铁矿石中全铁含量的检测方法

2019-01-29付强辽宁省第四地质大队有限责任公司

消费导刊 2019年19期

付强辽宁省第四地质大队有限责任公司

引言：含硫铁矿石在用测定全铁的常规方法（三氯化钛－重铬酸钾容量法）进行检测时，无法用盐酸和氟化物完全分解，属于“难溶”铁矿石。现有的检测技术中，测定含硫铁矿石中全铁的分析方法有硫磷混酸分解法、碱熔法、硼砂熔样法和王水溶样法等[1]。硫磷混酸法是用硫酸和磷酸的混合物将矿样在高温下进行分解，其难度在于对样品的溶解温度要求较高，若温度偏低则样品不能完全溶解，在容器底部残留焦磷酸固形物，影响实际测定结果；若温度过高则酸液挥发过快，容器中没有足够的供反应进行的试剂，同样会造成测定结果偏低。此外，硫磷混酸溶样法在不同的温度下产生多种副反应，不适宜在控温条件较差的实验室中进行。碱熔法是将矿样和所用熔剂过氧化钠在刚玉坩埚中充分混合，在750℃左右的温度条件下在箱式高温炉中进行熔解[2]。过氧化钠对容器腐蚀严重，长此以往明显增加实验成本，且目前过氧化钠属限制化学药剂，不易采购，使该方法在实验中受到局限。硼砂熔样法以四硼酸钠作为熔剂，同样在箱式高温炉中进行，熔融样品冷却后用盐酸浸洗，操作过程繁琐，实验周期过长。反应容器需使用铂坩埚，铂属于贵重金属，普通实验室极少配置铂坩埚，因其价格昂贵，难以实现大批量操作。王水溶样法对温度无精确控制要求，实验消耗成本也较低，是普通实验室测定含硫铁矿石中全铁含量较常用的方法。原有的王水法即王水－硫酸溶样法，在试样基本溶解后加入浓硫酸，继续加热至瓶中出现白烟，稍冷后冲洗容器壁再加热发烟直至液体全部蒸干。硫酸的主要作用是在高温下产生SO3驱赶净硝酸，防止在滴定过程中残余硝酸对测定产生干扰，然而此步骤后期，由于需要高温分解导致溶液中析出物较多，极易崩溅，致使测定结果偏低；此外浓硫酸分解过程较慢，不利于提高检测效率。

一、实验部分

（一）试剂和溶液

——硫酸：浓度为（ρL.84g/mL）；磷酸：浓度为（ρL.69g/mL）；硝酸：浓度为（ρL.40g/mL）；盐酸：浓度为（ρL.19g/mL）；高氯酸：含量为70%～72%。

——三氯化钛溶液：三氯化钛∶盐酸＝1∶1。

——氟化铵溶液：称取10g氯化铵溶于100mL水中，摇匀。

——氯化亚锡溶液：将10g氯化亚锡用20mL盐酸加热溶解，用水稀释至100mL。

——钨酸钠溶液250g/L：称取25g钨酸钠溶于95mL水中（浑浊则过滤）加入5mL磷酸（ρL.69g/mL），摇匀。

——三氯化钛溶液：将市售的三氯化钛中加入等体积盐酸，贮于棕色瓶中保存。

——二苯胺磺酸钠溶液：浓度为2g/L。

——硫磷混合酸15∶15∶70：将150mL硫酸在搅拌下缓慢注入盛有700mL水的1000mL烧杯中，冷却，再加入150mL磷酸，摇匀。

——标准滴定溶液：称取2.4515g已预先在140℃～150℃干燥2h并于干燥器中冷却至室温的重铬酸钾（基准试剂）于250mL烧杯中，加水溶解，移入1000容量瓶中，用水稀释至刻度并摇匀。

（二）实验过程

——预处理：将粉末状样品（约1000μm）在100℃～110℃条件下加热1～2h，密封于干燥器中，冷却至室温。

——试样溶解：精确称取0.2000g试样，置400mL缩口瓶中，加入10mL氟化铵溶液、15mL盐酸、在电热板上微沸3～5min后，加入约5mL硝酸和5mL高氯酸，继续加热至瓶中出现浓厚白烟后取下，稍冷用水冲洗瓶壁，再加热发烟直至液体全部蒸干，白烟消失。蒸干溶液冷却后加入15mL盐酸，加热至瓶底固体全部溶解，滴加氯化亚锡溶液至溶解液呈浅黄色，于电热板上微沸2～3min，用水稀释至约80mL，得待测试样。

——滴定：将所得待测试样滴加钨酸钠溶液5滴，用三氯化钛溶液还原至钨蓝产生，用重铬酸钾溶液滴定至蓝色恰好消失，加10mL硫磷混合酸溶液，滴加5滴二苯胺磺酸钠指示剂，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定至溶液呈稳定的紫色为终点，记下所消耗重铬酸钾标准滴定溶液的体积V。

——空白试验：随同试样做空白试验，记录所消耗重铬酸钾标准滴定溶液的体积V0为0.05mL。