本發(fā)明屬于分析化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法。
背景技術(shù)：
鐵礦石中全鐵含量的測定，目前國內(nèi)外主要采用氯化汞的重鉻酸鉀法，該方法適用性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高，但該方法在測定過程中需要使用大量的氯化汞，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，且影響測定人員的身體健康。因此，即需開展采用無汞鹽法來取代汞鹽法測定鐵礦石中全鐵含量。
現(xiàn)有的無汞鹽法測定鐵礦石中的全鐵含量，采用的是鋅粉還原重鉻酸鉀滴定法測定鐵礦石中全鐵含量，方法如下：于鐵的酸性溶液中，逐次加入鋅粉(2～3g)并過量0.5g，使溶液由黃色變?yōu)闊o色，冷卻，待反應(yīng)基本結(jié)束后，以快速定量濾紙過濾于錐形燒瓶中，沉淀及濾紙用HCL(1+99)洗至無Fe3+(硫氰酸鉀試驗(yàn))，總體積100～150ml，向?yàn)V液中加入10ml硫磷混酸，3滴二苯胺磺酸鈉指示劑，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液變?yōu)榉€(wěn)定的紫色即為終點(diǎn)。
該方法存在下述問題：(1)加入的鋅粉量太大，成本高，產(chǎn)生固體廢物較多；(2)鋅粉反應(yīng)時間較長，反應(yīng)完后還需要進(jìn)行過濾分離，操作繁瑣、流程長；(3)過濾洗滌環(huán)節(jié)不但流程長，而且易造成鐵成分損失，影響分析準(zhǔn)確度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為現(xiàn)有無汞鹽測定鐵礦石中的全鐵含量的方法操作繁瑣、成本高、分析準(zhǔn)確度低等問題。
本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為：提供一種鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法。該方法包括以下步驟：
a、樣品處理
取鐵礦石樣品，加入鹽酸溶液，再加入氟化鈉，加熱至90～100℃并保持此溫度，待溶液剛轉(zhuǎn)為黃色時，滴加氯化亞錫溶液至黃色消失，直至樣品完全溶解，得到樣品溶液；
b、氧化還原
向步驟a所得樣品溶液中滴加高錳酸鉀至樣品溶液剛出現(xiàn)淡黃色時，加入固體稀釋劑，保持90～100℃；
c、滴定
向步驟b所得溶液中加入硫磷混酸和指示劑二苯胺磺酸鈉，用重鉻酸鉀標(biāo)液滴定，當(dāng)溶液變?yōu)樽仙野敕昼妰?nèi)不褪色時，記下消耗的標(biāo)液體積V；
d、結(jié)果計(jì)算
計(jì)算鐵礦石中全鐵百分含量，
式中：
C—重鉻酸鉀標(biāo)液濃度，單位為mol/L；
V—消耗重鉻酸鉀標(biāo)液體積，單位為mL；
m—步驟a中稱取的待分析試樣量，單位為g。
其中,上述鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法中,步驟a中所述的鹽酸添加量為：每0.15～0.25g鐵礦石樣品中加入鹽酸溶液30ml。所述鹽酸溶液為鹽酸與水按體積比1﹕1混合而成。
其中,上述鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法中,步驟a中所述氟化鈉的添加量為：每0.15～0.25g鐵礦石樣品中加入氟化鈉0.5～1.0g。
其中,上述鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法中,步驟a中所述氯化亞錫溶液濃度為50～100g/L。
其中,上述鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法中,步驟b中所述的高錳酸鉀溶液濃度為10～20g/L。
其中,上述鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法中,步驟b中所述的固體稀釋劑為氯化鈉與鋅粉的混合物；進(jìn)一步的，所述的固體稀釋劑為氯化鈉與鋅粉按重量比100﹕1～2的混合物，所述氯化鈉和鋅粉均為分析純。
其中,上述鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法中,步驟b中所述的固體稀釋劑加入量為0.5～1.5g。
其中，上述鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法中,步驟c中所述的硫磷混酸的配制方法為：每150ml的硫酸和150ml的磷酸溶解于700ml的水中混合而成。
其中，上述鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法中,步驟c中所述硫磷混酸加入量為每0.15～0.25g鐵礦石樣品加入15～25ml。
本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供一種鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法，用鋅粉代替汞鹽對三價(jià)鐵進(jìn)行還原，減少了汞鹽對實(shí)驗(yàn)人員和環(huán)境的危害，還原效率高，測定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。本發(fā)明鋅粉使用量低，并采用氯化鈉稀釋后加入，加入量便于調(diào)節(jié)，節(jié)約鋅粉使用量；并且，本發(fā)明方法操作簡單，不需要過濾分離，縮短了操作流程，也避免了鐵成分的損失，分析準(zhǔn)確度高，能達(dá)到國標(biāo)允許的誤差范圍；也進(jìn)一步減輕了勞動強(qiáng)度，降低了成本。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法，包括以下步驟：
a、樣品處理
取鐵礦石樣品，加入鹽酸溶液，再加入氟化鈉，加熱至90～100℃并保持此溫度，待溶液剛轉(zhuǎn)為黃色時，滴加氯化亞錫溶液至黃色消失，直至樣品完全溶解，得到溶解后的樣品溶液；
b、氧化還原
向步驟a所得樣品溶液中滴加高錳酸鉀至樣品溶液剛出現(xiàn)淡黃色時，加入固體稀釋劑，保持90～100℃；
c、滴定
向步驟b所得溶液中加入硫磷混酸和二苯胺磺酸鈉指示劑，用重鉻酸鉀標(biāo)液滴定，當(dāng)溶液變?yōu)樽仙野敕昼妰?nèi)不褪色時，記下消耗的標(biāo)液體積V；
d、結(jié)果計(jì)算
計(jì)算鐵礦石中全鐵百分含量，
式中：
C—重鉻酸鉀標(biāo)液濃度，單位為mol/L；
V—消耗重鉻酸鉀標(biāo)液體積，單位為mL；
m—步驟a中稱取的待分析試樣量，單位為g。
其中,上述鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法中,步驟a中所述的鹽酸添加量為：每0.15～0.25g鐵礦石樣品中加入鹽酸溶液30ml。所述鹽酸溶液為鹽酸與水按體積比1﹕1混合而成。樣品優(yōu)選稱取0.15～0.25g，鐵含量低于50％可以稱取0.25g，鐵含量大于50％可稱取0.15～0.25g。
為了使鐵礦石樣品溶解更完全,上述鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法中,步驟a中所述氟化鈉的添加量為：每0.15～0.25g鐵礦石樣品中加入氟化鈉0.5～1.0g。
其中,上述鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法中,步驟a中所述氯化亞錫溶液濃度為50～100g/L。
其中,上述鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法中,步驟b中所述的高錳酸鉀溶液濃度為10～20g/L。
其中,上述鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法中,步驟b中所述的固體稀釋劑為氯化鈉與鋅粉的混合物；進(jìn)一步的，所述的固體稀釋劑為氯化鈉與鋅粉按重量比100﹕1～2的混合物，所述氯化鈉和鋅粉均為分析純。
其中,上述鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法中,步驟b中所述的固體稀釋劑加入量為0.5～1.5g
其中，上述鐵礦石全鐵含量的無汞鹽檢測方法中,步驟c中所述的硫磷混酸的配制方法為：每150ml的硫酸和150ml的磷酸溶解于700ml的水中混合而成；所述硫磷混酸的添加量為每0.15～0.25g鐵礦石樣品中加入硫磷混酸15～25ml。
本發(fā)明步驟a中，鐵礦石樣品加入鹽酸后，要加熱至90～100℃并保持這個溫度，此時溶液處于微沸狀態(tài)，能避免三氯化鐵揮發(fā)、影響測定結(jié)果。本發(fā)明先用氯化亞錫對三價(jià)鐵進(jìn)行了還原，再加入高錳酸鉀中和氯化亞錫，使得體系中的三價(jià)鐵含量極低。再加入鋅粉還原三價(jià)鐵，鋅粉的加入量極低，能節(jié)約鋅粉的用量。但微量的鋅粉加入量不好控制，發(fā)明人創(chuàng)造性的將鋅粉與氯化鈉按重量比1～2﹕100進(jìn)行混合，使加入量更易調(diào)節(jié)，同時也便于儲存。
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的解釋說明，但不表示將本發(fā)明的保護(hù)范圍限制在實(shí)施例所述范圍內(nèi)。
實(shí)施例中所述試劑按下述比例配制：
鹽酸溶液按鹽酸與水體積比1﹕1配制；
硫磷混酸按體積比硫酸：磷酸：水＝15﹕15﹕70配制；
二苯胺磺酸鈉溶液：5g/L；
氯化亞錫溶液50g/L。
實(shí)施例1用本發(fā)明方法測定鐵標(biāo)液中全鐵含量
配制鐵標(biāo)液：取300mL水，加入50mL分析純硫酸，42.5克分析純硫酸亞鐵銨，溶解，轉(zhuǎn)移至2000mL容量瓶中，用水定容至刻度，搖勻，配制成鐵標(biāo)液。
測定鐵標(biāo)液全鐵含量的步驟如下：
a、樣品處理
取25mL鐵標(biāo)液于500mL三角瓶中，加入1+1鹽酸30mL，先用高錳酸鉀把鐵標(biāo)液大部分氧化成三價(jià)鐵，加熱至100℃并保持這個溫度，再用50g/L的氯化亞錫溶液還原至黃色消失；
b、氧化還原
向步驟a所得溶液中滴加高錳酸鉀溶液至溶液剛出現(xiàn)淡黃色，再加入固體稀釋劑1g，加熱至100℃，加水至體積100mL；所述固體稀釋劑為氯化鈉與鋅粉按重量比100：1的混合物；
c、滴定
將步驟b得到的溶液加入15mL硫磷混酸，二苯胺磺酸鈉指示劑3滴，用0.04477moL/L的重鉻酸鉀標(biāo)液滴定到溶液出現(xiàn)紫色并且半分鐘內(nèi)不褪色，記下消耗的標(biāo)液體積V1；
d、結(jié)果計(jì)算
按下述公式計(jì)算鐵標(biāo)液的體積質(zhì)量濃度：
wFe—鐵標(biāo)液濃度，單位mg/mL；
C—重鉻酸鉀標(biāo)液濃度，單位為mol/L；
V1—滴定鐵標(biāo)液消耗重鉻酸鉀標(biāo)液體積，單位為mL；
V0—分取用于標(biāo)定的鐵標(biāo)液體積，單位為mL。
根據(jù)計(jì)算，采用本發(fā)明方法進(jìn)行5次平行測定的鐵標(biāo)液中全鐵含量分別為3.0075、3.0055、3.0095、3.0075、3.0084mg/mL，平均含量為3.0077mg/mL。其中，5個平行測定極差為0.0029mg/mL與濃度平均值之比為0.13％，在國標(biāo)規(guī)定的0.15％范圍內(nèi)，準(zhǔn)確性高。
對比例1用汞鹽法測定鐵標(biāo)液中全鐵含量
鐵標(biāo)液的配制方法同實(shí)施例1。
測定鐵標(biāo)液全鐵含量的步驟如下：
分取25mL鐵標(biāo)液于500mL三角瓶中，加入1+1鹽酸30mL，加熱至近沸，先用高錳酸鉀把鐵標(biāo)液大部分氧化成三價(jià)鐵，再用氯化亞錫溶液50g/L還原至無色，過量1～2滴，加水至體積100mL，冷卻至室溫，加入5mL飽和氯化汞溶液，放置5分鐘，加入15mL硫磷混酸，二苯胺磺酸鈉指示劑3滴，用0.04477moL/L的重鉻酸鉀標(biāo)液滴定到溶液出現(xiàn)紫色并且半分鐘內(nèi)不褪色，記下消耗的標(biāo)液體積V1；按實(shí)施例1的計(jì)算公式計(jì)算鐵標(biāo)液的體積質(zhì)量濃度。
根據(jù)計(jì)算，采用汞鹽法5次平行測定的鐵標(biāo)液中全鐵含量分別為3.0075、3.0065、3.0084、3.0105、3.0075mg/mL，平均含量為3.0081mg/mL。其中，5個平行測定極差為0.004mg/mL，與濃度平均值之比為0.13％，在國標(biāo)規(guī)定的0.15％范圍內(nèi)，準(zhǔn)確性高。
對比例2用現(xiàn)有的鋅粉還原法測定鐵標(biāo)液中的全鐵含量
鐵標(biāo)液的配制方法同實(shí)施例1。
分取25mL鐵標(biāo)液于500mL三角瓶中，加入1+1鹽酸30mL，逐次加入鋅粉3g并過量0.5g，使溶液由黃色變?yōu)闊o色，冷卻，待反應(yīng)基本結(jié)束后，以快速定量濾紙過濾于錐形燒瓶中，沉淀及濾紙用HCL(1+99)洗至無Fe3+(硫氰酸鉀試驗(yàn))，總體積100ml，向?yàn)V液中加入10ml硫磷混酸，3滴二苯胺磺酸鈉指示劑，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液變?yōu)榉€(wěn)定的紫色即為終點(diǎn)，計(jì)算方法同實(shí)施例1。
根據(jù)計(jì)算，采用用現(xiàn)有的鋅粉還原法5次平行測定的鐵標(biāo)液中全鐵含量分別為分別為3.0030、2.9065、2.8684、2.9800、2.8925mg/mL，平均含量為2.9301mg/mL。其中，5個平行測定極差為0.1346mg/mL，與濃度平均值之比為4.59％，判斷判斷準(zhǔn)確性的指標(biāo)為不得大于0.15％，可見其測定結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了準(zhǔn)確性要求的范圍內(nèi)。
由實(shí)施例1和對比例1、2可知，采用汞鹽法、本發(fā)明方法測定鐵標(biāo)液中的全鐵含量結(jié)果基本一致，說明用硫酸亞鐵銨配制的鐵標(biāo)液中基本上沒有三價(jià)鐵離子存在，本發(fā)明方法和經(jīng)典的汞鹽法結(jié)果吻合很好，本發(fā)明方法完全能取代汞鹽法測定高含量全鐵，并且安全無毒，更利于環(huán)保。對比例2中用背景技術(shù)中的鋅粉還原法測定鐵標(biāo)液中的全鐵含量，測定結(jié)果偏低，準(zhǔn)確度低。
下面給出一個實(shí)施例用鋅粉還原法測定鐵礦石中的全鐵含量。
實(shí)施例2用本發(fā)明方法測定鐵礦石中全鐵含量
具體操作步驟如下：
a、樣品處理
取鐵礦石樣品0.1500g，加入30ml鹽酸溶液，再加入0.5g氟化鈉，加熱至90℃并保持這個溫度，待溶液剛轉(zhuǎn)為黃色時，滴加氯化亞錫溶液至黃色消失，直到樣品完全溶解；
b、氧化還原
向步驟a所得溶液中滴加高錳酸鉀溶液至溶液剛出現(xiàn)淡黃色，再加入固體稀釋劑1g，加熱至90℃，取下；所述固體稀釋劑為氯化鈉與鋅粉按重量比100﹕1的混合物；
c、滴定
將步驟b得到的溶液加入20mL硫磷混酸，二苯胺磺酸鈉指示劑3滴，用重鉻酸鉀標(biāo)液滴定到溶液出現(xiàn)紫色并且半分鐘內(nèi)不褪色，記下消耗的標(biāo)液體積V；
d、結(jié)果計(jì)算
計(jì)算鐵礦石中全鐵百分含量，
式中：
C—重鉻酸鉀標(biāo)液濃度，單位為mol/L；
V—消耗重鉻酸鉀標(biāo)液體積，單位為mL；
m—步驟a中稱取的待分析試樣量，單位為g。
按上述步驟對鐵礦石試樣進(jìn)行5次平行測定，對鐵礦石標(biāo)樣進(jìn)行3次平行測定，測定結(jié)果見表2。
表2鐵礦石中全鐵含量分析結(jié)果
從表2可見，采用本發(fā)明方法測定鐵礦石中全鐵含量重現(xiàn)性好，準(zhǔn)確度高。