鐵礦石中硫含量的測(cè)定

張滿強(qiáng)

(新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七○四隊(duì) 哈密 839000)

鐵礦石中的硫是除鐵成分外區(qū)分鐵礦石等級(jí)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它是鐵礦石中的有害元素，易進(jìn)入生鐵，對(duì)鐵、鋼及鋼材的性能有害，因此生產(chǎn)中需要準(zhǔn)確、快速測(cè)定原礦、精粉、燒結(jié)礦等中的硫含量。目前測(cè)定鐵礦石中硫含量的方法有管式爐燃燒碘量法、高頻爐紅外碳硫分析法、硫酸鋇重量法。高頻爐紅外碳硫分析法雖然自動(dòng)化程度高，但儀器成本價(jià)格不菲，作為原料礦石、精粉等原材料中硫的測(cè)定不是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。硫酸鋇重量法分析礦石中的硫含量過程繁瑣，耗時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，且分析方法只限于較高含量的硫，對(duì)于生產(chǎn)過程的及時(shí)控制缺乏實(shí)用性。本文采用管式爐燃燒碘量法，對(duì)助熔劑和助燃?xì)庾髁烁倪M(jìn)，經(jīng)過試驗(yàn)結(jié)果滿足要求。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

高溫燃燒定碳爐。

淀粉吸收液：稱取可溶性淀粉1g，用少量水拌成糊狀，倒入500mL沸水，冷卻后加入分析純濃鹽酸18mL，稀釋至1L，混勻備用。

碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：c（1/6KIO3）=0.007mol/L，稱取基準(zhǔn)試劑碘酸鉀0.249g，分析純碘化鉀5g，氫氧化鉀1g，加蒸餾水?dāng)嚢枞芙夂螅♂屩?L。

助熔劑：五氧化二釩（分析純），在650℃的高溫爐中灼燒2h，冷卻后置于磨口瓶中備用。

瓷舟：高溫1000℃灼燒2h再使用。

1.2 分析方法

（1）根據(jù)鐵礦石中硫的含量范圍按表1稱取試樣量，試樣稱量準(zhǔn)確至0.0001g，均勻平鋪于瓷舟上，加約1g五氧化二釩助熔劑均勻覆蓋于試樣上。

（2）將80mL淀粉吸收液倒入吸收器中，調(diào)節(jié)空氣流量為500mL/min～700mL/min，用碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至吸收液呈淡藍(lán)色。將裝有試樣的瓷舟推入燃燒爐中心高溫處，立即塞上橡皮塞，以500mL/min～700mL/min空氣流通過燃燒爐，并不斷用碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，在整個(gè)燃燒過程中，使吸收液始終保持淡藍(lán)色不消失，當(dāng)藍(lán)色消退減慢時(shí)，可加速通入助燃?xì)猓?dāng)溶液的色度恰到與開始滴定前的藍(lán)色相同，并在1min內(nèi)不變即為滴定終點(diǎn)，取出瓷舟。

表1 不同含量的試樣稱量范圍

2 結(jié)果與討論

2.1 助燃?xì)怏w的選擇

關(guān)于助燃?xì)怏w，本文采用空氣為助燃?xì)狻Ｒ钥諝庾鳛橹細(xì)怏w有利于SO3向SO2轉(zhuǎn)化，提高SO2的生成率和回收率。

2.2 稱樣量和碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度

鐵礦石中硫含量的范圍一般在0.005%～2%之間，如果試樣稱樣量太少，可能引入的稱量和分析誤差太大，但生產(chǎn)中鐵礦石的硫含量基本在2%以下，規(guī)定試樣量不得少于0.1000g，試樣稱樣量太多，燃燒不好，又嚴(yán)重影響分析結(jié)果。本文試驗(yàn)中列出了不同含量段選擇不同的稱樣量,達(dá)到分析準(zhǔn)確的的要求。經(jīng)過試驗(yàn)，用碘酸鉀濃度為c（1/6KIO3）=0.007mol/L，并根據(jù)不同硫含量改變稱樣量，可以兼顧從低到高含量范圍測(cè)量的準(zhǔn)確度。

2.3 助熔劑的選擇

試驗(yàn)用銅片作助熔劑，空白值較高，不適用于0.01%以下硫含量的測(cè)定，且出硫較慢。本文采用五氧化二釩作助熔劑，用標(biāo)樣驗(yàn)證，測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值相符合。

2.4 淀粉吸收液的選擇

以碘酸鉀溶液為0.007mol/L，碘化鉀溶液為5g/L，選用可溶性淀粉進(jìn)行不同濃度配制，從1g/L～2g/L選取幾個(gè)濃度試驗(yàn)，根據(jù)分析標(biāo)樣滴定終點(diǎn)顏色穩(wěn)定情況，選用1g/L淀粉。

2.5 鹽酸用量的選擇

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，碘酸鉀與碘化鉀在酸度為0.2～0.4mol/L的溶液中反應(yīng)速度最快，同時(shí)I-又不被空氣中的氧化，0.2mol/L的酸度經(jīng)過計(jì)算需要加入濃鹽酸17mL，因原碘酸鉀與碘化鉀的混合液含1g氫氧化鉀，所以以碘酸鉀溶液為0.007mol/L，碘化鉀溶液為5g/L，在1L淀粉溶液中，鹽酸用量分別控制在18～30mL之間進(jìn)行試驗(yàn)，由試驗(yàn)和理論計(jì)算得出，采用18mL/L鹽酸，終點(diǎn)藍(lán)色穩(wěn)定。

2.6 樣品的分析

用國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07219b、GBW07222a、GBW07823、GBW07829，按照本文分析方法測(cè)定，試驗(yàn)結(jié)果表明，此方法分析鐵礦石中硫含量能滿足生產(chǎn)中分析要求，方法快速準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)適用，測(cè)定結(jié)果見表2。

表2 樣品分析結(jié)果

3 結(jié)語

以五氧化二釩為助熔劑、空氣為助燃?xì)猓玫馑徕洏?biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定鐵礦石中的硫含量，經(jīng)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗(yàn)證，用本文方法測(cè)定鐵礦石中不同含量段的硫含量，方法快速簡(jiǎn)便，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。