铁矿石中重铬酸钾滴定测TFe 分析方法优化研究

2020-03-27朱为民付海涛

中国金属通报 2020年20期

李娜，朱为民，付海涛

（江西新余钢铁股份有限公司，江西新余 338001）

重铬酸钾氧化还原法测铁矿石中铁，用二氯化锡—三氯化钛还原三价铁为二价铁的分析方法时，钨酸钠为指示剂，当三氯化钛过量时可使钨酸钠中的六价钨还原成五价钨化合物，过量三氯化钛用稀重铬酸钾使溶液蓝色褪去。氧化“钨蓝”终点的观察为方法的关键。此举避免了剧毒汞盐的危害，但因氧化剂与滴定剂的同是重铬酸钾，操作稍有不慎都能使结果产生较大误差。因此，笔者就几种不同氧化还原分析方法做了比较分析后发现：汞盐法虽准确但因危害大不考虑。锌粉还原法需加装二氧化碳保护装置隔绝空气，操作繁琐。过量钛自然氧化法时间较长，不适合大批量生产操作。硫酸铜催化法灵敏快速，在控制好铜离子浓度消除干扰的情况下，可较好的用于生产分析[1]。

1 实验部分

1.1 主要试剂

（1）硫酸：ρ1.84g/mL。

（2）磷酸：ρ1.70g/mL。

（3）盐酸：ρ1.19g/mL。

（4）二氯化锡溶液（60g/L）：称取6g 二氯化锡（SnCl2.2H2O）于150mL 烧杯中，加入20mL 盐酸（1.1.3），加热溶解至清亮，用水稀释至100mL，混匀。

（5）三氯化钛溶液（2+8）：取20mL 三氯化钛，用盐酸（5+95）稀释至100mL，混匀。

（6）钨酸钠溶液（250g/L）：钨酸钠溶液（250g/L）（有沉淀时需要过滤），使用时每100mL 加5mL 磷酸混匀。

（7）二苯胺磺酸钠指示剂溶液（2g/L）。

（9）硫酸铜溶液：0.5%。

1.2 实验方法

称取0.200g 试料（精确至±0.0001g），将试料置于300mL 锥形瓶中，加入5mL（2）磷酸、5mL（1）硫酸，加热至试料完全溶解，硫酸烟悬至瓶底1/3 处取下，冷却。缓慢加入10mL（3）盐酸，趁热滴加二氯化锡（4）溶液至呈浅黄色，冲入蒸馏水至体积60mL～80mL，加热至微沸，取下。溶液冷至40℃～50℃时，加入10 滴钨酸钠（6）溶液，用三氯化钛（5）还原至蓝色，加硫酸铜溶液（9）2 滴，摇动4s～5s 至“钨蓝”恰好消失，加入6～8 滴二苯胺磺酸钠指示剂溶液（7），立即用重铬酸钾标准溶液（8）滴定至稳定的紫色为终点[2]。

1.3 分析结果的计算

按式（1）计算铁的百分含量。

V ——消耗重铬酸钾标准溶液的体积，mL；

m ——试料量，g。

表1 准确度、精密度试验

表2 加标回收率试验

2 结果与讨论

2.1 铜离子对铁干扰的影响

硫酸铜催化法具有灵敏快速的优点，因铜离子的存在易使三氯化钛还原终点褪色，其量越高褪色越快。但铜离子易被三价钛还原为低价，同时又被重铬酸钾氧化，从而造成结果偏高（较高铜时）。另外铜氧化后又对亚铁起催化作用，又使铁的结果偏低。因此需控制好试样中硫酸铜浓度使其不干扰测定，一般理论上认为铜离子浓度大于0.5%即有干扰。经实验选择硫酸铜溶液浓度0.5%，2 滴。

2.2 硫酸铜还原温度的选择

在还原、氧化钨兰的这一步骤时，硫磷混酸溶样温度应控制50℃～60℃。主要原因是磷酸与钛盐络合作用，降低了“钨兰”终点的敏锐性，所以温度宜高些提高还原氧化时的灵敏度。温度低在硫酸铜氧化“钨兰”终点反应慢，氧化终点易返。温度高，反应快，温度太高，“钨兰”颜色浅，同时三氯化钛还原终点也易退色，另外，温度高时铜离子干扰增大，影响分析结果。