1,10-二氮雜菲光度法測定礬土中游離鐵

郝荷芳

(山西出入境檢驗檢疫局技術中心,山西 太原 030024)

1,10-二氮雜菲光度法測定礬土中游離鐵

郝荷芳

(山西出入境檢驗檢疫局技術中心,山西 太原 030024)

介紹了1,10-二氮雜菲光度法測定礬土中游離鐵的方法。通過實驗確定了溶樣酸的濃度、加熱煮沸時間、稱樣量等分析條件。礦樣基體中添加相應的鐵量,回收率在90%～102%。本方法填補了礬土中游離鐵檢測的空白。

1,10-二氮雜菲光度法;游離鐵;礬土;測定

引言

礬土又稱鋁土礦,是由3種鋁的氫氧化物以不同比率組成的膠體混合物。礬土有著廣泛的用途,通常被用于制造耐火材料、電熔氧化鋁制品、磨料磨具和高鋁水泥等。礬土的品質要求為,Al2O3、Fe2O3、TiO2、SiO2、CaO、MgO等含量在適量范圍。其中,Fe2O3對制品高溫性能有不利的影響,它是出口礬土的主要控制指標之一。天然礬土是不含游離鐵的,但在鉆探、采礦或調制試樣的過程中會因機械磨損而混入游離鐵。游離鐵是強著色元素,對耐火材料、陶瓷產品會造成致命的缺陷[1]。現有的檢測方法只能對Fe2O3檢測,不能對游離鐵進行檢測,游離鐵的含量都是以Fe2O3的形式報出的,不能準確地反映礬土樣品的組成。因此,制定游離鐵的檢測方法是非常必要的。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

7230型分光光度計;分析天平,0.1 mg。

鐵標準溶液[GSBG 62020-90(2601)], 1 000μg/mL;鹽酸,1.19 g/mL;乙酸銨、鹽酸羥胺、1,10-二氮雜菲溶液,均為分析純;實驗用水為蒸餾水。

1.2 樣品制備

試樣過0.075 0 mm標準篩,(105±5)℃烘1 h～2 h,冷卻備用。

1.3 實驗方法

稱取1.0 g樣品(精確至0.000 1 g),放入150 mL燒杯中,加60 mL鹽酸溶液(1+20)[1份體積的鹽酸+20份體積的水,以下同],搖勻,蓋上表面皿。于電熱板上加熱,在微沸的情況下保持約2 h,冷卻。用濾紙慢速過濾入100 mL容量瓶中,水洗殘渣10次～12次。用水稀釋至刻度,混勻。

根據游離鐵含量移取試樣溶液2份,分別置于2個100 mL容量瓶A、B中,用水稀釋至約50 mL。在A容量瓶中加5 mL鹽酸羥胺溶液(0.05 g/mL)、10 mL乙酸銨溶液(0.2 g/mL)、5 mL 1,10-二氮雜菲溶液(0.005 g/mL)。用乙醇(1+1)配制,搖勻,放置30 min,以水稀釋至刻度,混勻。在B容量瓶中加5 mL鹽酸羥胺溶液(0.05 g/mL)、10 mL乙酸銨溶液(0.2 g/mL),不加1,10-二氮雜菲溶液,以水稀釋至刻度,混勻。以B瓶溶液為參比,用1 cm比色皿于510 nm處用分光光度計測量其吸光度。

2 結果與討論

2.1 溶劑的確定

分別用HCl溶液(1+5)、(1+10)、(1+15)、(1+20)、(1+30)、(1+40)進行前處理。過濾后,用1,10-二氮雜菲分光光度法測定鐵質量分數,結果見表1。

表1 不同濃度溶劑對游離鐵測定的影響

由表1可見,用(1+20)、(1+30)、(1+40) HCl溶液溶解的樣品,測得鐵質量分數均小于0.01%,而且結果基本一致,故選擇(1+20)鹽酸溶液進行樣品溶解。

2.2 加熱煮沸時間的確定

選取游離鐵質量分數較高的礬土試樣,同時稱取10份平行試樣各1 g,分別加入鹽酸溶液(1+ 20)60 mL,考察加熱煮沸時間對游離鐵質量分數的影響,結果見表2。

由表2數據可以看出,煮沸90 min后所得結果基本一致,故選取加熱煮沸時間為120 min。

表2 加熱煮沸時間的影響

2.3 試樣量的確定

由于游離鐵在礬土樣品中呈不均勻分布,因此,為了保證測定結果的一致性,需要使用較大的稱樣量。按照1.0 g的試樣量,對礬土樣品進行了考察。在1個樣品內取12個小樣,每個小樣平行測定2次,用格拉布斯法對結果進行異常值的檢驗,然后用單因子方差分析對所得數據進行均勻性檢驗。結果表明,在0.05顯著水平時,試樣量為1.0 g樣品中的游離鐵含量是均勻的,故確定試樣量為1.0 g。

2.4 工作曲線的確定

《化學試劑分子吸收分光光度法通則》(GB/T 9721-2006紫外和可見光部分)[2]中規定:吸光度的讀數范圍一般應在0.2～0.8,與此相對應的鐵的質量濃度為1μg/mL～4μg/mL。因此,本方法的工作曲線所對應的鐵的質量濃度應設定為0、1、2、3、4、5μg/mL。

2.5 回收率實驗

在待測元素的檢測范圍內,選取5個不同的點做回收率實驗,結果見表3。回收率在92%～102%。

表3 回收率實驗%

3 結論

本方法在SN/T 0481《出口礬土檢驗方法》和GB/T 6900《鋁硅系耐火材料化學分析法》[3]的基礎上,確立了礬土中游離鐵的測定方法。此方法簡便易行,回收率實驗證明,準確度高,能夠滿足對礬土的檢測要求。

[1]陳浩然,孟桂榮,陶若璋.中國礬土出口貿易指南[M].北京:中國對外翻譯出版公司,1999:3-9.

[2]關瑞寶,強永林.GB/T 9721-2006化學試劑分子吸收分光光度法通則:紫外和可見光部分[S].北京:中國標準出版社,2006:1-4.

[3]郭紅麗,劉秋華,曹海潔,等.GB/T 6900-2006鋁硅系耐火材料化學分析法[S].北京:中國標準出版社, 2006.

Abstract:The method was established to determine the free iron content in bauxite by 1,10-phenanthroline spectrophotometric.The analysis conditionswere obtained by studying dissolved acid concentration,heated and boiled time,sample weight etc.The recovery found by standard addition using bauxite sample asmatrixesmethodwere in the range from 92%～102%.Thismethod had supplied the gap of the free iron content determination in bauxite.

Key words:1,10-phenanthroline spectrophotometric;free iron;bauxite;deter mination

1,10-phenanthroline spectrophotometric method determ ination of free iron content in bauxite

HAO He-fang
(Shanxi Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau,Ta iyuan Shanxi030024,China)

O657.3

A

1004-7050(2010)06-0034-02

2010-10-21

國家認證認可監督管理委員(編號2006B087)

郝荷芳,女,1966年出生,1991年畢業于太原理工大學應用化學系工業分析專業,學士學位,工程師,主要從事礦產品、化工品、冶金產品的檢驗工作。