重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石中全鐵含量

張連祥

摘 要：鐵礦石全鐵的測定，是指樣品中鐵的全量而言，包括鐵的復雜硅酸鹽在內。鐵礦石的分解，在實際應用中，根據礦石的項目的要求及干擾元素的分離等情況，通常選用酸分解和堿熔融的方法。樣品分解時一般用過氧化鈉熔融是最恰當方法。對于不含復雜硅酸鹽的鐵礦也可以用磷酸溶礦法或鹽酸法。而在酸分解試樣中，可以利用二氯化錫和三氯化鈦來對三價鐵進行還原。而全鐵含量可以利用重鉻酸鉀滴定來進行測定。而在利用重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石全鐵含量的方法中，通常還會加入濃硝酸來對樣品進行溶解，這樣可以有效的加快溶解的溫度，使之能夠更完全的進行溶解，可以對其分析結果的精確度得到有效的提高，確保了測定結果的滿意度。

關鍵詞：容量法；鐵礦石；全鐵量；三氯化鈦

近幾年我國城市化建設進程的加快，使建筑行業得以快速的發展，而在建筑工程中對鋼鐵的需求量不斷增加，這就對我國鋼鐵工業提出了更高的要求。鋼鐵企業為了更好的滿足社會的需求，需要不斷的加大自身的生產能力，而鐵礦石作為鋼鐵行業中最重要的基礎原料，所以對鐵礦石的需求不斷增加。目前我國雖然鐵礦石擁有豐富的礦藏，但遠遠滿足不了我國當前社會發展過程中對鐵礦石的需求量，所以我國很大一部分鐵礦石還是需要進口的，因此也導致我國成為鐵礦石的進口大國。隨著鐵礦石進口量的不斷增加，我國對于鐵礦石中鐵含量的分析檢測技術也得到了較大的提高。特別是在當前口岸檢查及鐵礦石生產過程中其檢測技術已得到了較快的發展，而且對元素檢測的準確性也得到了較大的提各。當前在鐵礦石的檢測技術中，利用礦物分析技術監控鐵礦石的品具有非常重要的地位。由于當前不僅口岸及生產過程中需要對鐵礦石進行檢測，而且在地質勘探及礦石選冶過程也需要對鐵的含量進行明確，因此當前我國對于鐵礦石全鐵的檢測方法較多。而在近幾年對鐵礦石的測定中，就用最廣泛和最普遍的分析方法即是重鉻酸鉀容量法，此種方法不僅從原理上更易于理解，而且操作上也較為簡便，只是操作條件存在著掌握困難的情況，很容易由于操作條件掌握不好而導致系統偏差問題的發生。目前此種方法經過了一定的改進后，其在溶解時間、溶解速度及分析精度方面都有了較大的提高。更易于對鐵礦石中全鐵的檢測。

1 鐵礦石試樣的分解

鐵礦石屬于較難分解的礦物，分解速度很慢，分析試樣應通過200目篩，或試樣粒度不大于0.074mm。鐵礦石一般能被鹽酸在低溫電爐上加熱分解，如殘渣為白色，表明試樣分解完全若殘渣有黑色或其它顏色，是因為鐵的硅酸鹽難溶于鹽酸，可加入氫氟酸或氟化銨再加熱使試樣分解完全，磁鐵礦的分解速度很慢，可用硫-磷混合酸（1+2）在高溫電爐上加熱分解，但應注意加熱時間不能太長，以防止生成焦磷酸鹽。部分鐵礦石試樣的酸分解較困難，宜采用堿熔法分解試樣，常用的熔劑有碳酸鈉、過氧化鈉、氫氧化鈉和過氧化鈉-碳酸鈉（1+2）混合熔劑等，在銀坩堝、鎳坩堝、高鋁坩堝或石墨坩堝中進行。堿熔分解后，再用鹽酸溶液浸取。

2 實驗部分

2.1 試劑

硫磷混酸：將150mL硫酸（ρ：1.84g/mL）在攪拌下緩慢注入500mL水中，冷卻后再加入150mL磷酸（ρ：1.70g/mL），用水稀釋至1000mL，混勻。

鹽酸（ρ：1.19g/mL）

硝酸（ρ：1.42g/mL）

二氯化錫溶液（6%）：稱取6g二氯化錫溶于20mL鹽酸中，溶解后用稀釋至100mL，混勻（用時現配）。

三氯化鈦（1+19）：取三氯化鈦溶液（15%～20%）1份，加鹽酸（1+9）19份混勻（用前現配）。

鎢酸鈉（25%）：稱取25g鎢酸鈉溶于適量水中（若混濁需過濾），加5mL磷酸（ρ：1.70g/mL），用水稀釋至100mL，混勻。

二苯胺磺酸鈉（0.2%）

重鉻酸鉀標準溶液（0.008333mol/L）：稱取2.4515g預先在150℃烘干1h的重鉻酸鉀（基準試劑）溶于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻[1]。

硫酸亞鐵銨溶液

（約0.05mol/L）：稱取19.7g硫酸亞鐵銨溶于硫酸（5+95）中，移入1000mL容量瓶中，用硫酸（5+95）稀釋至刻度，混勻[2]。

2.2 實驗方法

2.2.1 試樣的分解

稱取試樣0.2000g于500mL三角瓶中，加25mL磷硫混酸，輕輕搖動三角瓶，使試樣分散。于電爐上加熱溶解，加熱過程中不斷搖動，煮沸后加1mL濃硝酸，溶解至冒硫酸煙，取下自然冷卻。

2.2.2 還原、滴定

用少量水沖洗瓶壁，加12mL鹽酸。加熱至沸，趁熱滴加二氯化錫，還原至淺黃色，加水約100mL（此時，控制溫度在50～60℃，溫度高時，可流水冷卻）。然后加鎢酸鈉指示劑10滴，用三氯化鈦溶液還原至溶液呈藍色，再滴加重鉻酸鉀溶液氧化過量的三氯化鈦至鎢藍色剛好消失。冷卻至室溫，以水稀釋至溶液體積150mL左右。加二苯胺磺酸鈉指示劑4滴，用重鉻酸鉀標準溶液滴定至穩定的紫紅色為終點。

3 結果與討論

3.1 試樣的要求

需要將試樣在干燥箱內進行烘干，溫度控制在105℃左右為宜，烘干完成后需在干燥器內進行冷卻到室溫的溫度才能進行測定。烘干的作用是為了有效的保證試驗結果測定的準確性，避免由于試驗含有水分而導致測定結果不準確的情況出現。

3.2 空白的測定

由于水質、試劑純度等的影響，存在的雜質可能會使結果偏高，故需測定空白。

3.3 溶解用酸的選擇

加入磷酸能與三價鐵離子生成無色絡離子，可防止三價鐵離子對指示劑的氧化作用，并可消除三氯化鐵的黃色影響使終點明顯。但實驗發現一些難溶的樣品可能溶解不完全，考慮到濃硝酸氧化能力強且易揮發分解，故加入1mL濃硝酸助分解樣品。

3.4 硫磷混酸濃度的選擇

在進行測定時，在控制好硫磷混酸的濃度，避免酸的濃度過高或是過低，因為當酸的濃度有較大變動時，則會導致樣品的溶解不完全，影響測定結果的準確性。

3.5 溶解溫度的選擇

試樣在分解過程中需要一個適宜的溫度，一旦溫度太低或是太高，都會導致試驗溶解不完全的情況發生，影響測定結果的準確性，所以通常情況下宜將試驗溫度控制在700℃左右為宜，在這個溫度范圍內試樣可以更好的進行分解，試驗的準確性較高。

3.6 結果的計算

以下式計算分析結果

TFe%=（V-V0）×0.002792/m×100（2）

式中：V-滴定試樣用的重鉻酸鉀的體積，mL；V0-滴定空白用的重鉻酸鉀的體積，mL；0.002792-1mL 0.008333mol/L 重鉻酸鉀相當于鐵量，g；m-試樣量，g。

4 結束語

此種方法并不適宜所有鐵礦石的測定，對于含釩和含銅大于0.5%時的鐵礦石則不宜使用此法來進行測定。經過上述試驗可以表明，這種方法在對鐵礦石全鐵檢測中具有準確度高，分析快的特點，不僅在測定過程中比原來的方法節省了大量的時間，而且所使用的試劑也有所節省，而且結果更易于觀察，所以在生產中具有較好的可行性，可以進行推廣使用。

參考文獻

[1]黑色冶金工業標準匯編.礦產品、原料及其試驗方法[M].北京：中國標準出版社，1995.

[2]陳德昌.實驗室實用化學試劑手冊[M].北京：化學工業出版社，1987.

[3]四川大學化工學院，浙江大學化學系.分析化學實驗[M].北京：高等教育出版社，2003.

[4]王仁國無機及分析化學實驗[M].北京：中國農業出版社.全國高等農業院校“十一五”規劃教材，2007.