一種重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石中全鐵的新方法
2023-05-21 19:36:16 2
一種重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石中全鐵的新方法
【專利摘要】本發明公開了一種重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石中全鐵的新方法，採用的下工藝、步驟為：將鐵礦樣品碎磨至粒度<0.088毫米；稱取0.1000g碎磨後的鐵礦樣品，放入250毫升三角燒瓶內，加入6ml濃鹽酸加熱溶解；再向三角燒瓶內滴加二氯化錫溶液至白色；冷卻後，迅速加入100毫升自來水，再加5毫升硫磷混合酸標準液，滴加4滴二苯胺磺酸鈉指示劑，用重鉻酸鉀標準溶液滴定至紫色。本發明方法使試劑用量減半，省去三氯化鈦和鎢酸鈉，用自來水代替蒸餾水或去離子水。不僅最大限度地降低了試劑和能源消耗以及化驗成本，減少了對環境的汙染，而且也降低了化驗工的勞動強度，提高了化驗速度，使化驗一個鐵礦樣品由原來的10分鐘左右降為3分鐘左右。
【專利說明】一種重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石中全鐵的新方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於礦物化學成分分析【技術領域】，具體涉及一種鐵礦石中全鐵含量的測定 方法，特別適用於鐵礦山生產的化驗分析中用重鉻酸鉀氧化還原測定全鐵的品位。
【背景技術】
[0002] 重鉻酸鉀容量法是近年來測定鐵礦石中全鐵量普遍採用的快速分析方法。該方法 用重鉻酸鉀氧化還原測定鐵礦石中全鐵品位，從方法原理上易於理解，但日常實際生產化 驗中，如果採用國標方法，不僅要消耗鹽酸、硫酸、磷酸、二氯化錫、三氯化鈦、鎢酸鈉以及重 鉻酸鉀等多種化學試劑以及大量的蒸餾水，而且操作步驟多，繁瑣，化驗時間長，具體操作 條件不好掌握，易造成系統偏差。在實際生產化驗中，為了指導一線生產，企業每天要化驗 上百個鐵礦樣的品位，不僅化學試劑和能量消耗極高，成本高，而且對環境的汙染也很大， 化驗工的勞動強度也大。
[0003] 為了節省分析時間，"中國礦業技術網"於2012年5月14日公布了"三氯化鈦-- 重鉻酸鉀容量法快速測定鐵礦石中全鐵量"一文，該方法在吸取原有方法的基礎上對原溶 解樣品的試劑、濃度、溫度等做了一定改進。加入濃硝酸溶解樣品，並降低硫磷混酸的濃 度，提高溶解溫度，使溶解更完全，溶解速度加快，節省了時間、試劑，提高了分析精度， 適用於鐵礦石、鐵精粉、燒結礦和球團礦中全鐵量的測定。但該方法採用的試劑包括硫磷混 酸(硫酸+磷酸)、鹽酸、硝酸、二氯化錫溶液、三氯化鈦鹽酸溶液、鎢酸鈉、二苯胺磺酸鈉、重 鉻酸鉀標準溶液、硫酸亞鐵銨溶液等多種試劑，試劑種類多，試驗操作條件不好控制。而且， 該方法測定範圍只適用於TFe含量30%以上的物料，特別是含釩大於0. 5%，含銅大於0. 5% 時，不宜採用本法。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的就是針對現有技術中存在的上述問題，而提供一種重鉻酸鉀容量法 測定鐵礦石中全鐵的新方法，該方法在確保化驗結果準確穩定的前提下，可最大限度地降 低試劑和能源消耗以及化驗成本，減少對環境的汙染，而且也降低了化驗工的勞動強度，提 高了化驗速度，使化驗一個鐵礦樣品由原來的10分鐘左右降為3分鐘左右。
[0005] 為達到上述目的，本發明一種重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石中全鐵的新方法採用以 下工藝、步驟： 將鐵礦樣品碎磨至粒度〈〇. 088毫米；稱取0. 1000g碎磨後的鐵礦樣品，放入250毫升 三角燒瓶內，加入6ml濃鹽酸加熱溶解；再向三角燒瓶內滴加二氯化錫溶液至白色；冷卻 後，迅速加入100毫升自來水，再加5毫升硫磷混合酸標準液，滴加4滴二苯胺磺酸鈉指示 齊?，用重鉻酸鉀標準溶液滴定至紫色。
[0006] 所述的放入到250毫升三角燒瓶內的鐵礦樣品在加入濃鹽酸前，先加入少量水溼 潤；所述的二氯化錫溶液中二氯化錫的質量濃度為6% ;所述的二苯胺磺酸鈉指示劑的質量 濃度為〇. 5%。
[0007] 由本發明方法的以上工藝、步驟看出，本發明方法的改進與國標方法相比是減半、 簡化、替代。具體如下： ①減半。對於鐵礦標準樣品，其粒度達到〇. 088毫米以下時就可以忽略因樣品稱樣量 不同導致的結果差異。ISO 9507規定的稱樣量為0. 4000g，GB 6730. 5規定的稱樣量為 0. 2000 g。而本改進方法只稱取鐵礦樣0. 1000克。改進後，雖然準確度和精密度略有下降， 但都在允許範圍內，其測定數據完全可以用來指導礦山生產。同時，所有試劑用量都減為一 半。
[0008] ②簡化。省去了鎢酸鈉作指示劑，三氯化鈦還原三價鐵，然後用重鉻酸鉀再次氧化 三氯化鈦等繁瑣步驟，由二氯化錫直接還原三價鐵，一步到位。
[0009] 在具體操作過程中，需要注意以下事項： 首先，要控制好加入鹽酸的用量，這涉及到利用顏色判斷二氯化錫還原終點。在溶樣 時，鹽酸加入必須適量，如果多了，不僅增加溶樣時間，增加消耗，汙染環境，而且顏色趨淡， 為下述顏色判斷還原終點帶來不利影響，會導致結果偏低。如果鹽酸量加少了，又不能把 0. 1000克礦粉完全溶解。
[0010] 其次，要求控制好二氯化錫的濃度和滴定管的粗細，這涉及到二氯化錫是否過量 和過量多少。如果二氯化錫溶度高了或滴定管太粗，易造成結果偏高。
[0011] 根據能斯特方程式計算以及氧氣在該溶液中的溶解度含量計算可知，空氣中的氧 將氧化可能過量的二氯化錫。在冷卻的過程中，如果滴加的二氯化錫沒有過量或不足，空氣 中的氧會氧化二價鐵離子，使之變黃，此時，再補加1~2滴適當濃度的二氯化錫，使溶液顏 色變白；如果溶液沒有變黃，那麼在二氯化錫還原的過程中，最後一滴可能過量，在冷卻時， 空氣中的氧同樣會起到氧化作用，只是不會使溶液顏色重新變黃。這就正好氧化了過量的 二氯化錫。使得測定結果即使偏高，也依然在允許的誤差範圍內。
[0012] ③替代。用自來水代替蒸餾水或去離子水。冷卻後，迅速加入100毫升自來水。根 據能斯特方程式計算以及CLCV在達標自來水度含量計算可知，自來水中的氯將氧化可能 過量的二氯化錫。
[0013] 經過用標樣進行t檢驗法證明，-X與μ之間不存在顯著性差異，本發明方法不 會引起系統誤差。另外再用國標方法化驗，兩種化驗方法數據對比，化驗結果用F檢驗法 驗證，在置信度為95%時，本發明方法和國標方法精密度之間不存在統計學上的顯著性差 異。
[0014] 本發明方法具有準確、簡便、快速、節省、汙染大大減少的經濟效果。具體如下： ①由稱取0. 2000克改為0. 1000克：溶樣變快，所有試劑消耗均減少一半。化驗成本和 對環境的汙染也降低了 50%。
[0015] ②直接由二氯化錫滴定變白判定終點：不僅節省了三氯化鈦、鎢酸鈉和重鉻酸鉀， 而且簡化了化驗步驟，降低了勞動強度，同時也減少了化學試劑對環境的汙染。
[0016] ③用自來水代替蒸餾水或去離子水：避免了能耗或消耗，同時大大降低了化驗工 製取蒸餾水或去離子水的勞動強度。
[0017] ④化驗速度快。比如鐵精礦，從溶樣到完成滴定，2分鐘即可。這在化驗鐵礦石全 鐵的溼法分析中，是全球最快和最省的。
[0018] 本發明方法自從1998年7月在本單位化驗室實施15年以來，即使按每個樣品化 驗成本最低6元，節省一半3元，每天按最低100個樣，每月按25天，到2008年8月，10年 共計節省最少90萬化驗成本；由於2008年8月引進了儀器分析，每天平均化驗10個樣。 綜合試劑成本上升因素，從2008年8月至今，5年至少也節省化驗成本8萬元。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發明一種重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石中全鐵的新方法的操作流程框圖。
【具體實施方式】
[0020] 為描述本發明，下面結合附圖和實施例對本發明一種重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石 中全鐵的新方法作進一步詳細說明。
[0021] 由圖1所示的本發明一種重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石中全鐵的新方法的操作流 程框圖看出，本發明方法的具體操作流程為：將鐵礦樣品碎磨至粒度〈0. 088毫米；稱取 0. 1000g碎磨後的鐵礦樣品，放入250毫升三角燒瓶內，加入少量水溼潤，加入6毫升濃鹽 酸，加蓋，於電熱板溶解。滴加質量濃度為6%的二氯化錫溶液至白色，通過水冷或自然冷卻 後，快速加入100毫升自來水，加5毫升硫磷混合酸標準液，滴加4滴質量濃度為0. 5%二苯 胺磺酸鈉指示劑，用重鉻酸鉀標準溶液滴定至紫色。
[0022] 所述的硫磷混合酸標準液配置方法為：將150mL硫酸（P : 1. 84g/mL)在攪拌下緩 慢注入500mL水中，冷卻後再加入150mL磷酸（P :1. 70g/mL)，用水稀釋至1000mL，混勻。 或者為：將150mL濃H2S04 (98%)緩慢加入700mL水中，冷卻後，再加入150mL磷酸，混勻。
【權利要求】
1. 一種重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石中全鐵的新方法，其特徵在於採用以下工藝、步驟： 將鐵礦樣品碎磨至粒度〈〇. 088毫米；稱取0. lOOOg碎磨後的鐵礦樣品，放入250毫升三角 燒瓶內，加入6ml濃鹽酸加熱溶解；再向三角燒瓶內滴加二氯化錫溶液至白色；冷卻後，迅 速加入100毫升自來水，再加5毫升硫磷混合酸標準液，滴加4滴二苯胺磺酸鈉指示劑，用 重鉻酸鉀標準溶液滴定至紫色。
2. 如權利要求1所述的一種重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石中全鐵的新方法，其特徵在 於：所述的放入到250毫升三角燒瓶內的鐵礦樣品在加入濃鹽酸前，先加入少量水溼潤。
3. 如權利要求1或2所述的一種重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石中全鐵的新方法，其特徵 在於：所述的二氯化錫溶液中二氯化錫的質量濃度為6%。
4. 如權利要求3所述的一種重鉻酸鉀容量法測定鐵礦石中全鐵的新方法，其特徵在 於：所述的二苯胺磺酸鈉指示劑的質量濃度為〇. 5%。
【文檔編號】G01N21/79GK104111305SQ201410207468
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】塗盛華 申請人:馬鋼(集團)控股有限公司, 馬鞍山鋼鐵股份有限公司