魏晶晶 張志剛

（新疆地礦局第一區(qū)調(diào)大隊 烏魯木齊 830013）

鐵礦石中鐵含量測定的客觀性和準(zhǔn)確度對評定鐵礦石的等級和制定冶煉工藝具有重要的意義。測定含鐵量高的試樣時，采用硫-磷混酸分解，氯化亞錫為還原劑的重鉻酸鉀滴定法。該法比較方便，過量的氯化亞錫很容易除去，重鉻酸鉀滴液比較穩(wěn)定，可直接作為標(biāo)準(zhǔn)溶液，在鹽酸溶液中以二苯胺磺酸鈉作為指示劑，滴定終點變化很明顯，受溫度影響較小，因此測定的結(jié)果準(zhǔn)確[1-3]。

1 方法提要

礦樣用硫酸、磷酸混酸溶解，在鹽酸介質(zhì)中用二氯化錫將Fe3+還原到Fe2+，過量的二氯化錫用氯化高汞除去后，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，所消耗的重鉻酸鉀溶液計算鐵的含量。

2 實驗部分

2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液和主要試劑

重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取在105 ℃烘干2 h的重鉻酸鉀3.5128 g于燒杯中。以少量水溶解，移入2 000 mL 容量瓶中，蒸餾水稀至刻度，搖勻。配制后得到滴定度T(Fe/K2CrO7)=2 mg/mL。主要試劑：硫-磷酸混酸1∶1；鹽酸1∶1；二氯化錫15%；氯化高汞5%；二苯胺黃酸鈉0.5%。

2.2 鐵礦石中鐵的測定和計算

稱取樣品0.2000 g 于250 mL 錐形瓶中，加1∶1硫-磷混酸10 mL 于高溫電爐上，近沸時滴加硝酸1 mL，產(chǎn)生的SO3白煙至錐形瓶的2/3 處時取下，冷卻。加入1∶1 鹽酸30 mL，搖勻。將錐形瓶放在小電爐上加熱至接近沸時取下，趁熱用15%二氯化錫滴定還原，直到無黃色時再過量2滴。將錐形瓶置流水中冷卻，加5%氯化高汞溶液10 mL，搖勻。放置3～5 min，加0.5%二苯胺磺酸鈉指示劑3滴，用蒸餾水稀至100～120 mL，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴到紫色（半分鐘不褪色為止）。Fe含量計算公式為：

式中：T 為重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液對鐵的滴定度(g/mL)；V 為重鉻酸鉀的消耗量（mL）；m 為稱取試樣重量（g）。

3 結(jié)果與討論

3.1 分析結(jié)果對照

用鐵礦石標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為樣品，準(zhǔn)確稱取0.2000 g TFe-1a、TFe-3、TFe-5、TFe-9 樣品三份，按測試條件，測試試樣中鐵的含量見表1。

表1 分析結(jié)果對照

由表1可知，對鐵礦石標(biāo)準(zhǔn)樣品中鐵含量的測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值基本一致。

3.2 注意事項

（1）滴定條件：在1 mol·L-1HCl 溶液中，在室溫下不受Cl-還原作用的影響，可在HCl 溶液中進行滴定。

（2）硫-磷混合酸的作用：在滴定過程中生成的三價鐵能氧化指示劑，使終點過早出現(xiàn)，加入磷酸后，它能與滴定過程中所產(chǎn)生的三價鐵，形成無色的[Fe(PO4)2]3-絡(luò)離子，從而降低了Fe3+/Fe2+的氧化還原電位，使三價鐵不致氧化指示劑，同時還可以避免三價鐵的黃色影響終點的觀察。實驗證明，試液中含硫-磷酸各5 mL為宜。

（3）在熔樣過程中，應(yīng)在高溫爐上快速溶解，在溶解過程中，不斷搖動三角瓶，當(dāng)硫酸冒煙騰空2～3 cm 時，立即拿下來，時間過長會形成難溶的焦硫酸鹽，影響滴定[4]。冷卻時應(yīng)當(dāng)自然冷卻，忌用流水冷卻，防止三角瓶炸裂。待冷卻后，放置時間過長，再加水洗時，會出現(xiàn)絮狀物，因此在冷卻至40 ℃時，即加水洗后，加鹽酸溶解。很多樣品冷卻后，三角瓶底部會有結(jié)塊出現(xiàn)，應(yīng)加鹽酸后，搖動，直至全部溶解后，才能加熱繼續(xù)溶解，否則樣品易濺出造成樣品損失。

（4）用氯化亞錫還原必須在較濃的酸度下進行。還原溫度不能低于60 ℃，否則還原反應(yīng)進行緩慢；溫度太高FeCl3要揮發(fā)。同時溶液的體積不能太大，太大難以觀察還原終點。而且氯化亞錫易水解，生成堿式鹽沉淀。配制時需先加入適量鹽酸抑制水解[5]。

（5）氯化高汞的氧化作用不是在瞬息之間進行的，特別是當(dāng)溶液的酸度較高時，汞的沉淀產(chǎn)生較慢。所以加氯化高汞后，應(yīng)放置3～5 min 待其作用完全后，方可用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。

3.3 還原放置時間的影響

實驗證明：只要還原時加入氯化亞錫過量足夠，將其置于冷水中冷卻，放置2～3 h，完成滴定對測定影響不大，但一般均在1～2 h內(nèi)完成滴定，見表2。

表2 還原放置的影響

3.4 雜質(zhì)元素的影響

由于二氯化錫能將Cu(Ⅱ)還原為Cu(I)，能被重鉻酸鉀氧化，同時銅離子又能促進Fe(Ⅱ)能被空氣中的氧氧化，所以試樣含銅高時干擾測定。同時，由于銅有催化作用，使鎢藍(lán)褪色，因此，樣品中的銅含量高時，鎢藍(lán)有褪色現(xiàn)象，這時應(yīng)立即用重鉻酸鉀滴定，當(dāng)含銅量高時，必須用氨水分離。而樣品中的含有鋁、鉬、砷、銻等雜質(zhì)時，由于都能被二氯化錫還原后被重鉻酸鉀氧化，導(dǎo)致結(jié)果偏高。而鋇量高于0.5%時，影響Ⅱ測定終點的觀察。當(dāng)鈷、鎳含量高時，由于離子本身具有顏色。使鐵(Ⅲ)被還原時不易觀察但加氨水可使鐵與上述雜質(zhì)分離。當(dāng)樣品的中硅含量較高時，易在溶液中形成大量的絮狀沉淀，吸附、包裹鐵。導(dǎo)致結(jié)果偏低，可在熔樣過程中加入幾滴氫氟酸處理。

4 結(jié)語

從本實驗的操作規(guī)程可以看出，酸溶重鉻酸鉀滴定法測定鐵礦石中的全鐵，此法操作簡單，步驟較少，易于掌握，并提出注意事項，化驗結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)定，而且無污染，適用于一般礦石的分析檢測。

[1]GB/T6730-1986.鐵礦石化學(xué)分析-重鉻酸鉀容量法測鐵[S].

[2]安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局測試中心.礦物巖石分析[M].1984．

[3] 黑色冶金工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編.礦產(chǎn)品、原料及其試驗方法[M].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1995.

[4] 華東理工大學(xué)化學(xué)系.四川大學(xué)化工學(xué)院.分析化學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2004．

[5] 王仁國無機及分析化學(xué)實驗[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社.全國高等農(nóng)業(yè)院校“十一五”規(guī)劃教材，2007.