浅谈铁矿石的化学分析以及减少误差的方法

2016-04-14苏婕

地球 2016年9期

关键词：重铬酸钾指示剂系统误差

■苏婕

（内蒙古第九地质矿产勘查开发有限责任公司　内蒙古　锡林郭勒盟　026001）

浅谈铁矿石的化学分析以及减少误差的方法

■苏婕

（内蒙古第九地质矿产勘查开发有限责任公司内蒙古锡林郭勒盟026001）

在岩矿开采过程中，岩矿矿石中往往含有多种元素，如何对岩矿中的元素进行测试和分析对鉴定矿石品类、区分矿石类别和分析矿石成分具有重要意义。这就要求我们在开展地质研究工作的时候，除了要根据相关的标准和流程进行操作之外，还要减少化验中的误差，提高化验的整体质量。本文以铁矿石为例，简要分析了铁矿石的化学分析方法以及减少误差需要注意的措施。

铁矿石化学误差

1　铁矿石化学分析方法

1.1氧化还原滴定法

重铬酸钾容量法被公认为是最准确的铁矿石中全铁测定方法，由于HgCl2的毒害性，要达到国家排放标准，对废水处理成本太高，所以使用无汞重铬酸钾法已经成为容量法分析的趋势。即以SnCl2-TiCl3为还原剂，分别以钨酸钠及二苯胺磺酸钠溶液为指示剂，以重铬酸钾为标准溶液，将试液滴至稳定的紫红色为止。但是该法所用的TiCl3溶液具有成本高、极易被氧化、稳定性能非常差等缺点。章志青改进样品制备方式，以硫磷混酸（1+1）替代氟化钠，既可完全快速熔样，又可促进显色。

1.2络合滴定法

在络合滴定法中，EDTA作为滴定剂应用最为广泛。王瑞斌等人将铁矿石用硫磷酸混酸溶解并消除干扰后，在pH值为1.5～2.5的热溶液中，以N-苯甲酰羟胺为指示剂，用EDTA标准溶液直接滴定铁，测定结果的相对标准偏差RSD<1%，加标回收率约为95.3%～101.5%。该方法没有使用汞盐和铬盐，简单、快速、准确、无污染，适合于实际生产和学生实验。

1.3微量滴定法

张玉清等人研制成了WD-COⅡ型微量滴定管及其配套装置，滴定管结构简单，使用方便，毫升可读至小数点后第三位（1mL溶液微量滴定管可滴130～150液滴），并且微量滴定法处理样品时，因量少，试样溶解快，能减少酸雾污染。用于铁矿中全铁含量测定，以重铬酸钾为滴定剂，采用甲基橙指示剂代替有毒试剂HgCl2，指示预处理完全程度和除去过量的还原剂SnCl2，该方法减少了有毒试剂及浓酸的用量，但所得结果与常量法一致、两者精密度及准确度均无显著差异。同时符合微型实验化、绿色化的发展趋势。

1.4仪器分析法

容量分析铁矿石中的全铁，过程繁杂，流程长，终点溶液颜色有时变化不明显，无法及时得出分折结果，很难满足现代化生产对快速分析的要求。韩德花等人采用抗坏血酸做还原剂滴定赤铁矿中的铁含量，利用电位分析中酸度计的pH值大小变化替代指示剂终点判断的主观性，减少实验误差。张凤君采用钛（Ⅲ）直接滴定铁矿石中全铁，用铂电极作指示电极，甘汞电极作参比电极，该方法提高了滴定灵敏度和精密度，减少了人为的指示剂判断终点的误差。

2　铁矿石成分化验检测过氧化钠溶样

2.1药品及试剂

硫磷混合酸：15%+15%+70%。将150mL浓硫酸缓缓倒入700mL水中，冷却后加入150mL磷酸，搅匀。重铬酸钾标准溶液：1.00mL，此溶液相当于0.0020g铁。称取1.7559g预先在150℃烘干1h的重铬酸钾（基准试剂）于250mL烧杯中，以少量水溶解后移入1L容量瓶中，用水定容。氯化亚锡溶液：10%，称取10g氯化亚锡溶于20mL盐酸中，用水稀释至100mL。氯化高汞饱和溶液：5%，二苯胺磺酸钠指示剂：0.5%，过氧化钠。

2.2分析步骤

准确称取0.2g试样，置于银坩埚中，加3g过氧化钠，混匀，再覆盖1g过氧化钠。放入已经升温至650～700℃的马弗炉中，熔融5min，取出冷却。将坩埚放入300mL烧杯中，加水20mL，浸取。待剧烈作用停止后，加盐酸20mL，同时搅拌，使溶块溶解，然后用5%盐酸洗净坩埚。在电炉上加热溶解至近沸并维持约10min。取下趁热滴加氯化亚锡溶液至铁（Ⅲ）离子的黄色消失，并过量2滴。用水冲洗杯壁，在水槽中冷却，加入10mL氯化高汞饱和溶液，摇动后放置2～3min，加硫-磷混酸15mL，用水稀释至120mL，加5滴5g/L二苯胺磺酸钠指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定至紫色为终点。与试样分析同时进行空白试验。

3　化验中存在的误差

3.1系统误差

系统误差是化学分析过程中某些常见的原因造成的对测量值的固定影响的误差。产生系统误差的主要原因有仪器误差、使用误差、影响误差、方法和理论误差。系统误差是由某种固定的原因所造成的，使测量结果系统偏高或偏低，当重复进行测量时，它会重复出现。系统误差的大小、正负可以被测定的，故系统误差最主要的特性就是误差具有“单向性”。系统误差主要来源于方法误差、仪器、试剂操作误差等，因此具有可扣除性。所以在接收矿石样品时应避免损失或沾污等，在样品加工时应保证样品打磨到化学分析所要求的粒度，在正式检测时应避免错用样品、选错方法及仪器、试剂使用错误、器皿不清洁、操作不规范、忽视仪器故障、读数错误、记录和计算错误等。在处理上多用零示法、替代法等，用修正值是减小系统误差的一种好方法。

3.2随机误差

随机误差是测量值受各种因素的随机变动而引起的误差，也称为偶然误差。随机误差主要由外界干扰等原因引起。随机误差是一种随机现象，它的形成取决于测试过程中一系列随机因素或其大量微小的因素的误差，随机误差的大小和方向都不是固定的，即不可确定的。随机误差来源于环境、温度、湿度、仪器性能等微小波动。在日常工作中要注意环境出现异常波动，对仪器进行定期检测、校准来确保仪器正常运行避免影响测试结果。也可以在检测时可采用多次测量取算术平均值的方法、使用正负误差抵消减少随机误差，但是随机无法完全消除。

3.3粗大误差

粗大误差主要由测试人员操作上的错误造成的。因此，在日常测试中应要求对同一样品不同测试人员所得的分析结果进行对比、不同化验室所得的分析结果进行对比，在每批次样品中按比例插入空白样、监控样、标准物质进行监控，同时也要提高测量者的责任心并定期对测试人员进行专业培训不断提高其操作能力。