鐵礦石全鐵含量測定結果的測量不確定度評定

李阿寧（商洛市西北有色七一三總隊有限公司，陜西商洛726000）

鐵礦石全鐵含量測定結果的測量不確定度評定

李阿寧（商洛市西北有色七一三總隊有限公司，陜西商洛726000）

本文主要對鐵礦石全鐵含量測定結果的不確定度來源進行分析，對于不確定度分量進行識別，還對鐵礦石樣品全鐵含量的實際測定的結果進行不確定度評定。本文所得到的鐵礦石全鐵的含量的實際結果的不確定度也就是實驗室測定結果的不確定度，為了得到交貨批鐵礦石全鐵含量的測量不確定度，還需要對交貨批鐵礦石的實際取樣以及樣品制備的實際不確定度進行評定。

鐵礦石；全鐵含量；不確定度分量；測量不確定度；取樣；樣品制備

現階段，國際上統一使用的是ISO/IEC 17025：2005標準來對檢測以及校準實驗室的能力進行評定，而我國制定了GB/T 27025-2008國家標準，這項標準是采用ISO/IEC 17025：2005來制定的，我國實驗室國家認可的委員會制定了CNAS CL01-2006，這項標準是采用ISO/IEC17025-200來定制的。ISO/ IEC170252005標準對于檢測以及校準結果的測量不確定度評定提出新的規定，CNAS-CL07：2011的第8.1條提出檢測以及校準實驗室需要根據實際檢測工作的特征來制定與其相適應的不確定度評估程序，這項評估程序一般而言是可以在不同種類的檢測工作中使用的。在檢測以及校準結果的實際評定中，傳統的誤差表現形式已經逐漸被不確定度的表現形式所替代。本文主要按照經典的參考文獻評定了鐵礦石中全鐵含量的測量不確定度，對其測量的方式就是重鉻酸滴定法來進行的，并且對測量不確定度的來源進行了分析，分析了測定不確定度的原因。

1 實驗部分

1.1 溶液

首先稱取4.904g的重鉻酸鉀試劑，將其放置在145攝氏度左右的環境中2小時進行干燥處理，2小時后將其降至室溫且溶于水中，將重鉻酸鉀溶液降至20攝氏度并轉移至1000毫升的容量瓶中，加水進行稀釋到0.01667摩每升。

1.2 儀器

A級滴定管、分辨力0.0001g的天平

1.3 測定方法簡述

取0.2g的樣品，將樣品進行堿熔酸化處理，將一大部分三價鐵用氯化亞錫進行還原，使用鎢酸鈉為指示液來處理剩下的三價鐵。還原劑選擇三氯化鈦，然后將剩下的使用重鉻酸鉀進行養護，指示劑選擇二苯磺酸鈉，全鐵含量計算公式為：

其中：WFe表示樣品的質量分數；V1、V2分別表示樣品所消耗的重鉻酸鉀溶液的體積以及空白試驗所消耗的重鉻酸鉀溶液的體積；m表示樣品的質量；K取1。

2 測量不確定度評定

2.1 測量不確定度的來源分析

其來源主要分為兩類：A和B類。A類主要是指測量過程中一些偶然性的變化以及滴定管的度數誤差等，B類主要是指天平的精度、滴定管的示差等。

2.2 不確定度份量的識別

全鐵含量測量不確定度包括重鉻酸鉀標準滴定溶液體積的不確定分量、樣品稱量的不確定度分量、測量重復性不確定測量等。

2.3 測量不確定度分量的評定

（1）測量重復性的不確定度。同一操作者對樣品進行8次獨立測定，測定的結果分別為：60.25%、60.30%、60.32%、60.31%、60.25%、60.32%、60.34%、60.34%。使用貝塞爾法評定測量不確定度。其中測量的算數平均值以及標準差分別為是60.31%、0.0393%。對8次測量的列平均值的標準不確定度以及相對標準不確定度見下式：

（2）評定重鉻酸鉀標準滴定溶液的不確定度。首先對重鉻酸鉀標準滴定溶液進行配置，溶液的濃度c為0.01666摩每升。評定重鉻酸鉀含量的不確定度分量，相對標準不確定度為：

評定重鉻酸鉀質量引起的不確定度分量，通過兩次稱量的標準不確定度為0.082毫克。評定溶液稀釋重復性的標準不確定度是0.1毫升，稀釋體積引起的相對標準不確定度為：

評定重鉻酸鉀標準滴定溶液的不確定度為：

（3）評定滴定消耗重鉻酸鉀標準滴定溶液體積的不確定度，使用A類滴定管來對重鉻酸鉀標準滴定溶液進行滴定，滴定管的規格選擇50毫升，實際經過滴定消耗的體積平均為21.60毫升，按照三角分布，根據實際測量其標準不確定度為：

而測定管度數的誤差已經包括在其中，因此不需要再進行重復評定。

使用重鉻酸鉀標準滴定溶液進行滴定，在此過程中需要控制實際的溫度，基本需要比配置時的溫度高5攝氏度左右，其中水的膨脹系數是0.00021每攝氏度，由于溫差造成被測溶液發生體積上的變化的數值為0.024毫升。根據均勻分布原則，由于溫差引起的滴定體積變化的標準不確定度為：

滴定體積的標準以及相對標準不確定度費分別為：

（4）評定由于摩爾質量而引起的不確定度，由于鐵的原子質量為55.845，摩爾指令的不確定度是正負0.002克每摩，因此按照均勻分布，鐵的相對原子量的標準以及相對標準不確定度分別為：

（5）評定由于稱重引起的不確定度，取分辨力為0.0001克的電子天平來稱取0.2克的樣品，根據均勻分布，其標準以及相對標準不確定度分別為：

（6）評定合成標準不確定度，根據分量的不相關性，測量圈鐵含量的合成標準以及相對標準不確定度分別為：

（7）擴展不確定度評定U。其中置信區間取95%，K值取2，評定擴展不確定度U就是：

（8）結果報告，鐵礦石全鐵含量為60.16%-60.46%，其中k值取2。

2.4 結果與討論

對于擴展不確定度貢獻程度最大的是滴定消耗的重鉻酸鉀標準滴定溶液體積的不確定度分量，往后以此為試料稱量、重鉻酸鉀編著滴定溶液、測量重復性、鐵摩爾質量的不確定度分量，其中鐵摩爾質量的不確定度分量基本可以不計。

3 結語

綜上所述，本次得到的鐵礦石全鐵含量結果的不確定度的評定實際就是實驗室測定的結果，為了得到交貨批鐵礦石全鐵含量不確定度，還是需要將交貨批鐵礦石的取樣以及樣品制備進行評定。

[1] 王艷,任春生,張愛珍.正交試驗設計在鐵礦石全鐵含量測定中的應用[J].中國計量協會冶金分會2009年年會論文集.

[2] 周蕾,李英敏,李娜,張忠南.鐵礦石全鐵含量測定結果的測量不確定度評定[J].中國高新技術企業,2015,35.