关键词：全铁；分析方法；应用探讨
三氯化钛还原重铬酸钾滴定法是测定铁矿石中全铁含量的一种经典方法，也是目前国内外普遍采用的方法 。 铁矿石分布广泛，不同地区铁矿石的伴生元素不尽相同，矿石中存在铜、 钒、 砷、 钼等元素时会对该方法的测定结果产生较大干扰。 本研究针对常见干扰元素对铁含量测定的影响进行了定量的系统性试验研究，并提出了相应的消除方法，为不同地区铁矿石中铁含量的检测提供参考。采用传统的化学分析方法分析全铁的含量，其过程繁杂，流程较长，无法及时得出实验结果，很难满足现代化生产对快速分析的要求。因多方面的原因，本文以结合实际工作和文献资料，对铁矿石中全铁含量不同的分析方法的应用进行探讨。
1、硫磷酸一重铬酸钾容量法
矿样用硫酸磷酸混合液分解，然后加入适量盐酸，以二氯化锡还原三价铁离子为二价，加入氯化汞除去过量的二氯化锡，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾标准溶液进行滴定。
准确称取于105℃-110℃烘干1小时冷却至室并通过160目筛子的矿样0.2000g，放于锥形瓶中加少量水湿润样品，晃动使样品摇匀，加入（1+1）硫酸磷酸混合液20ml，在电炉上加热溶解，直至冒白烟至锥形瓶一半以上，取下冷却，加入浓盐酸10ml，滴加二氯化锡还原溶液，至试液黄色消失，用水冲洗锥形瓶，加水使试液体积约100ml，立即用水冷却至室温，加入饱和氯化汞溶液10ml，放置3-5min，加入二苯胺磺酸钠指示剂，以重铬酸钾标准溶液滴定至紫色为终点。
这个是比较经典的分析方法（又称汞盐重铬酸钾法），虽然该方法快速、简便、准确度高等优点，但是分析过程中过量的氯化亚锡需要使用氯化汞除去，氯化汞为剧毒试剂，它的排放易对环境造成污染。
2、三氯化钛-重铬酸钾容量法
矿样用盐酸、氟化钾分解，用氯化亚锡将三价铁还原成二价铁，过量的氯化亚锡，再用高锰酸钾氧化，然后以钨酸钠为指示剂，用三氯化钛将高价铁还原为低价铁至生成“钨兰”，再用重铬酸钾氧化至蓝色消失，加入硫磷酸混合液（铁精矿溶样时加过，此步骤免去），以二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定至紫色为终点。
这个方法也叫无汞盐重铬酸钾法，由于汞盐有剧毒，污染环境，危害人体健康，它虽然避免了环境污染问题，但是氧化剂与还原剂都是重铬酸钾溶液，容易引入误差，影响结果的准确度。况且三氯化钛较为贵重、化学性质不稳定，保存的时候需要隔绝空气，即使在液体石蜡的保存下，其滴定度每次都不同。实验过程中用到的钨酸钠指示剂价格也比较昂贵，从成本的角度出发，该方法也很少使用。
3、EDTA光度滴定法
试样在少量氢氟酸的助溶下，采用盐酸硝酸混合液微波消解法分解，冷却，用氢氧化钠溶液调节试液pH=1，用乙二胺四乙酸二钠标准溶液滴定，光度电极确定滴定终点，计算全铁含量（此方法测定范围为30%-72%）。
将试样放入聚四氟乙烯消解罐中，加入盐酸、硝酸混合溶液、氢氟酸溶液，盖上消解罐盖子，放入微波消解仪中进行消解。消解完成后冷至室温，取出消解罐，用水多次冲洗消解罐盖和罐壁，加入磺基水杨酸溶液和氢氧化钠溶液，放入水浴中（水浴温度高于80℃）加热20min，趁热将消解罐放入自动电位滴定仪上，在不断搅拌下加入氢氧化钠调节试液的酸度至pH为1.0±0.2，用EDTA标准溶液滴定至终点，记录消耗体积。
这个方法是近几年新改进的方法，快速、简单、又不对环境造成污染，是目前比较常用的分析方法。
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4、共存元素干扰消除方法
对含钒不大于 0. 05% ，含钼不大于 0. 1% ，含铜不大于 0. 1% 的试样，可采用 以下 3 种方法消 除干扰。
( 1) 称取 0. 1 g 试样，置于容积为 300 mL 的三角瓶中，加入 20 mL 盐酸( 36% ) 溶样，过滤，滤液用 400mL 烧杯承接，残渣置于铂金坩埚中，在 750 ℃ 马弗炉内灼烧，取出坩埚，加入 3 mL 氢氟酸、5 滴浓硫酸，加热到浓硫酸白 烟冒尽，加入 0. 5 g 焦硫酸钾，在 950℃ 马弗炉内熔融 10 min 后，取出，置于盛有 50 ℃ 去离子水的 200 mL 烧杯中，加热溶解熔融物，将该部分液体与滤液混合。
( 2) 称取 0. 1 g 试样，将试样置于预先加有 2. 5 g碳酸钠 － 硼砂混合熔剂的铂金坩埚中，在 950 ℃ 马弗炉内熔融 10 min，取出坩埚，置于盛有 50 ℃ 去离子水的 200 mL 烧杯中，加热溶解熔融物，往烧杯中加入浓度 18% 盐酸 30 mL。( 3) 称取 0. 1 g 试样，将试样置于预先加有 0. 5 g碳酸氢钠的刚玉坩埚中，加 2 g 过氧化钠覆盖，在马弗炉 内 熔融 ( 温 度 从 400 ℃ 升 至 700 ℃ ，熔 融 5min) ，取出坩埚，置于盛有 50 ℃ 去离子水的 200 mL烧杯中，加热溶解熔融物，加入浓度 18% 盐酸 30 mL。
4.1火焰原子吸收光谱法
利用空心阴极灯发出的铁的特征谱线的辐射，通过含铁试样所产生的原子蒸汽时，被蒸汽中铁元素基态原子所吸收，由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定样品中铁元素的含量。
这个方法灵敏度高、抗干扰能力强、精密度高、选择性好、仪器简单，操作方便等优点，但是样品前处理步骤繁琐。
4.2电感耦合等离子体光谱法
电感耦合等离子体光谱法（ICP-AES）是以等离子体为激发光源的原子发射光谱分析方法，可以进行多种元素的同时测定，大大缩短了检验时间。处理好的样品由载气（氩气）引入雾化系统雾化后，以气溶胶形式进入等离子体的轴向通道，在高温和惰性气体氛围中被充分蒸发、原子化、电离和激发，发射出所含元素的特征谱线。根据特征谱线的存在与否，鉴别样品中是否含某种元素，根据特征谱线的强度确定样品中相应元素的含量。
称取样品于聚四氟乙烯消解罐中，加入少量水浸润，加入少量盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸，在电热板上加热分解样品，待高氯酸烟冒尽，取下，加入浓盐酸、浓硝酸，加水约20ml，在电热板上加热至溶液清亮。冷至室温，定容至100ml。上机测试即可。
此方法方便简单、快速，适合低含量铁的测定。且可一次测出其他不同的金属元素的含量，只是仪器比较昂贵，耗材（载气）用量较大，检验成本相比其他方法较高。
5、结束语
以上五种检验方法中，各大单位使用最多的依旧是重铬酸钾容量法，虽然较之前的方法有了改进，逐渐消除了汞的危害，但是铬离子的污染问题依旧严峻。其他的方法虽没有汞及铬离子的污染问题，但多多少少都存在一些局限性（如试剂保存、样品含量高低等因素）。仪器分析优点较为显著，其能快速、高效的得出实验数据，但是它对高含量的矿石检测可能会存在一定的干扰，且对人员技术的要求较高。无论是传统的检验方法，还是先进的大型仪器检验方法，适合各自企业特点的方法才是最好的检验方法。
参考文献：
[1]铁矿石化学分析方法（氯化亚锡-氯化汞-重铬酸钾容量法测定全铁量）GB/T 6730.4-2016[S]
[2]铁矿石 全铁含量的测定EDTA光度滴定法GB/T 6730，73-2016[S].
[3]马生凤，温宏利，马新荣，王蕾.四酸溶样-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铁、铜、锌、铅等矿石中22个元素[J].矿物岩石地球化学，2011（01）
论文作者:赵燕, 冉树柏
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/29
标签：重铬酸钾论文; 方法论文; 溶液论文; 含量论文; 试样论文; 盐酸论文; 元素论文; 《科学与技术》2019年第22期论文;