改进的硝酸铵氧化法测定锰矿石中锰含量

2015-12-13刘化静

新疆有色金属 2015年5期

关键词：锰矿石硝酸铵硫酸亚铁

刘化静

(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局704队哈密839000)

改进的硝酸铵氧化法测定锰矿石中锰含量

刘化静

(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局704队哈密839000)

矿试样经盐酸、磷酸溶解后滴加硝酸破坏其中的碳及有机物，加入硝酸铵将锰氧化成三价，以稀硫酸溶解盐类，用硫酸亚铁铵标准滴定液滴定，测定的锰量与标准值吻合，该方法精密度较高。该法适用于锰矿石中锰含量的测定。

硝酸铵滴定法锰

0 引言

锰是钢铁工业生产不可缺少的原料，在钢中加入少量锰能增加硬度、延展性、韧性和抗磨性；锰矿、锰铁以及与铜、镍、铝等制成的各种合金和锰的化合物，在工业上有广泛的用途[1]。因此对锰矿石的加工与利用，有着重要的意义。目前，测定锰矿中的锰含量,有过硫酸铵法、硝酸铵法、高氯酸法等，使用这些方法或国标法[2]测定是往往分析过程繁复且周期过长，而硝酸铵法因测定速度较快被广泛采用。但在操作中发现广泛使用的方法存在一定局限性，难以获得相应的准确度，在一些锰矿开采企业的实验分析中允许（相对）偏差甚至达到2.5%[3]。本文通过查阅文献[4-7]结合本次实验对硝酸铵法进行了改进，通过调整分析步骤，消除了容易产生误差的环节，缩短了测量周期，并且获得了较高的测量精密度和准确度。

1 实验部分

1.1 标准溶液主要试剂

（1）配制：硫酸亚铁铵标准滴定液：0.02mol∕L。称取8g硫酸亚铁铵固体溶于1000mL（5+95）H2SO4、中，贮存于棕色瓶中。

（2）标定：移取20.00mL重铬酸钾标准溶液3份，分别置于250mL锥形瓶中，加入40mL(5+95)硫酸溶液、5mL磷酸，用硫酸亚铁铵标准滴定液滴定至橙黄色消失，滴加2滴N-苯代邻氨基苯甲酸指示剂溶液，继续滴定至亮绿色即为终点，3份溶液所消耗硫酸亚铁铵标准滴定液的极差值不超过0.05mL取其平均值。

按式(1)计算硫酸亚铁铵标准滴定液相当于锰的质量浓度(g∕mL)：

式中：c为重铬酸钾标准溶的浓度，mol／L；20.00为重铬酸钾标准溶液的体积，mL；54.94为锰的摩尔质量，g／mol；V1为滴定所消耗硫酸亚铁铵标准滴定液的体积，mL；V2为滴定空白时所消耗硫酸亚铁铵标准滴定液的体积，mL。

1.2 主要试剂

磷酸：ρ约1.70g∕mL；硝酸：ρ约1.42g∕mL；硫酸（5+95）；N-苯代邻氨基苯甲酸指示剂:0.2g∕L；硝酸铵为分析纯；实验用水为蒸馏水。

1.3 实验步骤

准确称取0.1000～0.2000g试样于250mL锥形瓶中，用少量水冲洗瓶壁小心摇动使试样散开，加入20mLH3PO4，在电炉上加热分解样品，并不断摇动，加入5mLHNO3(破坏有机物、硫化物及其他还原性物质)[8]，继续加热至冒磷酸烟后立即取下样品，冷却8～10s后立即加入2.0～3.0g硝酸铵固体并不断摇动，使二价锰完全氧化，用吸耳球将瓶内黄棕色烟吹尽，冷却至60～70℃后，加入40mL（5+95）H2SO4，充分摇动溶解盐类后冷却至室温。用硫酸亚铁铵溶液滴至浅红色，加入3～4滴N-苯代邻氨基苯甲酸指示剂，继续用硫酸亚铁铵溶液滴至亮黄色即为终点。随同试样做空白试验，所用试剂取自同一试剂瓶。

2 结果与讨论

2.1 溶样酸的选择

按GB∕T1506-2002中硫酸溶样进行试验，结果证明，由于硫酸冒烟时间计时的起点和放置时间不易掌握，可造成分析结果有较大误差。采用硝酸和磷酸共同溶样，但为将硝酸赶尽需将温度加热至300℃，但磷酸冒烟温度为220℃左右，这样就造成焦磷酸盐的析出，造成结果偏低，经试验表明，直接用磷酸溶样，当加热至液面平静且磷酸烟刚起时是硝酸铵氧化力最强之时，磷酸是三价锰很好的稳定剂，同时又为锰的氧化提供了适宜的温度条件，加入硝酸铵的时间容易掌握，也可以达到使矿样溶液的要求，且容易控制温度在220℃左右，降低了操作难度和缩短了分析时间，故本实验选择磷酸冒烟硝酸铵氧化法。

2.2 硝酸铵加入时间选择

硝酸铵易吸潮，若在磷酸冒烟取下后立即加入硝酸铵则会出现反应过于激烈，产生溶液崩溅现象，造成测试结果偏低；故在冒磷酸烟后取下样品，冷却8～10s后在加入硝酸铵，既能保证氧化完全，反应也较平稳，不易产生崩溅现象。

2.3 硝酸铵用量选择

称取编号为GBW07263标准样品0.1000g，按本测定方法测定，试验了硝酸铵的加入量对锰定量氧化的影响，由试验测定确认2～3g硝酸铵能将锰定量地氧化至三价。本实验选择硝酸铵的用量为2.5g。

2.4 稀硫酸的加入

传统的硝酸铵法选用加入水溶解盐类，但通过方法原理可知，提高酸度有益于滴定，故本法将加入水改进为加入40mL（5+95）H2SO4，加入时间为样品分解冷却至60～70℃时。

2.5 精密度检验

通过该方法对锰矿石试样进行分析，结果列于表1，由表1可知,测定值与标准值相符合,测定结果的相对标准偏差RSD=0.11%，测定结果准确，精密度良好,完全能满足分析要求。