硅鉬藍(lán)光度法快速測(cè)定鐵礦石中的硅

史維興，謝銀科，王花利

陜西省略陽(yáng)鋼鐵有限責(zé)任公司，陜西漢中 724300

二氧化硅的測(cè)定主要有重量法，儀器分析法和比色法。重量法有動(dòng)物膠凝聚法，高氯酸硫酸脫水法，酸蒸干脫水法等，比色法主要是硅鉬藍(lán)光度法。重量法操作復(fù)雜，分析流程長(zhǎng)且硅酸凝膠不穩(wěn)定；儀器分析具有精密度好、敏度高、方法選擇性?xún)?yōu)等優(yōu)點(diǎn)，但儀器運(yùn)行成本高且分析相對(duì)誤差較大，對(duì)高含量的硅測(cè)定準(zhǔn)確度較差，所以二氧化硅的測(cè)定方法主要還是硅鉬藍(lán)光度法。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和研究，總結(jié)出加以改良的硅鉬藍(lán)光度法快速測(cè)硅法：試樣用堿熔融，稀鹽酸浸取，使硅成硅酸狀態(tài)。在弱酸性溶液中，硅酸與鉬酸銨生成可溶性黃色硅鉬雜多酸，此雜多酸能被硫酸亞鐵銨還原成硅鉬藍(lán)，借此進(jìn)行光度測(cè)定。其主要反應(yīng)示如下：

磷、砷干擾測(cè)定，它們與鉬酸銨生成黃色鉻合物也能被還原成藍(lán)色，使測(cè)定結(jié)果偏高。加入草酸后磷、砷雜多酸迅速被分解，消除其干擾。鐵量多時(shí)會(huì)降低靈敏度，但同時(shí)可提高顏色穩(wěn)定性，故要有一定量鐵存在。硫酸根無(wú)影響，大量氯根使鉬藍(lán)顏色加深，大量硝酸根使鉬藍(lán)顏色變淺。鋁、銅、鈦、鎳、錳、鎂等元素存在對(duì)測(cè)定無(wú)顯著影響。此法簡(jiǎn)化了化驗(yàn)程序，節(jié)省了時(shí)間，提高了工作效率和準(zhǔn)確度，為鋼鐵冶煉生產(chǎn)及時(shí)提供了參考數(shù)據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑與儀器

試劑： 熔劑：過(guò)氧化鈉（固體）；硝鹽混酸：750mL水和220mL鹽酸30mL硝酸混勻 ； 混合溶液：稱(chēng)取8.1g硫酸亞鐵銨10.6g草酸0.6g抗壞血酸溶解于900g水中，再加100mL硫酸于此溶液中，混勻備用；鹽酸：（4+1）； 鉬酸銨溶液:0.5% （飽和溶液）

儀器：721型分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）

所用試劑均為分析純，所用水均為蒸餾水。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試樣分析

稱(chēng)取0.250g試樣置于鋪有過(guò)氧化鈉Na2O2（固體）的鐵坩堝中，（過(guò)氧化鈉Na2O2（固體）總加入量3g～4g）,混勻后放入700℃左右的馬弗爐中，3min～4min后熔好，取出冷卻至微熱放入250mL燒杯中，用水浸取，并加入50mL硝鹽混酸，將溶液加熱，煮沸，取下冷卻至室溫，移入250mL 容量瓶中，定容。抽取2mL于100mL容量瓶中，依次加入5mL鹽酸，5mL鉬酸銨溶液，水浴40秒，取出冷卻至室溫，加20mL混合溶液，加水定容。放置10min，分取部分試液于1cm 吸收皿中721型分光光度計(jì)650nm處測(cè)量吸光度，以隨同試樣的空白溶液為參比。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)

分取 0.00mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.0mL0和10.00mL二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL容量瓶中，分別加入20mL隨同試樣的空白溶液，用水稀釋至50mL，以下按試樣顯色步驟顯色。以未加二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)溶液的為參比，用1cm吸收皿于650nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。

以二氧化硅的質(zhì)量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制工作曲線(xiàn)。按下式計(jì)算二氧化硅含量，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示：

式中，m1為由工作曲線(xiàn)查出的二氧化硅的質(zhì)量，μg；

V為試液的總體積，mL；

V1為分取試液的體積，mL；

m為稱(chēng)取試樣的質(zhì)量，g。

表1 SiO2工作曲線(xiàn)

表2 標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定值極其精密度

2 結(jié)果與討論

2.1 酸度控制

為了防止現(xiàn)硅酸聚合，稱(chēng)樣量盡量要少，浸取液要多，中和加酸后體積應(yīng)在150mL，防止硅酸聚合是此法的關(guān)鍵所在。

2.2 加熱溫度.時(shí)間

水浴時(shí)間保持一致，放置時(shí)間一致，此外，為防止因局部酸度過(guò)大而導(dǎo)致單體硅酸向多體硅酸轉(zhuǎn)化應(yīng)邊攪拌邊徐徐加酸

2.3 干擾消除

砷.磷干擾測(cè)定，它們與鉬酸銨生成的鉻合物也能被還原成藍(lán)色，使測(cè)定結(jié)果偏高。加入草酸后磷、砷雜多酸能迅速被分解，消除其干擾。鐵含量多時(shí)會(huì)降低靈敏度，但同時(shí)可提高顏色穩(wěn)定性，故要有一定量鐵存在。硫酸根無(wú)影響，大量氯根使鉬藍(lán)顏色加深，大量硝酸根使鉬藍(lán)顏色變淺。鋁、銅、鈦、鎳、錳、鎂等元素存在對(duì)測(cè)定無(wú)顯著影響。

[1]GB/T14506.3-2010硅酸鹽礦石化學(xué)分析方法.重量法測(cè)硅[S].

[2}孫寶蓮，張俊芳，李波，周凱，孫惠娜.氟硅酸鉀法測(cè)定紅土鎳礦中二氧化硅[J].冶金分析，2002(4)：65-68.

[3]GB/T6730.9-2006 鐵礦石硅含量的測(cè)定 硫酸亞鐵銨還原-硅鉬藍(lán)分光光度法.

[4]GB/T6730.10-1986鐵礦石化學(xué)分析方法重量法測(cè)定硅量.