三氯化鈦還原—重鉻酸鉀滴定法測定全鐵含量研究

朱 敏 周經峰

（安徽馬鋼礦業資源集團南山礦業有限公司）

安徽馬鋼礦業資源集團南山礦業有限公司是一個大型鐵礦石采選企業，擁有多個礦石來源地，礦石性質差異比較大，而且鐵品位普遍偏低，選礦工藝復雜，生產指標波動較大。因此，及時準確獲取產品鐵品位，對指導生產具有重要意義。這就必須有行之有效，且安全快速環保的鐵品位化驗分析方法。

在鐵礦石鐵品位分析方法中，鹽酸—氟化鈉—氯化亞錫—重鉻酸鉀容量法、三氯化鈦重鉻酸鉀滴定法、過氧化鈉—氯化亞錫—重鉻酸鉀滴定法、堿熔氨分離重鉻酸鉀容量法、硫磷混酸溶樣—二氯化錫與三氯化鈦聯合還原重鉻酸鉀滴定法等都可以取得不錯的分析結果［1-4］。但這些方法中，有的方法要用大量的汞鹽，不利于環保及危害身體健康；有的方法操作技術難點多，不易掌握；有的分析周期長，操作較繁瑣，很難滿足生產檢驗的要求。鑒于此，筆者推薦用三氯化鈦還原重—鉻酸鉀滴定法測定全鐵含量。經反復試驗，確定了鹽酸、二氯化錫分解試樣，三氯化鈦還原重鉻酸鉀滴定法的各項條件、精密度及準確度。試驗結果表明，該方法不僅避免了大量使用汞鹽，有利于環境保護，同時具備操作簡便、快速的特點，滿足了生產檢驗的要求。

1 試劑及礦樣

化驗用試劑均為分析純試劑，鹽酸1.19 g/mL、二氯化錫60 g/L、硫磷混酸（硫酸、磷酸、水質量比15∶15∶70）、鎢酸鈉250 g/L、三氯化鈦質量濃度15%、二苯胺磺酸鈉2 g/L、重鉻酸鉀標準溶液（0.01 mol/L）、高錳酸鉀20 g/L、硫酸亞鐵銨標準溶液（0.05 mol/L）；化驗用水為蒸餾水。

礦樣（標準樣品）：赤鐵礦YSBC15702、鐵礦石477、燒結礦479、磁鐵礦BB8801-02。

2 試驗方法

稱取在105±2 ℃烘干的試樣0.200 0 g，置于300 mL 錐形瓶中，加入濃鹽酸20 mL，蓋上表面皿，于控溫電熱板上加熱至80～90 ℃，并保溫40～50 min，期間以二氯化錫分次滴加還原助溶。待試樣溶解完全后，向70～80 ℃試液中邊搖邊滴加二氯化錫溶液，至溶液呈淡黃色。若二氯化錫還原過量，應以高錳酸鉀小心氧化至淡黃色。稍冷后，加入100 mL水，滴加鎢酸鈉溶液15滴，用二氯化錫溶液還原至鎢藍出現，再滴加重鉻酸鉀溶液至鎢藍剛剛褪去，立即加入硫磷混酸20 mL，滴加5滴二苯胺磺酸鈉指示劑，以重鉻酸鉀標準溶液滴定至溶液呈穩定的亮紫色。

空白試驗隨同試樣同步進行，在加入20 mL 硫磷混酸前，加入6.00 mL 硫酸亞鐵銨標準溶液，加入5滴二苯胺磺酸鈉，用重鉻酸鉀標準溶液滴定至亮紫色后，記錄體積A，再加入6.00 mL 的硫酸亞鐵銨標準溶液，再用重鉻酸鉀標準溶液滴定至亮紫色，記錄體積B，空白值V0=A-B。

3 試驗結果及分析

3.1 溶樣溫度選擇

溶樣溫度過低或過高都易使分析結果出現偏差，溫度過低易造成試樣溶解不完全，溫度過高易造成三氯化鐵揮發損失。不同溶樣溫度試驗結果見表1。

由表1 可知，溶樣溫度應控制在80～90 ℃，表現為液面平靜并時而呈微沸的狀態為佳。

3.2 溶樣時間選擇

由于礦種不一，所以試樣完全溶解的時間不同。在不影響分析準確度的前提下，盡量統一溶樣時間，利于大批量生產分析。根據不同礦種、不同時間條件進行試驗，結果見表2。

由表2可知，對于酸可溶試樣其溶解完全的時間可統一控制在50 min，能滿足試樣分析對準確度的要求。

3.3 二氯化錫還原溫度選擇

二氯化錫還原溫度試驗結果見表3。

由表3可知，二氯化錫還原溫度選擇70～90 ℃。

3.4 滴定溫度及酸度控制

不同滴定溫度試驗結果見表4。

由表4 可知，滴定時溶液溫度宜控制在20～40 ℃。

根據重鉻酸鉀標準溶液在滴定Fe3+時，溶液必須呈強酸性。所以，在滴定溶液中至少應加入10 mL鹽酸。當鹽酸濃度超過3.5 mol/L 或高溫時，重鉻酸鉀可將氯離子氧化成Cl2，造成分析結果偏差，故滴定時溶液的酸度應控制在1 mol/L左右。

3.5 鎢酸鈉加入量選擇

取6份空白試液，分別加入相同量的Fe2+溶液，加入不同量鎢酸鈉，試驗結果見表5。

由表5可知，為保證滴定溶液中有足夠量的鎢鹽存在來指示還原終點，鎢酸鈉宜選用15滴。

3.6 還原終點指示后放置時間選擇

對不同試樣在還原終點指示后進行不同放置時間試驗，結果見表6。

由表6 可知，還原終點指示后，應立即加入硫磷混酸，滴加5滴二苯胺磺酸鈉后立即滴定，否則，滴定終點顏色不易判斷，易造成分析結果偏低。

3.7 高錳酸鉀加入量試驗

由于生產中試樣品種不一，含量高低不同，在二氯化錫還原時易造成過量，此時用高錳酸鉀重新氧化后再用二氯化錫還原的方法加以解決。為了確定高錳酸鉀加入量對試驗的影響，在6份空白試液中相應加入0～5滴二氯化錫和0～5滴高錳酸鉀溶液，結果見表7。

由表7可知，引入少量高錳酸鉀不影響正常分析結果。大量引入會使空白值增大，易導致分析結果超差。所以，在前期二氯化錫還原助溶時，應盡量小心不要還原過量。

3.8 指示劑加入量試驗

取6 份相同量的Fe2+溶液，滴加不同量的二苯胺磺酸鈉指示劑，試驗結果見表8。

由表8可知，由于二苯胺磺酸鈉在指示滴定終點的同時，也會消耗一定量的重鉻酸鉀標液，所以在操作時必須統一加入指示劑的量。試驗確定選擇加入5滴二苯胺磺酸鈉。

3.9 硫磷混酸加入量試驗

取6 份相同量的Fe2+溶液，加入不同量的硫磷混酸，試驗結果見表9。

由表9可知，硫磷混酸加入量宜為20 mL。

3.10 共存元素干擾分析

常規礦石中對全鐵分析存在的干擾元素有釩、銅、錳、砷等。取150 mL 含鐵100 mg 的溶液，若全鐵含量相對誤差小于±0.6%，則0.4 mg 的釩、1.0 mg 的銅、100 mg的錳和0.2 mg的砷對測定不構成干擾。

3.11 方法比對試驗

在進行常規礦種全鐵含量的測定時，比較了三氯化鈦還原重鉻酸鉀滴定法（簡稱三重法）、三氯化鈦—重鉻酸鉀容量法、鹽酸—氟化鈉—氯化亞錫—重鉻酸鉀容量法（簡稱鹽氟氯重法）在相同條件下的分析結果，見表10。

由表10 可知，三氯化鈦還原—重鉻酸鉀滴定法與國標方法和鹽酸—氟化鈉—氯化亞錫—重鉻酸鉀容量法測定結果非常接近，與標準值差異微乎其微，準確度高，能滿足生產分析要求。

3.12 精密度試驗

取不同品種、不同含量的試樣分別化驗10次，以分析精密度，試驗結果見表11。

由表11 可知，相對標準偏差均小于0.35%，表明三氯化鈦還原—重鉻酸鉀滴定法滿足生產分析要求。

4 結論

（1）三氯化鈦還原—重鉻酸鉀滴定法測定全鐵含量快速，操作簡便，滿足生產檢驗的要求。

（2）通過對測定過程中影響因素的優化，減少了分析結果的誤差。