地質樣品中硫化物形式鐵的分離及測定分析

魏燕芳(廣東省地質局第五地質大隊，廣東 肇慶 526000)

鐵硫化物中的黃鐵礦是其主要的礦物質，還包括其他形式的鐵硫化物，這部分的鐵硫化物大多是黃鐵礦在行程中產生的中間產物[1]，在海洋的沉積物中較為常見。近幾年，我國開發了地質樣品中硫化物形式鐵的分離與測定的新方法，就是采用溶解的方式與磺基水楊酸相結合，這種新方法簡化了原有的實驗步驟，在分析上有了一定的選擇性。本文對該實驗的測量形式和地質樣品的應用效果進行了分析。

1 實驗方法

將1克灰巖樣品放入250毫升的燒杯中，再放入100毫升的次氯酸鈉溶液（劑量為30%）。侵泡時間至少為40小時，40小時之后，再用濾膜進行過濾，用蒸餾水將燒杯和固體濾渣進行洗滌，洗滌次數為7-8次。再把濾渣和濾膜放入該燒杯中，再通過移液管放入100毫升磺基水楊酸溶液（劑量為10克），進行侵泡，侵泡時間至少12小時，在侵泡中用玻璃棒進行多次攪動。停止攪動后，通過真空泵進行抽濾，將收集到的濾液放入100毫升的容器瓶中。并從中抽取10毫升的濾液放入另一容器瓶中（容量為50毫升），然后再利用每毫升0.1克的磺基水楊酸溶液進行稀釋，放置時間至少為10分鐘。將沒有測量的溶液放入比色皿中，可以參照空白溶液，進行測量吸光度（位置為420納米的波長處）。再依據標準曲線將樣品中鐵的濃度進行準確的計算，最后可以從地質樣品中硫化物形式鐵的含量進行獲取。

2 實驗結果與分析

2.1 選擇黃鐵礦氧化劑

為了合理選擇黃鐵礦氧化劑中的鐵硫化物，根據以次氯酸鈉氧化劑和雙氧水氧化劑的試驗已有研究的結果表明[2]，次氯酸鈉的氧化效果較好，因為次氯酸鈉具有良好的穩定性，對鐵的硫化物溶解過程相對穩定。所以應選擇穩定性相對較好的次氯酸鈉溶液。

2.2 次氯酸鈉的使用劑量

為了分析次氯酸鈉的使用劑量對實驗的影響，可以進行操作研究：利用250毫升的燒杯稱取3個樣品，每個樣品的劑量均為1克，再分別放入一定量的次氯酸鈉，劑量分別為50毫升、75毫升和100毫升。經試驗結果表明，在操作研究范圍之內的吸光度相對較為恒定，相對于1克樣品來講，50毫升的次氯酸鈉足以能夠把樣品中的貼硫化物進行溶解。結合高鐵硫化物樣品進行考慮，試驗方法最終選擇100毫升的次氯酸鈉。

2.3 次氯酸鈉的作用時間

為了分析次氯酸鈉對完全氧化鐵硫化物的時間，進行操作研究：利用250毫升的燒杯稱取3個樣品，每個樣品的劑量均為1克，完全氧化的時間分別是26小時、34小時和48小時。結果顯示，鐵硫化物的氧化程度隨著侵泡次氯酸鈉的時間不斷增加而提升。侵泡時間在36小時之后，在操作研究范圍內的吸光度開始相對較為穩定，鐵硫化物完全氧化。所以在此操研究中，選用次氯酸鈉的作用時間為40小時。

2.4 選擇對鐵的提取方式

選擇鐵的提取方式時，需要考慮到不能讓樣品中含有的其他礦物相鐵溶解。所以選擇堿性黃基水楊酸進行提取。另外，為了選擇合適的pH值，采用氨水把磺基水楊酸的pH值分別設為7、8、9做相應操作。結果表明，其pH值為7-9時，提取的能力相似。

2.5 選擇磺基水楊酸的使用劑量及作用時間

經有關試驗結果表明，雖然磺基水楊酸的濃度不同，但對提取鐵的結果是一樣的，磺基水楊酸的作用時間隨著其濃度的增高而縮短，如果濃度低，其作用時間也跟著相應的延長。把每毫升0.025克的磺基水楊酸在25小時中對鐵完全提取除外，磺基基水楊酸的其他濃度都可以在10小時中就完成提取，所以該實驗選擇每毫升0.1克的磺基水楊酸，選擇的作用時間為10小時以上。

2.6 其他礦物的干擾實驗

對于怎樣做才能提取氫氧化鐵并且不會影響其他物質，進行合理選擇性分離是本文研究的關鍵內容。根據研究，考慮到了地質樣品中經常見到的含鐵礦物，例如赤鐵礦、灰巖和磁鐵礦以及橄欖石等，將這些對硫化物形式鐵的干擾情況進行測定。結果表明，在次氯酸鈉對磺基水楊酸進行提取的過程中，鐵硫化物幾乎沒有發生溶解，所以說，其它礦物對其干擾較小，并可以測定出地質樣品中硫化物形式鐵具備了一定的特效性。

2.7 標準回收實驗

為了分析本實驗在地質樣品中的適用性，對鐵硫化物進行標準回收試驗。具體操作方法為：稱取0.1克的黃鐵礦，放入含有10克的海相碳酸鹽樣品中，進行均勻攪拌，在再其中稱取1克的混合均勻的樣品，放入到250毫升的燒杯中。實驗結果表明，黃鐵礦的回收率到了99.1%，因此該實驗符合地質樣品質量測定的要求，在地質樣品中硫化物形式鐵的分析中具有適用性。

[1]劉相梅，彭平安，黃偉林等.自然界中貼鐵化物礦物質對含氯有機化合物降解作用[J].地質地球化學，2012,30：46-52.

[2]王德杰，范代讀，李從先.不同預處理對沉積物粒度分析結果的影響[J].同濟大學學報，2012，31：314-318.