鉻天青S分光光度法測鐵礦石中三氧化二鋁的含量

呂春友

（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局703隊 伊寧 835000）

1 實驗部分

1.1 主要儀器和試劑

（1）722S可見分光光度計(上海棱光技術有限公司)。

（2）混合熔劑：取2份碳酸鈉與1份硼酸研細混勻。

（3）高純三氧化二鐵：≥99.95%（質量分數）。

（4）鹽酸：1+5。

（5）鋅-EDTA溶液：稱取4.20g于815℃灼燒過的氧化鋅（99.95%），溶于25mL鹽酸（1+1）中用水稀釋至200mL；另取18.60gEDTA二鈉鹽（含兩個結晶水）于燒杯中，加200mL水，用20mL氨水（1+1）溶解，將兩溶液均勻混合，用鹽酸（1+1）和氨水（1+1）調節溶液pH值為5～6，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

（6）過氧化氫溶液：1+9。

（7）鉻天青 S溶液：1g/L。用乙醇（1+9）配制，溶液配制后使用時間不超過一周。

（8）氟化銨溶液：5g/L。貯于塑料瓶中。

（9）六次甲基四胺溶液：250g/L。貯于塑料瓶中。

（10）鋁標準溶液

（a）稱取0.1000g金屬鋁（含量不低于99.9%）于 250mL塑料燒杯中，加 50mL氫氧化鈉溶液（200g/L），在室溫下，自然溶解。加鹽酸（1+1）中和至成酸性后再過量20mL，加熱至溶液清亮，冷卻。將溶液移入 1000mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻。此溶液1.00mL含100.0μg鋁。

（b）移取20.00mL鋁標準溶液于100mL容量瓶中，加1mL鹽酸（1+1），以水稀釋至刻度，混勻。此溶液1.00mL含20.0μg鋁。

1.2 實驗方法

1.2.1 試料分解

稱取0.1000g樣品置于盛有3.0g混合熔劑的鉑坩堝中，混勻，再覆蓋1.0g混合熔劑，將鉑坩堝于950℃的高溫爐中熔融10min ～15min,取出，轉動鉑坩堝，冷卻。

用水沖洗鉑坩堝外壁，將鉑坩堝置于預先盛有75mL鹽酸（1+5）的250mL燒杯中，低溫加熱浸取熔塊，洗出鉑坩堝，低溫加熱至溶液清亮，冷卻至室溫。將溶液移入250mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,混勻。

1.2.2 空白試驗

稱取 0.080g高純三氧化二鐵（質量分數≥99.95%），隨同試料做空白試驗。

1.2.3 顯色

根據試樣鋁含量，按表1分取兩份上述試液于兩個 50mL容量瓶中，一份用作顯色液，一份用作參比液。注：控制分取試液中鋁量在20μg以內。

（1）顯色液

取其中一份試液，加5mL鋅-EDTA溶液，6滴過氧化氫溶液（1+9），混勻，放置2min～3min，準確加入2.0mL鉻天青S溶液（1g/L），混勻，按表1加入相應體積的六次甲基四胺溶液（250g/L），用水稀釋至刻度，輕輕混勻，放置20min。

（2）參比液

將另一份試液，加5mL鋅-EDTA溶液，6滴過氧化氫溶液（1+9），混勻，放置2min～3min，加5滴氟化銨溶液（5g/L），準確加入2.0mL鉻天青S溶液（1g/L），混勻，按表1加入相應體積的六次甲基四胺溶液（250g/L），用水稀釋至刻度，輕輕混勻，放置20min。

1.2.4 測量吸光度

于分光光度計波長545nm處，用2cm比色皿測量吸光度，在工作曲線上查出試液中的鋁量。

1.2.5 工作曲線繪制

分取與試料溶液同量的鐵基空白溶液于一組50mL容量瓶中作底液，分別加入0.00、0.50、0.75、1.00、1.50、2.50mL的鋁標準溶液(20μg/mL),加5mL鋅-EDTA溶液，6滴過氧化氫溶液（1+9），混勻，放置 2min～3min，加 5滴氟化銨溶液（5g/L），準確加入2.0mL鉻天青S溶液（1g/L），混勻，按表1加入相應體積的六次甲基四胺溶液（250g/L），用水稀釋至刻度，輕輕混勻，放置 20min；另取一份空白試驗溶液加5mL鋅-EDTA溶液，6滴過氧化氫溶液（1+9），混勻，放置2min～3min，加5滴氟化銨溶液（5g/L），準確加入2.0mL鉻天青S溶液（1g/L），混勻，按表 1加入相應體積的六次甲基四胺溶液（250g/L），用水稀釋至刻度，輕輕混勻，放置20min。用2cm吸收皿，在分光光度計上于545nm波長處測定吸光度，繪出工作曲線。

1.2.6 鋁含量的計算

按以下公式計算試樣中鋁含量（質量分數）W（Al2O3)：

式中：m1為在標準曲線上查得的鋁量，μg；V為儲備液的體積，mL; V1為分取試料相當于儲備液的體積，mL；m為試料量，g。

2 結果與討論

2.1 工作曲線的線性

分取標準系列0.00、0.20、0.30、0.40、0.60、1.00μg/mL的鋁標準溶液(20μg/mL)于 50mL容量瓶中，按以上實驗方法測得氧化鋁吸光度數據見表2。

表2 測Al2O3標準曲線表

2.2 吸收光譜圖及測定波長的選擇

吸取標準 Al2O3100μ g，按試驗方法顯色，以試劑空白為參比，自動掃描繪制鉻合物的吸收光譜圖，從而測定鉻合物吸收峰在547nm，我們又同時測定不同含量Al2O3吸收峰位置，都接近一致，說明其光譜特性很好，從光譜的形狀特征進一步可看出，該吸收光譜的半峰寬較小，具有開發導數光譜的天然優勢。于是經實際測定，果然發現此體系中Al優導數的良好行為，其4階（△λ=10nm），正峰位置535nm，負峰位置550nm，此導數行為對于針對本文中測定高含量的Al2O3意義不大，但對較低含量的Al2O3或排除干擾影響方面，具有一定的學術與實用的參考價值，我們在吸收峰547nm左右選擇540、550、560、570nm不同波長測定同一標準系列，發現其線性范圍及回收的結果都基本一致，但在靈敏度方面存在彼此差異。最終，我們將測定波長選在545nm。

2.3 稱樣量對結果的影響

通過改變稱樣量，觀察不同稱樣量對測定結果的影響。稱樣量太少，稱量誤差增大，樣品不具代表性；稱樣量過多，助溶劑的量也要增加而坩堝的容量是有限的，很多樣品會出現飛濺現象，試樣燃燒不完全，使結果偏低。經過大量實驗，較低含量的樣品稱 0.5000g，高含量（1.0%～2.5%）的稱0.1000g，樣品熔融既充分又不會出現飛濺現象。

2.4 準確度與精密度

對三個國家標準物質分別為 R-715、R-717、GBW07830進行6次測定，分別計算出他們的平均值、標準偏差、相對標準偏差，測得的結果見表3。

表3 準確度與精密度

從表 3中可以看出三個國家標準物質 R-715、R-717、GBW07830的測定值與標準值相符，方法的標準偏差為 0.017～0.037%，相對標準偏差為0.015～0.063%。

3 結論

結果表明，用鉻天青S分光光度法測鐵礦石中的Al2O3含量，其操作方法較簡便、可靠，準確度、精密度高，尤其對鐵礦石中低含量Al2O3測定有較好效果，完全滿足實驗室對Al2O3含量的分析要求。

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[3] 張慧君.鉻天青S光度法直讀測定硅酸鹽中的三氧化二鋁[J].科技經濟市場,2006,3.

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