動(dòng)物膠凝聚重量法測(cè)定磁鐵礦中二氧化硅

馬麗

（北京礦冶研究總院，北京102600）

0 引言

磁鐵礦是鐵礦石中非常重要的礦石種類之一。自然界中磁鐵礦廣泛地存在于各種地質(zhì)條件下［1］。磁鐵礦中除了含有高含量的鐵外，通常也含有較高的二氧化硅，從百分之幾到百分之幾十均有。所以，準(zhǔn)確地對(duì)磁鐵礦中二氧化硅的含量進(jìn)行分析對(duì)磁鐵礦的應(yīng)用有著重要的意義。目前，對(duì)于較高含量二氧化硅的分析常用方法有氟硅酸鉀滴定法和重量法，氟硅酸鉀滴定法由于分析結(jié)果不穩(wěn)定從而影響了分析的準(zhǔn)確性。重量法中的高氯酸脫水重量法耗費(fèi)時(shí)間太長(zhǎng)，而且忽略了少部分可溶性硅的含量。本文選擇了合適的樣品處理方法，結(jié)合動(dòng)物膠凝聚和硅鉬藍(lán)光度法對(duì)磁鐵礦中二氧化硅進(jìn)行了分析測(cè)定，結(jié)果表明該方法準(zhǔn)確性高。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及器材

鉑坩堝，馬弗爐，恒溫水浴，慢速定量濾紙，721分光光度計(jì)。

1.2 試劑

混合熔劑：無(wú)水碳酸鈉、無(wú)水碳酸鉀和硼酸配比為1.5∶1.5∶0.7，研細(xì)混勻備用，鹽酸（分析純），鹽酸（1＋1），鹽酸（5＋95），氫氟酸（分析純），硫酸（1＋1），無(wú) 水乙醇，硫氰酸銨 （50g／L），硝 酸 銀（10g／L），動(dòng)物膠（10g／L）。

在分析過(guò)程中僅使用確認(rèn)為分析純的試劑和二次去離子水。

1.3 實(shí)驗(yàn)原理及方法

試樣用鹽酸分解，過(guò)濾，灰化灼燒；殘?jiān)锰妓徕c－碳酸鉀－硼酸混合熔劑熔融，熱鹽酸（1＋1）浸取，與主液合并，并低溫蒸發(fā)至近干，在濃鹽酸溶液中，加動(dòng)物膠使硅膠凝聚，過(guò)濾，濾液收集以分光光度法測(cè)定二氧化硅含量。沉淀灼燒后用鹽酸－乙醇除硼，再灼燒稱至恒量。用氫氟酸、硫酸處理，使硅呈四氟化硅逸去，灼燒稱量，求其減量，與分光光度法校正的二氧化硅的含量之和即為試樣中二氧化硅的含量。

1.4 實(shí)驗(yàn)步驟

準(zhǔn)確稱取0.500 0g試樣于250mL燒杯中，加20～30mL濃鹽酸，低溫加熱溶解后，加40～50mL熱水煮沸，用慢速定量濾紙過(guò)濾，濾液收集于300mL燒杯中，用熱水洗凈燒杯及沉淀，洗液與濾液一起作為主液保存。

將沉淀連同濾紙放入鉑坩堝中，低溫灰化后于800℃左右灼燒約15min。分次加入3～4g混合熔劑，混勻，在950℃左右熔融15min。取出冷卻，放入燒杯中，用50mL熱鹽酸（1＋1）浸取并洗出鉑坩堝，浸取液與主液合并。將合并后的溶液于低溫電熱板上加熱蒸發(fā)至近干，取下加入20mL鹽酸，攪拌均勻，并于恒溫水浴中加熱至60～70℃，加入10g／L的動(dòng)物膠溶液10mL，攪拌3～5min，于恒溫水浴60～70℃保溫10min。用慢速定量濾紙過(guò)濾，用熱鹽酸（5＋95）洗滌燒杯及沉淀至無(wú)鐵離子（用50g／L的硫氰酸銨溶液檢查）。再用熱水洗至無(wú)氯離子（用10g／L的硝酸銀溶液檢查）。濾液收集于250mL容量瓶中。

將沉淀連同濾紙放入鉑坩堝中，低溫灰化后于800℃左右灼燒10～15min，冷卻，加1mL濃鹽酸和1mL無(wú)水乙醇低溫蒸干，再重復(fù)一次。于950～1 000℃馬弗爐中灼燒1h，取出于干燥器中冷卻15～20min，稱量并灼燒至恒重。

用少量水潤(rùn)濕二氧化硅，加入10滴硫酸（1＋1）及氫氟酸5～10mL，于電爐上加熱至冒三氧化硫白煙，冷卻，再加入5mL氫氟酸，加熱至三氧化硫白煙冒盡。將鉑坩堝于950～1 000℃馬弗爐中灼燒30min，取出于干燥器中冷卻，稱量并灼燒至恒重。

將二氧化硅濾液用水定容至250mL，取部分溶液進(jìn)行硅的鉬藍(lán)光度法測(cè)定，以供結(jié)果的校正。隨同試樣做空白試樣。

1.5 結(jié)果計(jì)算

二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ωSiO2按式（1）計(jì)算。

式中：

m1—未經(jīng)氫氟酸和硫酸處理前的二氧化硅和鉑坩堝的質(zhì)量，g；

m2—用氫氟酸和硫酸處理后鉑坩堝的質(zhì)量，g；

m3—隨同試樣空白的質(zhì)量，g；

m—稱取試樣量，g；

m4—校正值（濾液中含二氧化硅量），g。

2 結(jié)果與討論

2.1 溶樣方法的選擇

常見(jiàn)的二氧化硅重量法的熔樣在鎳（銀）坩堝中進(jìn)行［2］，但鎳坩堝熔樣會(huì)使浸取液中含有大量鎳基體，在濾液進(jìn)行鉬藍(lán)分光光度法測(cè)定二氧化硅時(shí)存在嚴(yán)重干擾。銀坩堝熔樣會(huì)引入銀的干擾，過(guò)濾二氧化硅沉淀前若酸度控制不當(dāng)，形成了AgCl沉淀，在洗沉淀過(guò)程中將很難將銀洗凈［3］。鑒于磁鐵礦中含鐵量較高，若直接用鉑坩堝熔樣會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞鉑坩堝，本實(shí)驗(yàn)采用酸溶過(guò)濾后殘?jiān)阢K坩堝中用混合熔劑熔融，然后將浸取液與濾液合并處理。

2.2 重復(fù)性的考察實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)選擇了磁鐵礦樣品1＃和磁鐵礦標(biāo)準(zhǔn)樣品GBW07824（二氧化硅含量為（33.93±0.18）%）對(duì)該方法的重復(fù)性進(jìn)行了考察，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 精密度實(shí)驗(yàn) ／%

2.3 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

稱取4份樣品1＃，分別加入光譜純二氧化硅25，50，75，100mg，按照1.4的實(shí)驗(yàn)步驟對(duì)二氧化硅的含量進(jìn)行測(cè)定。計(jì)算出加標(biāo)回收率，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn) ／mg

由表1和表2的結(jié)果可以看出，利用該方法測(cè)定二氧化硅含量，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于1%，加標(biāo)回收率大于97%。標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值一致，說(shuō)明該方法準(zhǔn)確度和精密度高，能滿足分析的要求。

3 結(jié)語(yǔ)

該方法避免了使用鎳（銀）坩堝熔樣帶來(lái)的鎳和銀的干擾，提高了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；采用動(dòng)物膠凝聚硅膠，與高氯酸脫水重量法相比［4］，縮短了分析時(shí)間；而且高氯酸脫水重量法不能檢出可溶性的硅，本實(shí)驗(yàn)將二氧化硅濾液采用硅鉬藍(lán)分光光度法測(cè)定進(jìn)行校正，提高了數(shù)據(jù)的可靠性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該方法的準(zhǔn)確度和精密度高，能滿足分析的要求。

［1］徐國(guó)風(fēng)，邵潔漣 .磁鐵礦的標(biāo)型特征及其實(shí)際意義［J］.地質(zhì)與勘探，1979（3）：30－37.

［2］張群，王書林 .磷灰石中的二氧化硅含量測(cè)定的新方法［J］.貴州化工，2007，32（2）：33－34.

［3］房仲光 .對(duì)動(dòng)物膠凝聚重量法測(cè)定二氧化硅的一些改進(jìn)［J］.建材地質(zhì)，1988（1）：39－41.

［4］郝佳，尚玉俊 .石灰石中二氧化硅含量的快速測(cè)定研究［J］.河南職工醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，23（2）：135－137.