三氯化鈦-重鉻酸鉀容量法測(cè)定渣選尾礦中鐵含量的檢測(cè)分析

施艷艷 李超 田強(qiáng)坤 楊琳娟

楚雄滇中有色金屬有限責(zé)任公司，中國(guó)·云南 楚雄 675099

1 引言

渣選尾礦可用于水泥等其他建筑材料，有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值，筆者所在廠渣選尾礦中銅含量在0.2%～0.3%，鐵含量在40%～45%一般情況而言，含銅物料中鐵含量的測(cè)定均采用氨分離法，與銅分離，消除銅對(duì)鐵的干擾，其方法參考GB/T3884.15—2014 銅精礦化學(xué)分析方法第15 部分：鐵量的測(cè)定重鉻酸鉀滴定法，該方法準(zhǔn)確度高，但分析過(guò)程長(zhǎng)，導(dǎo)致分析結(jié)果時(shí)效性差，生產(chǎn)流程指導(dǎo)不及時(shí)，因筆者所在廠渣選尾礦中銅含量不高，因此試驗(yàn)不采用氨分離法，直接測(cè)定渣選尾礦中鐵含量具有可行性。

2 試驗(yàn)部分

2.1 主要試劑

①鹽酸（1+1）:100mL 濃鹽酸溶于100mL 水中、混勻。

②三氯化鈦溶液（1+9）：取一份三氯化鈦溶液（15%～20%）與9 份鹽酸（1+9）混勻，加一層石蠟液保護(hù)。

③硫磷混合酸（1+1）：1 份濃硫酸與1 份濃磷酸等體積，混勻。

④氟化鉀溶液（250g/L）。

⑤氯化亞錫溶液（60g/L）：稱取6g 氯化亞錫溶于20mL 濃鹽酸中，用水稀釋至100mL，混勻。

⑥鎢酸鈉溶液（250g/L）：稱取25g 鎢酸鈉溶于50mL水中，加入5mL 濃磷酸，用水稀釋至100mL，混勻。

⑦二苯胺磺酸鈉溶液（10g/L）：將1g 二苯胺磺酸鈉溶于少量水中，稀釋至100mL。

⑧其中，重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：T（K2Cr2O7/Fe）=0.003000 g/mL。

2.2 試驗(yàn)方法

稱取渣選尾礦試料0.3g（精確至0.0001g）置于250mL錐形瓶中，加入5mL 氟化鉀溶液（250g/L），搖動(dòng)錐形瓶使試樣分散，再加15mL 硫磷混合酸（1+1），放在已加熱至400℃～450℃電爐上，加熱至錐形瓶?jī)?nèi)蒸發(fā)冒煙至瓶口，取下，冷卻至室溫［3］。用少量水吹洗瓶口，加10mL鹽酸（1+1），滴加氯化亞錫溶液（60g/L）至淺黃色，用少量水沿瓶口吹洗錐形瓶?jī)?nèi)壁后，加水50mL，放置在低溫電爐上加熱至微沸，并保持5min，取下，迅速冷卻至40℃～60℃。立即加入10 滴鎢酸鈉溶液（250g/L），滴加三氯化鈦溶液（1+9）至淺藍(lán)色，用水沿瓶口吹洗錐形瓶?jī)?nèi)壁，再滴加重鉻酸鉀溶液（濃度為標(biāo)準(zhǔn)滴定液的1/3）至淺藍(lán)色剛好消失，加3 滴二苯胺磺酸鈉指示劑（10g/L），用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫色（穩(wěn)定時(shí)間不少于30s）為終點(diǎn)，隨后做空白試驗(yàn)。

3 結(jié)果與討論

3.1 反應(yīng)式

發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)如下：

3.2 樣品分解時(shí)長(zhǎng)的控制

采用硫磷混酸溶樣時(shí)間不能太長(zhǎng)，以硫酸鹽充滿瓶頸時(shí)取下為宜，試樣分解時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)生成焦磷酸鹽，包裹試樣，使結(jié)果偏低。渣選尾礦中含大量硅酸鐵，難以分解，運(yùn)用硫酸的高沸點(diǎn)性（硫酸沸點(diǎn)：384℃）加快氟化鉀對(duì)硅酸鐵的分解速率。分解時(shí)長(zhǎng)控制的試驗(yàn)：分別采用本法對(duì)TWZ 1～9 號(hào)試樣按照以下兩種方法進(jìn)行分解時(shí)長(zhǎng)控制的試驗(yàn)，進(jìn)行結(jié)果比對(duì)。方法1 是溶至硫酸煙充滿瓶頸。方法2 是溶至硫酸煙充滿瓶頸+3min。測(cè)定結(jié)果列于表1[2]。

表1 樣品分解時(shí)長(zhǎng)控制的結(jié)果比對(duì)

由表1可見，方法2 結(jié)果的系統(tǒng)性偏低。

3.3 Fe3+還原為Fe2+的控制

Fe3+還原為Fe2+采用兩步還原：氯化亞錫、三氯化鈦，兩者用量此消彼長(zhǎng)。采用氯化亞錫還原時(shí)必須還原大量的Fe3+離子，否則會(huì)導(dǎo)致三氯化鈦用量增加，大量的三氯化鈦在滴定中會(huì)水解生成白色沉淀物，影響滴定終點(diǎn)的觀察。用氯化亞錫還原時(shí)，滴定至溶液呈淡黃色為止，再進(jìn)行下一步操作[3]。

三氯化鈦還原時(shí)，用流水迅速冷卻至40℃～60℃，立即用三氯化鈦還原立即滴定，中間不能放置，否則由于空氣氧化后使結(jié)果偏低。Fe3+還原為Fe2+控制的試驗(yàn)：分別采用本法按以下兩種方法對(duì)TWZ 1～9 號(hào)試樣進(jìn)行Fe3+還原為Fe2+控制的測(cè)定，進(jìn)行結(jié)果比對(duì)。方法1 是用流水迅速冷卻至40℃～60℃，立即用三氯化鈦還原立即滴定。方法2 是用流水迅速冷卻至40℃～60℃，中間放置2min，再用三氯化鈦還原后滴定[1]。測(cè)定結(jié)果列于表2。

表2 Fe3+還原為Fe2+控制的結(jié)果比對(duì)

由表2可見，方法2 是用流水迅速冷卻至40℃～60℃，中間放置2min，再用三氯化鈦還原后滴定，結(jié)果系統(tǒng)性偏低。

3.4 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定

標(biāo)定重鉻酸鉀的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有純鐵絲（99.99%）和Fe2O3（光譜純）。純鐵絲易氧化，不易保存，建議采用Fe2O3進(jìn)行標(biāo)定，F(xiàn)e2O3使用前需進(jìn)行前處理，處理方法如下[3]：

將Fe2O3置于瓷坩堝中，在馬弗爐中于1000℃下灼燒一小時(shí)后取出，放在干燥器中冷至室溫，備用。按需求準(zhǔn)確稱取前處理后的Fe2O3于燒杯中，加入20mL鹽酸，蓋上表皿，于低溫電爐上分解完全后取下，冷至室溫，以下同樣品分析方法。

3.5 精密度與準(zhǔn)確度的考察

3.5.1 精密度試驗(yàn)

取2 個(gè)不同的試樣，各試樣分別按試驗(yàn)方法獨(dú)立地進(jìn)行6 次測(cè)定，試驗(yàn)結(jié)果列于表3。

表3 精密度試驗(yàn)

由表3可見，本方法的精密度高，重現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。

3.5.2 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

分別采用氨分離法和本法對(duì)TWZ 1～9 號(hào)試樣進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果列于表4。

表4 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

由表4可見，用本方法與氨分離法通過(guò)10 件樣品比對(duì)，均在允差范圍內(nèi)，通過(guò)誤差統(tǒng)計(jì)，本方法與氨分離法之間方法系統(tǒng)誤差+0.146%，在可接受范圍內(nèi)。

3.6 回收試驗(yàn)

為了考察本法的準(zhǔn)確度，在GSBH30001-97 和TWZ-01號(hào)試樣中加入不同含量的鐵標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，測(cè)試方法與樣品分析方法一致，結(jié)果列于表5。

由表5可見，在本法的試驗(yàn)條件下，回收率在99.75%～102.81%，符合常量分析要求[4]。

表5 加標(biāo)回收試驗(yàn)

4 結(jié)語(yǔ)

試驗(yàn)證明，采用三氯化鈦-重鉻酸鉀滴定法測(cè)定渣選尾礦中鐵含量，試驗(yàn)方法精密度高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好，方法的操作要點(diǎn)在樣品分解時(shí)長(zhǎng)的控制，F(xiàn)e3+還原為Fe2+的控制、重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的標(biāo)定。銅含量在0.2%～0.3%范圍內(nèi)對(duì)鐵的測(cè)定沒有影響，采用本法直接測(cè)定渣選尾礦中鐵含量是可行的，無(wú)需進(jìn)行銅鐵分離[5]。