指示剂的用量

移取10 mL钒标准溶液于一空白试液中,按实验方法操作,指示剂的加入量不同,实验结果列于表5。

表5 指示剂的加入量对结果的影响

由表5可知,指示剂加入量在2滴时,结果令人满意,本实验选择加入二苯胺磺酸钠指示剂2滴。

2.6 准确度实验

选取本化验室钒矿标准样品按试验方法进行操作,结果列于表6。

表6 标准样品测试结果

由表6可以看出,本实验测试结果准确可靠,适合矿石中钒的测定。

2.7 精密度实验

选取本化验室标准样品湘241进行平行实验,并计算相对误差,结果列于表7。

表7 标准样品测试结果

实验表明本方法具有较好的精密度,证明此方法对矿石中钒的测定是可行的。

2.8 干扰消除

铬的存在使分子结果偏高,在加入高锰酸钾溶液氧化钒以前,加入亚铁盐使铬还原成低价,消除干扰。加入磷酸络合三价铁,防止三价铁颜色的干扰,使终点明显清晰。少量的钼、镍、锰、钾、钠、钴等离子对测定结果无影响。

3 结束语

本实验方法对于高含量以及低含量样品均适合,具有操作简便、容易掌握、成本低、测试结果准确可靠等优点,适合地质实验室用于批量矿石中钒的快速测定。

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[5] 张利军,包红霞,董丙成.过硫酸铵氧化-快速测定各种合金钢中钒[J].莱钢科技,2004,(2):39.

Determination of Vanadium Ore

ZHANGJun-feng
(The Geology and Mineral Resources Experimental Test Organization of Northern Hunan Province,Changde415300,China)

The operation is simple and quick of titrating vanadium with ammonium ferrous sulfate in acidity dissolution agent,and the result is accurate and reliable.This method could decide vanadium above 0.05%.

vanadium;ammonium ferrous sulfate;titrating

O614.51+1

A

1003-5540(2010)06-0064-03

张俊锋(1983-),男,助理工程师,主要从事分析测试研究工作。

2010-10-20