無汞鹽法測(cè)全鐵含量

馮向琴，康驥龍

(攀枝花學(xué)院，四川 攀枝花 617000)

1 引言

目前，現(xiàn)有大中小型檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室都會(huì)遇到全鐵含量的分析檢測(cè)，而且檢測(cè)的樣品量都比較大，對(duì)含量較高的全鐵含量的分析方法多采用重鉻酸鉀容量法，該法又分為汞鹽法和無汞鹽法。

汞鹽法和無汞鹽法[1-2]相比精密度和準(zhǔn)確度都非常高，但是在實(shí)際生產(chǎn)測(cè)定中存在兩個(gè)問題：一是汞鹽法中會(huì)存在汞金屬的參與，眾所周知，汞對(duì)環(huán)境的污染以及對(duì)操作者的傷害都非常大，大量使用必然不可取；二是現(xiàn)有文獻(xiàn)提出的鋅粉還原重鉻酸鉀滴定法[3]測(cè)定鐵礦石中總鐵量的方法存在以下問題：(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(shí)間較長(zhǎng)，反應(yīng)完成后還需要進(jìn)行過濾分離，操作繁瑣、流程長(zhǎng)；(3)過濾洗滌環(huán)節(jié)易造成鐵成分損失，影響分析準(zhǔn)確度。

本文針對(duì)上述存在的兩個(gè)問題，為全鐵含量的分析提供一種綠色化的檢測(cè)方法，為相關(guān)科研和生產(chǎn)的檢測(cè)提供一種參考。此方法通過實(shí)驗(yàn)室的反復(fù)驗(yàn)證均效果良好。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 材料和試劑

鐵礦石試樣。

鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液(取約300 mL水，加入50 mL分析純硫酸，42.5 g分析純硫酸亞鐵銨，溶解，轉(zhuǎn)移至2000 mL容量瓶中，用水定容至刻度，搖勻)。

鹽酸(1+1)；氯化亞錫(50 g/L)；重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(電子天平上稱取1.0000 gKMnO4固體于400 mL燒杯中，加入300 mL的水溶解，蓋上表面皿加熱至微沸，冷卻后置于棕色試劑瓶中保存)；硫磷混酸(150 mLH3PO4與150 mL濃H2SO4定容至1000 mL)；二苯胺磺酸鈉(稱取0.5 g二苯胺磺酸鈉溶于100 ml水)；固體稀釋劑(100 g分析純氯化鈉與1 g鋅粉混合均勻，裝入試劑瓶備用)。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 汞鹽法

取25 mL的鐵標(biāo)液于250 mL的錐形瓶中，加入1+1鹽酸30 mL，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50 g/L的氯化亞錫溶液還原至無色，過量1～2滴，加水至體積為100 mL，冷卻至室溫，加入5 mL飽和氯化汞溶液，放置5 分鐘，加入15 mL硫磷混酸，加入3滴二苯胺磺酸鈉指示劑，用0.04477 moL/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。

2.2.2直接滴定法

取25 mL的鐵標(biāo)液于250 mL的錐形瓶中，加入1+1鹽酸30 mL，加水至體積100 mL，加入15 mL硫磷混酸，加入3滴二苯胺磺酸鈉指示劑，用0.04477 moL/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。

2.2.3 鋅粉還原法

取25 mL鐵標(biāo)液于250 mL三角瓶中，加入1+1鹽酸30 mL，先用高錳酸鉀把鐵標(biāo)液大部分氧化成三價(jià)鐵，加熱至近煮，用50 g/L的氯化亞錫溶液還原至黃色消失，向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1 g，再加熱至近煮，加水至體積100 mL，將得到的溶液加入15 mL硫磷混酸，加入二苯胺磺酸鈉指示劑3滴，用0.04477 moL/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)不褪色即為終點(diǎn)，記下消耗的標(biāo)液體積V1。

2.3 分析結(jié)果計(jì)算

式中：ωFe—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。

3 結(jié)果與討論

3.1 無汞鹽法樣品處理

汞鹽法和無汞鹽法的根本區(qū)別就在于汞鹽法在樣品處理過程中會(huì)用到過量的氯化亞錫將三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，此時(shí)過量的氯化亞錫用氯化汞除去。而此處建立的無汞鹽法需加入適量的氯化亞錫還原三價(jià)鐵，然后加入固體稀釋劑還原剩余的三價(jià)鐵，而固體稀釋劑不會(huì)參與其他反應(yīng)，從而消除了氯化汞的使用。試驗(yàn)表明：不管全鐵含量多高，只要用氯化亞錫預(yù)還原到一定程度，剩余的三價(jià)鐵只需加入1 g左右的固體稀釋劑就能滿足要求，純鋅粉的用量約為0.01 g。

3.2 鋅粉還原法的優(yōu)化

現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的鋅粉還原重鉻酸鉀滴定法測(cè)定鐵礦石中總鐵量的方法所需的鋅粉量大，成本高，產(chǎn)生的固體廢棄物多，鋅粉所需的反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，操作繁瑣而且過濾操作可能造成鐵成分的流失導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。而此處建立的鋅粉還原法是將樣品中的三價(jià)鐵先用氯化亞錫還原大部分，再用固體稀釋劑還原少量的三價(jià)鐵，從而大大減少了鋅粉的使用，降低了成本，而且不存在過濾操作，防止鐵成分的損失。

3.3 分析結(jié)果

用直接滴定法、汞鹽法以及鋅粉還原法3種測(cè)定方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，每種方法進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，其結(jié)果令人滿意，見表1。

從表1可見，直接滴定法、汞鹽法、鋅粉還原法三種方法的結(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，鋅粉還原法和經(jīng)典的汞鹽法結(jié)果吻合很好，說明鋅粉還原法完全能取代汞鹽法測(cè)定高含量全鐵。

取鐵礦石試樣和標(biāo)樣，稱取質(zhì)量均為0.1500 g，按照本方法進(jìn)行三次平行測(cè)定，檢驗(yàn)本方法的精密度和準(zhǔn)確度，其結(jié)果令人滿意，見表2。

從表2數(shù)據(jù)看出，采用本方法測(cè)定的鐵礦石中全鐵含量的精密度和準(zhǔn)確度均較好，表明本方法是準(zhǔn)確可靠的。

3 結(jié)論

本文提出了一種綠色便捷的無汞鹽法測(cè)定全鐵含量，防止了汞鹽法對(duì)環(huán)境和操作員的危害，有效地解決了目前鋅粉還原法所存在的不足。改進(jìn)的鋅粉還原重鉻酸鉀滴定法測(cè)定全鐵含量，操作簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確度高，為科研和實(shí)際生產(chǎn)提供技術(shù)支撐，同時(shí)擴(kuò)大了無汞鹽測(cè)定全鐵含量的應(yīng)用范圍。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 高學(xué)峰. 鋅粉還原重鉻酸鉀滴定法測(cè)定鐵礦石中總鐵量[J]. 冶金分析，2000，(20)6：48-50.