无汞盐法测全铁含量

2018-03-31冯向琴康骥龙

四川冶金 2018年2期

冯向琴，康骥龙

(攀枝花学院，四川攀枝花 617000)

1 引言

目前，现有大中小型检测实验室都会遇到全铁含量的分析检测，而且检测的样品量都比较大，对含量较高的全铁含量的分析方法多采用重铬酸钾容量法，该法又分为汞盐法和无汞盐法。

汞盐法和无汞盐法[1-2]相比精密度和准确度都非常高，但是在实际生产测定中存在两个问题：一是汞盐法中会存在汞金属的参与，众所周知，汞对环境的污染以及对操作者的伤害都非常大，大量使用必然不可取；二是现有文献提出的锌粉还原重铬酸钾滴定法[3]测定铁矿石中总铁量的方法存在以下问题：(1)加入的锌粉量太大，成本高，产生固体废物较多；(2)锌粉反应时间较长，反应完成后还需要进行过滤分离，操作繁琐、流程长；(3)过滤洗涤环节易造成铁成分损失，影响分析准确度。

本文针对上述存在的两个问题，为全铁含量的分析提供一种绿色化的检测方法，为相关科研和生产的检测提供一种参考。此方法通过实验室的反复验证均效果良好。

2 实验部分

2.1 材料和试剂

铁矿石试样。

铁标准溶液(取约300 mL水，加入50 mL分析纯硫酸，42.5 g分析纯硫酸亚铁铵，溶解，转移至2000 mL容量瓶中，用水定容至刻度，摇匀)。

盐酸(1+1)；氯化亚锡(50 g/L)；重铬酸钾标准溶液(电子天平上称取1.0000 gKMnO4固体于400 mL烧杯中，加入300 mL的水溶解，盖上表面皿加热至微沸，冷却后置于棕色试剂瓶中保存)；硫磷混酸(150 mLH3PO4与150 mL浓H2SO4定容至1000 mL)；二苯胺磺酸钠(称取0.5 g二苯胺磺酸钠溶于100 ml水)；固体稀释剂(100 g分析纯氯化钠与1 g锌粉混合均匀，装入试剂瓶备用)。

2.2 实验方法

2.2.1 汞盐法

取25 mL的铁标液于250 mL的锥形瓶中，加入1+1盐酸30 mL，加热至近沸，先用高锰酸钾把铁标液大部分氧化成三价铁，再用50 g/L的氯化亚锡溶液还原至无色，过量1～2滴，加水至体积为100 mL，冷却至室温，加入5 mL饱和氯化汞溶液，放置5 分钟，加入15 mL硫磷混酸，加入3滴二苯胺磺酸钠指示剂，用0.04477 moL/L的重铬酸钾标液滴定到溶液出现紫色并且半分钟内不褪色，记下消耗的标液体积V1。

2.2.2直接滴定法

取25 mL的铁标液于250 mL的锥形瓶中，加入1+1盐酸30 mL，加水至体积100 mL，加入15 mL硫磷混酸，加入3滴二苯胺磺酸钠指示剂，用0.04477 moL/L的重铬酸钾标液滴定到溶液出现紫色并且半分钟内不褪色，记下消耗的标液体积V1。

2.2.3 锌粉还原法

取25 mL铁标液于250 mL三角瓶中，加入1+1盐酸30 mL，先用高锰酸钾把铁标液大部分氧化成三价铁，加热至近煮，用50 g/L的氯化亚锡溶液还原至黄色消失，向所得溶液中滴加高锰酸钾溶液至溶液刚出现淡黄色，再加入固体稀释剂1 g，再加热至近煮，加水至体积100 mL，将得到的溶液加入15 mL硫磷混酸，加入二苯胺磺酸钠指示剂3滴，用0.04477 moL/L的重铬酸钾标液滴定到溶液出现紫色并且半分钟内不褪色即为终点，记下消耗的标液体积V1。

2.3 分析结果计算

式中：ωFe—铁标液浓度，单位mg/mL；

C—重铬酸钾标液浓度，单位为mol/L；

V1—滴定铁标液消耗重铬酸钾标液体积，单位为mL；

V0—分取用于标定的铁标液体积，单位为mL。

3 结果与讨论

3.1 无汞盐法样品处理

汞盐法和无汞盐法的根本区别就在于汞盐法在样品处理过程中会用到过量的氯化亚锡将三价铁还原为二价铁，此时过量的氯化亚锡用氯化汞除去。而此处建立的无汞盐法需加入适量的氯化亚锡还原三价铁，然后加入固体稀释剂还原剩余的三价铁，而固体稀释剂不会参与其他反应，从而消除了氯化汞的使用。试验表明：不管全铁含量多高，只要用氯化亚锡预还原到一定程度，剩余的三价铁只需加入1 g左右的固体稀释剂就能满足要求，纯锌粉的用量约为0.01 g。

3.2 锌粉还原法的优化

现有文献报道的锌粉还原重铬酸钾滴定法测定铁矿石中总铁量的方法所需的锌粉量大，成本高，产生的固体废弃物多，锌粉所需的反应时间较长，操作繁琐而且过滤操作可能造成铁成分的流失导致数据不准确。而此处建立的锌粉还原法是将样品中的三价铁先用氯化亚锡还原大部分，再用固体稀释剂还原少量的三价铁，从而大大减少了锌粉的使用，降低了成本，而且不存在过滤操作，防止铁成分的损失。