66%B()*++,-./0*+12*+34/4 66%B文章编号 #5676# #56658三氯化钛还原 高锰酸钾无汞滴定法测定铁矿石中全铁量 安徽省庐江县龙桥矿业有限公司!安徽庐江 !!$#77# 以二苯胺磺酸钠为指示剂以高锰酸钾标准溶液滴定铁矿石中的全铁量试验并确定了测定过程中的各种最佳分析条件方法用于分析铁矿石中全铁含量其相对标准偏 A!BI##AI之间结果与认定值相符该方法避免了二氯化汞 重铬酸钾滴定法中汞和铬对环境的二次污染 关键词高锰酸钾无汞滴定法铁矿石全铁 中图分类号 @&77A!$!!!! 文献标识码 收稿日期!C585#& 作者简介赵树宝 #C&65 #!男!工程师!主要从事化学分析% 在!目前分析铁矿石中全铁量的主要方法有重铬酸钾容量法 ?^D1络合滴定法 !分光光度法 &分光光度法和原子吸收光谱法只适用低含量铁的测定!对于含 量高的铁矿石中全铁量的测定目前主要采用经典 容量法!但实验时每一份试液中需加入饱和氯化汞溶液 #AEH !则约有 8BAE. 汞排入下水道!而国家环境部门规定汞排放的允许量不超过 !要允许排放量!至少要加入 CA&##A) 的水稀释&实际上汞盐的积累 在底泥的水质中造成环境严重的污染!有害于人 体健康&近年来研究了许多无汞测铁的方法!如 ?^D1 络合滴定法) :29+!%D/9+$%`!9-!@6 滴定 ?^D1络合滴定法干扰因素较多! 条件不宜控制%三氯化钛 重铬酸钾无汞滴定法是近年来测定铁矿石中全铁量普遍采用的快速分析 方法!从方法原理上易于理解!但具体操作条件不 好掌握!易造成系统偏差!且该方法虽没有使用 汞!但铬对人体也有害!同样对环境造成了污染& 本文通过对矿样溶解方法的改进!提出了在硝酸 介质中!用氢氟酸处理使硅生成四氟化硅挥发!从 而消除硅酸盐对矿物的包裹!加硫酸加热冒三氧 化硫白烟来驱除 样!可使试样分解更完全!提高了分析准确度!且消除铬对环境的污染& #7EH硫酸在 搅拌下缓慢注入 7EH 水中!冷却后加入 EH磷酸!用水稀释至 #EH 8EH硫酸在搅拌下缓慢注入 8EH 水中!冷却后加入 !EH 磷酸!混匀% :29+! 盐酸溶液 #.:29+!溶于 #EH 盐酸中低温加热溶解!溶解后用水稀释至 #EH 盐酸溶液$取市售三氯化钛溶液约 #7I #用盐酸 #fC 倍混匀用前现配#%中性红指示剂A6 EH#$准确称取 !AB7C8 !7EH锥形瓶中!加 #EH 盐酸低温加热使之 溶解勿煮沸#!冷却后移入 #EH 容量瓶中! 8EH盐酸!以水定容%硫酸锰溶液 溶于#EH 硫酸 bK1@:F,%T*=O(-0,-3%P-(()/)-*)/=2=P)=)*+/-=2/2/-=2=-(Y/)FQ=)*44/,EQ(-E*2.*2*)(*P)(-)/)*2/,E)-/0F+=-/R(-(R,0)/=2O()*++,-./0*+12*+34/4 66%B钾标准滴定溶液 A#7E=+ #$准确称取!A$67 .`2@8 优级纯#于烧杯中!加入煮沸过的 使之溶解!放置数日后!用M8% 玻璃砂芯滤斗过滤 后!移入 #EH 棕色容量瓶中!以水定容!摇匀 并保存&标定$准确移取 !EH 铁标准溶液于 !7EH 锥形瓶中!加 8EH 盐酸 #!加热至近沸!趁热滴加二氯化锡溶液 #还原至淡黄色!流水冷却至室温!滴加 盐酸溶液滴定至淡黄色!再过量 滴!立即加入水至#EH !再加 #7EH #7f#7f6#!摇匀!静置至溶液出现兰色 后!加入 8EH 硫酸锰溶液 #!然后立即用高锰酸钾标准溶液滴定至接近终点时!再滴加 #继续滴定至紫红色并放置 #74 不褪色即为终点!计算高锰酸钾 标准滴定溶液的滴定浓度%硫酸亚铁铵溶液 (溶于#EH 硫酸 #中!摇匀如浑浊须过滤#!贮存于棕色瓶中%标定$准确移取 $EH 硫酸亚铁铵溶液于 EH锥形瓶中!加入 7EH #EH盐酸! 8EH硫酸锰溶 #!然后用高锰酸钾标准滴定溶液滴定至接近终点时!再滴加 滴二苯胺磺酸钠指示剂继续滴定至紫红色并放置 #74 不褪色即为终点& 以上所有试剂除特殊标明外均为分析纯!实 验用水为一次蒸馏水& 实验方法准确称取 左右的试样于$EH 聚四氟烧杯中!加入 #EH 硝酸和 7EH 氢氟酸 置于垫有石棉网的电热板上加热至近干!使矿样 中的硅酸盐分解完全!取下稍冷!加入 7EH 硫酸 #和少量水!在电热板上继续加热至冒三氧化硫白烟!取下冷却!将溶液移入到 !7EH 锥形 #!在高温电炉上继续加热至冒大量的三氧化硫白烟为止!取下 冷却!加入少量水!继续加热使盐类溶解后!再加 #7EH盐酸在电热板上低温加热至近沸!制成 盐酸溶液!趁热滴加 二氯化锡溶液至试液呈浅黄色!流水冷却至室温后加入少量水!再加 滴中性红指示剂A6. 滴!加水至#EH 左右!静置至溶液出现兰色 后!再加入 8EH 硫酸锰溶液 #!然后用高锰酸钾标准滴定溶液滴定至接近终点时!滴加 #后继续滴定至紫红色并放置 #74 不褪色即为终点& 结果的计算公式为$ +++滴定时所用的高锰酸钾标准滴定溶液的体积数! EH +++滴定空白用的高锰酸钾标准滴定溶液的体积数! EH +++滴定系数!表示#EH 高锰酸钾 标准滴定溶液相当于铁量! 指示剂的选择试验了钨酸钠 #)中性红A6. 滴定指示剂的效果&考虑钨酸钠价格贵!所配的溶液浓度大!且每个试样滴加 量大实验中每个试样需滴加 #!而中性红价格便宜!所配的溶液浓度小!且每个试样滴加 量小!实验中每个试样只需滴加 滴!且实验过程中不影响测定结果!故本实验选用中性红作为指 空白值的测定由于水质)试剂纯度等的影响!存在的杂质可 能会使结果偏高!故需测定空白&选择以下方法 测定空白值 #$空白试液滴定时!先在!7EH 的锥形瓶中加入 &AEH 硫酸亚铁铵标准溶液! 然后加入 7EH #EH盐酸及 #7EH #7f#7f6#!再加入 8EH 硫酸锰溶液! 用高锰酸钾标准滴定溶液滴定至接近终点时!滴 滴二苯胺磺酸钠指示剂继续滴定至紫红色并放置 #74 不褪色即为终点!记下消耗的亳升数 #%再向溶液中加入&AEH 硫酸亚铁铵标准 溶液!然 (滴定至紫红色并放置#74 不褪色即为终点!记下消耗的亳升数 溶解酸的选择若铁矿石试样仅采用硫 磷混酸高温加热来溶样!时间过长会生成难溶的焦磷酸盐沉淀!使结 果偏低!时间过短溶样不彻底&这样溶样条件不 66%B易控制 磷混酸中铁电对的电极电位降低!继而以高温加热使 更易被氧化所致!也有可能是加入 造成的结果!因加入 的测定结果明显偏低%若矿样以K9+ 水浴缓慢加热溶解!则由于矿样加热溶解过 程时间太长!会使部分 &而硝酸氧化能力强且易挥发分解!当试样在硝酸介质中! 用氢氟酸处理使硅生成四氟化硅挥发!从而消除 硅酸盐对矿物的包裹!再用硫 标准滴定溶液的选择由于高锰 !反应中锰被还原的价态只有正二价一种价态!且标准电极电势 相当&在滴定时加入了硫酸锰会进一步降低 _A66#d!因此在酸性介质中 2@8 是能够发生氧化还原反应的!且反应的产物单一!因此能够定量滴定& 测定条件的控制在酸性介质中 `2@8 氧化 的反应速率极慢!如果存在 离子!`2@8 应会加速`2@8 氧化 !这和反应中`2@8 起反应!从而出现诱导反应&但如果在溶液中加入过量的 有催化作用!它能使 25 迅速转变为 !而此时又因溶液中有大量的 !因此在以`2@8 标准溶液滴定前还应加入硫酸锰 磷酸混合溶液!其作用是$第一!可以避免有 存在下发生的诱导反应!使滴定能够在盐酸介质中进行%第 二!磷酸能与 无色配位络离子 的黄色掩盖紫色终点!使终点更明显&由于本实验是用硫 磷混酸!此外滴定时酸度应控制体积分数为 7I##I %酸度太大!终点会 过早出现!太小则终点不易看出!影响结果&为了 防止溶液中的 被空气氧化!滴定时开始可快速滴定!接近终点时先滴加指示剂后再继续滴定 且稍减慢滴定速度!并不断摇荡!直至溶液颜色呈 紫红色并放置 #74 不褪色为终点& 酸度的影响由于 在碱性条件下生成沉淀!无法存在!因此必须在酸性条件下进行操作%其次! 若酸度过低会引起金属离子的水解效应!在没有 辅助络合剂存在时!可以将金属离子开始生成氢 氧化物沉淀时的酸度作为实验过程中的最低酸度 即为最大 QK 值#&查表得 只有在QK##! QK##!的范围内& 还原条件的控制二氯化锡的盐酸溶液是三价铁的最常用的还 原剂!盐酸浓度越大还原能力越强!这与 :29+! 盐酸溶液中以:29+8 存在有关&此外!还原时有足量的盐酸存在 再被氧化!故还原前应保证足够的氯离子浓度&但盐酸浓度过大!终点提前到达 会使结果偏低%在滴加三氯化钛盐酸溶液时须稍 微过量!过量的三氯化钛可以通过静置让空气中 的氧来氧化!当溶液出现兰色后表示过量的三氯 化钛已经被氧化完全& 共存离子的干扰溶液中铜离子)铬离子和钒离子含量过高会 干扰测定!当试样中钒的质量分数大于 A7I &因所用的常规样品含钒)铬和铜元素较少!且钼属稀有金属!在铁矿石中更是 含量甚微!故用本法不影响全铁量的测定& 样品分析选取 左右!按实验步骤进行操作!对标准样品独立进行 次平行实验!考察方法的精密度!并将结果与认定值进行对照!结果见表 bK1@:F,%T*=O(-0,-3%P-(()/)-*)/=2=P)=)*+/-=2/2/-=2=-(Y/)FQ=)*44/,EQ(-E*2.*2*)(*P)(-)/)*2/,E)-/0F+=-/R(-(R,0)/=2O()*++,-./0*+12*+34/4 样品中全铁的分析结果A2B.-!!7+2.8*%/2.3-)F.*)(,*(*2.%3(+%+)2:1.-) 试样名称 :*EQ+(4 认定值 ]=,2R平均值 磁铁精矿aBB$$* *.2()=-(0=20(2)-*)( &8A!6 &8A$B &8A&8A8 &8A#7&8A!$ M:W%$%!$6%!&&8ABC &7A &8AB7&8A&7 &8A6&8AB7 MWa6!6$8$A6$ 8$A8 8$A878$A8 A87 aBB$$*磁铁精矿的认定值是由武钢钢研所提供% M:W%$%!$6%!& 铁矿石 MWa6!6$铁矿石物相分析标准物质的认定值由冶金部中南地质勘查局提供& MWa6!6$*-(Q-=[/R(RT3aLM1

  -=2*2R:)((+G(4(*-0F

  24)/),)( 北京$冶金工业出版社! !8O 北京$冶金工业出版社!#CCO 长春$吉林科学技术出版社!!8O 重铬酸钾无汞滴定法测定铁矿石中铁 冶金分析()*++,-./0*+12*+34/4 铁矿石中全铁的分析方法改进 河北化工K(T(/9F(E/0*+

  2R,4)-3 北京$高等教育出版社!!8O I-3/F3 2+2*-2,*-3*%*2+%F:*3%/4.(3%0-3-0F/*%(+bK1@:F,%T*= T3)/20F+=-/R(%)/)*2/,E)-/0F+=-/R(ODF()=)*+/-=2/2/-=2=-(Y*4)/)-*)(RT3Q=)*44/,EQ(-E*2.*2*)(4)*2R*-R4=+,)/=2Y/)F4=R/,ER/QF(23+*E/2(4,+P=2*)(*4/2% R/0*)=-ODF(=Q)/E*+*2*+3)/0*+0=2R/)/=24Y(-(R()(-E/2(RODF/4E()F=RF*4T((2*QQ+/(R)=)F(R(% )(-E/2*)/=2=P)=)*+/-=2/2/-=2=-(ODF(-(+*)/[(4)*2R*-RR([/*)/=2 *2R)F(-(4,+)4Y(-(0=24/4)(2)Y/)F)F(0(-)/P/(R[*+,(4ODF/4E()F=R0=,+RQ-([(2))F((2[/-=2E(2)P-=E 4(0=2R*-3Q=++,)/=20*,4(RT3E(-0,-3*2R0F-=E/,E/2E(-0,-3T/0F+=-/R(%Q=)*44/,ER/0F-=E*)()/)% -/E()-3O Q-8E(30)