硫酸亚铁铵还原-硅钼蓝分光光度法测铁矿石中硅的含量

王翠

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局703队 伊宁 835000）

1 引言

硅含量是铁矿石质量控制的主要技术指标，其测定方法有重量法、氟硅酸钾容量法、分光光度法等。重量法是经典的测定方法，准确度高，但操作繁琐、花费时间长;分光光度法简便、快速、灵敏度高。本方法适用于天然铁矿石、铁精矿、烧结矿和球团矿中硅含量的测定。

2 实验部分

2.1 主要仪器和试剂

⑴722S可见分光光度计。

⑵混合熔剂:取3份无水碳酸钠与1份硼酸研细混匀。

⑶ 硫酸：ρ=1.84g/mL。

⑷硫酸：5+95。

⑸钼酸铵溶液50g/L。储存于塑料瓶中。

⑹草酸溶液50g/L。

⑺硫酸亚铁铵溶液30g/L。

称取3g硫酸亚铁铵，加入1mL硫酸（1+1），用水稀释至100mL，溶解后过滤使用。此溶液放置时间不宜过长,一般不超过7天。

⑻二氧化硅储备溶液200.0μg/mL。

称取0.2140g在1000℃下灼烧至恒重的高纯二氧化硅（99.9%以上）,置于盛有4g混合熔剂的铂坩埚中,仔细混匀,再覆盖1g混合试剂，盖上铂盖，于900～950℃下熔融分解30min,取出，缓缓转动使熔融液体均匀分布在坩埚内壁并冷却，将坩埚和盖子放入盛有水的聚四氟乙烯烧杯中，低温加热浸取，洗出坩埚和盖。冷却至室温，将浸取液移入500mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀后立即移入塑料瓶中贮存。

⑼二氧化硅标准溶液50.0μg/mL。

准确移取25mL二氧化硅储备溶液于100mL容量瓶中,用水稀释至刻度，混匀，立即移入塑料瓶中保存。

2.2 实验方法

2.2.1 试料分解

称取0.2000g样品置于盛有4g混合熔剂的铂坩埚中，仔细混匀，再覆盖1g混合熔剂，盖上铂盖，于900～950℃下熔融分解15～30min,取出坩埚，缓缓转动坩埚使熔融液体均匀分布在坩埚内壁并冷却，将冷却后的坩埚置于盛有200mL硫酸的烧杯中低温加热浸取，洗出铂坩埚及盖，冷却至室温，将浸出液移入250mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀，备用。如有沉淀，采用干过滤法过滤。

2.2.2 空白试验

称取与试料量相同的高纯三氧化二铁（铁含量大于99.98%），随同试料做空白试验。

2.2.3 显色

移取5.00mL（当硅含量小于1%时，分取10.00 mL）上述试液两份于100mL容量瓶中,一份用作显色液，一份用作参比液。

（1）显色液

取其中一份试液，加5mL钼酸铵溶液（50g/L）,加30mL水摇匀，放置15min（当室温低于15℃时，放置40min或于沸水浴中加热30s后立即冷却）。加入10mL草酸溶液（50g/L）,摇匀，溶液清亮后30s内加入10mL硫酸亚铁铵溶液（30g/L）,用水稀释至刻度，混匀,放置10min。

（2）参比液

将另一份试液，加入10mL草酸溶液（50g/L），5 mL钼酸铵溶液（50g/L），10mL硫酸亚铁铵溶液（30 g/L），用水稀释至刻度，混匀,放置10min。

2.2.4 测量吸光度

于分光光度计波长760nm处，用2cm比色皿测量吸光度,减去空白试验溶液的吸光度，在工作曲线上查出试液中的硅量。对硅含量低于0.5%的试料，可选择在810nm处测量吸光度。

2.2.5 硅含量的计算

按以下公式计算试样中硅含量（质量分数）ω（SiO2）:

式中：m为在校准曲线上查取显色液中的硅量，μg；V为分取试液的体积，mL;V0为试料溶液稀释体积，mL；m0为试料量，g。

3 结果与讨论

3.1 共存离子的影响

磷、砷与钼酸铵生成的黄色铬合物也能被还原成蓝色使测定受到干扰。加入草酸可使磷、砷杂多酸在较大酸度下被迅速分解而消除其干扰。加入草酸还可以增加Fe2+的还原能力并消除Fe3+的黄色干扰。但由于草酸对硅钼杂多酸有缓慢分解作用,所以本试验加入草酸后,立即加入硫酸亚铁铵溶液,将硅钼黄还原为硅钼蓝,使测定结果比较稳定。铁量多时会降低灵敏度,但同时可提高颜色稳定性,故在标准曲线中加入一定量的铁。铝、铜、钛、镍、锰、镁等元素的存在对测定无显著影响。

3.2 温度与显色时间

硅钼杂多酸的生成随温度的升高而加快,随时间的增加而完全。提高温度可以增大显色酸度范围和加快显色速度,但加热会降低硅钼杂多酸的稳定性,使硅的测定结果偏低或无法测定。试验中,加钼酸铵后在室温下放置15min,硅钼黄充分显色,并且至少可以稳定1h。

3.3 工作曲线的线性

分取标准系列 0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 μg/mL二氧化硅标准溶液于100mL容量瓶中，加10 mL空白试验溶液，按试样分析方法显色测得SiO2吸光度数据见表1。

表1 测SiO2标准曲线表

3.4 准确度与精密度

对三个国家标准物质分别为R-715,R-717,GBW07830进行6次测定，分别计算出他们的平均值、标准偏差、相对标准偏差，测得的结果见表2。

表2 准确度与精密度

从表2中可以看出三个国家标准物质R-715,R-717,GBW07830的测定值与标准值相符，方法的标准偏差为0.025%～0.056%，相对标准偏差为0.011%～0.070%。

4 结论

通过以上试验结果表明，采用硅钼蓝光度法测定SiO2，其操作方法较简便，效率较高，不需要特殊设备和条件，容易掌握,有较好的重现性和稳定性。