砷铁合金中铁量的测定

侯 丹

（湖南有色环保研究院有限公司，湖南 长沙 410100）

砷铁合金为冶炼副产品，其中含铁量为60%左右，含砷量为20%～30%。此产品中铁含量高，可将铁回收再利用。砷铁合金主要杂质元素为砷、铜、铅等，其中砷和铜对铁的测定有影响。

高含量铁的测定中最经典的分析方法是氯化亚锡-三氯化钛重铬酸钾容量法［1］，但此方法不适合含砷和铜较高的样品。本试验采用氢溴酸冒烟去除主要干扰杂质砷，然后氨水沉淀分离铜等干扰，二氯化锡-三氯化钛联合还原铁，用重铬酸钾标准溶液滴定。具有操作性强、精密度高、结果稳定等优点。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

1.盐酸（ρ＝1.19 g/mL）。

2.硝酸（ρ＝1.42 g/mL）。

3.高氯酸。

4.氢溴酸。

5.氯化铵。

6.氨水。

7.硫-磷混酸：硫酸＋磷酸＋水＝15＋15＋70。

8.二氯化锡溶液（6%）：称取6 g二氯化锡溶于20 mL盐酸中，溶解后用水稀释至100 mL，混匀（用时现配）。

9.三氯化钛（1＋14）：取2 mL三氯化钛溶液（15%～20%），加盐酸（1＋5）稀释至30 mL（用时现配）。

10.钨酸钠（250 g/L）：称取25 g钨酸钠溶于适量水中（若混浊需过滤），加5 mL磷酸，用水稀释至100 mL，混匀。

11.二苯胺磺酸钠（0.5%）。

12.重铬酸钾标准溶液：称取3.511 9 g预先在150℃烘干1 h的重铬酸钾（基准试剂）溶于水，移入2 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

试剂均为分析纯，试验用水均为超纯水。

1.2 试验方法

准确称取1 g（精确至0.000 1 g）样品，置于300 mL烧杯中，加入15 mL盐酸于低温电炉板上加热，取下稍冷，加5 mL硝酸继续加热溶解至2 mL，取下加入5 mL高氯酸加热至无硫磺且冒白烟，取下冷却，加入20 mL水、20 mL盐酸，微热溶解，将溶液全部移入100 mL容量瓶中，冷却，以水定容，摇匀。准确吸取10 mL溶液于300 mL烧杯中，加入5 mL高氯酸于电炉板上加热至冒白烟，取下冷却，加入3 mL氢溴酸继续加热冒烟，取下冷却，吹洗烧杯壁再冒烟。取下冷却，加入2 mL盐酸、5 mL水，加热使可溶性盐溶解后，加入2～3 g氯化铵，边搅拌边加入20 mL氨水，加80 mL水，加热煮沸，以快速滤纸过滤，用含有2%氨水的20 g/L氯化铵的溶液洗涤沉淀8～10次，将沉淀用热盐酸（1＋1）溶解于原烧杯中，滤纸用热盐酸（1＋1）和热水交替洗涤至无黄色（不超过50 mL），加热至近沸，趁热滴加6%的氯化亚锡溶液至浅黄色，流水冷却至室温，加水至100 mL，加入1 mL 250 g/L钨酸钠溶液，在不断摇动下滴加三氯化钛盐酸溶液至溶液呈蓝色，再滴加重铬酸钾标准溶液至无色（不计数）或稍等至空气中的氧氧化至蓝色消失［2］，立即加入10 mL硫-磷混酸，加2滴0.5%的二苯胺磺酸钠指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定至试液由绿色至蓝绿色到最后一滴变为紫红色，即为终点［3］。并随同试料做空白试验。

2 结果与讨论

2.1 砷加入量对铁的测定的影响

吸取4份铁标准于300 mL烧杯中，分别加入不同量的砷量，补加5 mL盐酸，按前述试验方法测定铁的回收率，测定结果见表1。

表1 砷加入量的影响

试验表明，5 mg以上的砷对铁的测定结果有影响，砷能被二氯化锡还原后被重铬酸钾氧化，导致结果偏高。

2.2 砷干扰的去除

氨水沉淀分离时砷会产生砷酸二铵沉淀，过滤无法将砷去除，本试验用以下两种方法除砷。

2.2.1 氯化亚锡还原后小火煮除砷

吸取4份铁标准于300 mL烧杯中，分别加入不同量的砷量，补加5 mL盐酸，加热至近沸，趁热滴加5%的氯化亚锡溶液至浅黄色，小火煮，按前述试验方法，测定铁的回收率，测定结果见表2。

表2 砷干扰去除试验1

从表2数据可见，氯化亚锡还原后小火煮的方法除砷不理想，且在盐酸介质中煮，铁容易挥发。

2.2.2 氢溴酸冒烟除砷

吸取4份铁标准于300 mL烧杯中，分别加入不同量的砷量，加入5 mL高氯酸于电炉板上加热至冒白烟，取下冷却，加入不同量的氢溴酸继续加热冒烟，按前述试验方法，结果见表3。

表3 砷干扰去除试验2

试验表明，加入3 mL氢溴酸可以有效去除砷的干扰。

2.3 铜加入量对铁的测定的影响

吸取4份铁标准于300 mL烧杯中，分别加入不同量的铜量，补加5 mL盐酸，加热至近沸，趁热滴加5%的氯化亚锡溶液至浅黄色，按前述试验方法测定铁的回收率，测定结果见表4。

表4 铜加入量的影响

结果表明，铜大于7.5 mg对铁的测定产生正干扰，铜越高干扰越大。

2.4 铜的分离

吸取2份铁标准于300 mL烧杯中，分别加入不同量的铜量，加入2～3 g氯化铵，80 mL水，边搅拌边加入20 mL氨水，按前述试验方法测定铁的回收率，测定结果见表5。

表5 氨水沉淀分离铜的分离效果

试验表明，氨水沉淀分离能很好地分离铜。

2.5 样品加标回收试验

为验证方法的可靠性，对两个实际样品进行了加标回收试验，准确吸取5 mL试液，按前述试验方法，结果见表6。

表6 样品加标回收试验

从表6数据可以看出，样品加入标准的回收率在98.9%～101.0%之间，稳定性高，表明方法可靠。

2.6 精密度试验

为考察方法的稳定性，抽取3个砷铁合金样品按照试验方法连续7次重复测定，测定结果见表7。

从表7精密度数据得知，标准偏差均在1%以内，结果的精密度较高，该方法可以满足实际测定要求。

表7 精密度试验数据 %

3 结 论

该方法在高氯酸冒烟的情况下，用氢溴酸除砷，氨水-氯化铵过滤铁排除铜的干扰，用钛还原-重铬酸钾滴定的方法测定砷铁合金中的铁的含量。研究表明该方法结果准确、可靠，方法精密度高，适用砷铁合金中铁的测定。