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铁精矿中铁的测定方法(分析化学铁矿石中铁含量的测定)

铁精矿中铁的测定方法(分析化学铁矿石中铁含量的测定) 钨矿石分析中铁的测定

以氢氧化铵—氯化铵沉淀铁,用盐酸溶解后测定铁,也可单独取样进行测定。 分析手续 吸取100毫升溶液,置于250毫升烧杯中,加氯化铵3~5克,加热至近沸。滴加氨水至氢氧化物沉淀完全,再过量1毫升,煮沸片刻。趁热过滤,以1%的稀氨水洗涤。沉淀用1∶1热盐酸溶解于原烧杯中。 高含量铁用重铬酸钾容量法或EDTA容量法测定,低含量铁则用磺基水杨酸比色测定。 一、重铬酸钾容量法测定 测定铁的方法很多,含铁高的试样,普遍采用氯化亚锡为还原剂的重铬酸钾容量法,该法比较方便,过量的氯化亚锡很容易除去,重铬酸钾滴定溶液比较稳定,可直接作为标准溶液。在0.5~1.8N的盐酸溶液中,以二苯胺磺酸钠作指示剂,滴定终点的变化很明显,受温度的影响(30°以下)较小,因此所测定的结果比较准确。 测定可在盐酸(或硫酸)溶液中进行,用氯化亚锡将三价铁还原至二价,加入氯化汞以除去过量的氯化亚锡,以二苯胺磺酸钠为指标剂,用重铬酸钾标准溶液滴定,其反应式为: 2Fe3++Sn2++6Cl-→2Fe2++SnCl62- Sn2++4Cl-+2HgCl2→SnCl62-+Hg2Cl2(甘汞沉淀) 6Fe2++Cr2O72-+14H+→6Fe3++2Cr3++7H2O 为了使三价铁全部变为二价并阻止它的氧化,常常加入稍微过量的氯化亚锡,然后加入氯化汞氧化之,此时,生成甘汞白色丝状沉淀。氯化汞的氧化反应不是在瞬间内完成的,特别当溶液的酸度控制不当时,甘汞沉淀的产生比较缓慢。因此加入氯化汞后应加以搅拌,并放置3~5分钟。如果还原时加入氯化亚锡量过多,则氯化汞进一步被还原成金属汞,产生灰色或黑色沉淀。金属汞容易被重铬酸钾氧化,使铁的结果偏高。 在滴定过程中生成的三价铁能氧化指示剂,故加入流—磷混合酸,使三价铁与磷酸生成稳定的络合物,降低Fe3+/Fe2+的氧化还原电位,避免铁(Ⅲ)对指标剂的氧化,而使滴定终点清晰稳定。但有磷酸存在时,铁(Ⅱ)容易被氧化为铁(Ⅲ),所以加入磷酸后,不能放置过久,最好在开始滴定前加入。 用氯化严锡还原铁时,应保持小体积和较高的酸度,否则氯化亚锡容易水解。 由于氯化亚锡能使铜(Ⅱ)还原为铜(Ⅰ),所生成的铜(Ⅰ)能被重铬酸钾氧化,同时铜(Ⅱ)又能促使铁(Ⅱ)被空气中的氧氧化,因此铜的含量大于0.5毫克时,应预先分离。 钼、砷、锑和铂等,均可被氯化亚锡还原,又能为重铬酸钾氧化。钒大于0.5毫克有干扰。这些元素存在,均使铁的结果偏高。钨被氯化亚锡还原为钨蓝以及镍、铬等有色离子含量高时,影响还原和滴定终点的辨别。 试样经碱熔分解,铁成为含水氧化铁。用水浸取时,铁可与钨、钼、铬、钒、砷和锑等分离。用氨水沉淀,铁可与铜、镍和铂等分离。 大量偏硅酸存在时,由于吸附和包裹铁离子,使三价铁不易还原完全,使结果偏低。可用硫酸—氢氟酸分解试样,以消除其影响。 硝酸根影响还原和滴定,可用硫酸冒烟或盐酸于低温反复蒸干除去。 在一些较早的文献中曾提及指示剂改正值的问题,这一改正值的确定取决于试验条件。在实际应用中,应使指标剂的加入量尽可能一致,避免产生误差。指示剂配制后,因放置时间太长变为蓝色时,不能使用。 本法适用于含5%以上的铁测定。 (一)试剂 氢氧化铵—氯化铵溶液,2%,2克氯化铵溶于100毫升2%的氨水中。 氯化亚锡溶液,15%,15克氯化亚锡(SnCl2·2H2O)溶于30毫升盐酸中,加水稀释至100毫升。 氯化汞溶液,5%,5克氯化汞溶于100毫升水中。 硫—磷混合酸,将150毫升浓硫酸缓缓倒入700毫升水中,冷却后加入150毫升磷酸,搅匀。 二苯胺磺酸钠溶液,1%。 重铬酸钾标准溶液,1毫升相当于4毫克铁,准确称取在150°烘干2小时的重铬酸钾3.5119克,加水溶解后,移入1000毫升熔量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。必要时以铁标准溶液标定。 (二)分析手续 1、酸分解试样 硫酸—氢氟酸溶矿,适用于含硅较高的试样。称取0.2克试样,置于铂坩埚中,以少许水润湿,加1∶1硫酸3毫升、氢氟酸5毫升,加热分解(经常摇动坩埚)。待式样分解完全后,继续加热至冒三氧化硫白烟,取下,冷却。加少量水,温热使可溶性盐类溶解,移入250毫升烧杯中,洗净坩埚。加10毫升盐酸,加热至近沸,趁热滴加15%氯化亚锡溶液至三价铁离子的共色消失并过量2滴。用水冲洗杯壁,在水槽中冷却,迅速加入5%氯化汞溶液10毫升,搅拌后放置3~5分钟。加硫—磷混合酸15毫升,用水稀释至150毫升,加1%二笨胺磺酸钠指标剂2滴,用重铬酸钾标准溶淮滴定至溶液呈现蓝紫色即为终点。 磷酸溶矿,适用于难分解的如铬铁矿、钛铁矿、钒钛铁矿和磷酸盐等矿物。称取0.2克试样,置于125毫升锥瓶中,加少许水润温,加磷酸8毫升或硫酸—磷酸(1∶1)10毫升,加热分解,并加以摇动。若试样难溶,可加硝酸1毫升,继续加热,赶去硝酸,取下放冷。加盐酸10毫升,加热至近沸,以下按前述手续还原、滴定。(滴定前不再加硫—磷混合酸) %TFe=[(T×V)/ G]×100 式中 T——重铬酸钾标准溶液对铁的滴定度(克/毫升) V——滴定消耗重铬酸钾标准溶液的毫升数; G——试样重(克) 2、碱分解试样: 称取0.2克试样,置于刚玉坩埚中,加3克过氧化钠,搅匀,再复盖1克过氧化钠。放入已升温至650~700°的高温炉中,在此温度下保持数分钟至试样全熔,取出,冷却。将坩埚放入250毫升烧杯中,盖上表皿,加水20毫升、盐酸15~20毫升,用5%盐酸洗净坩埚。在电炉上加热溶解,继续加热至近沸,滴加15%氯化锡溶液至三价铁离子的黄色消失并过量2滴,用水冲洗相当于壁,在水槽中冷却到室温。加入5%氯化汞溶液10毫升,放置3~5分钟。加入硫—磷混合酸15毫升,用水稀释至150毫升,加二笨胺磺酸钠指示剂2滴,用重铬酸钾标准溶液滴定至溶液呈蓝紫色即为终点。 3、比较特殊的铁矿,应分离后再进行铁的测定。 (1)含钒和钼的铁矿: 碱熔融,水浸取,过滤分离钒和钼后,沉淀用盐酸溶解,按上述方法还原、滴定。 (2)含铜的铁矿: 碱熔融,水浸取,过滤,沉淀用盐酸溶解,用1∶1氨水中和至微按性并过量5毫升,加热至沸,过滤,以2%氢氧化铵—氯化铵溶解液洗涤。沉淀用盐酸溶解,加热至近沸,以下手续按上述方法还原、滴定。 (3)含砷和锑的铁矿: 试样分解后制备成硫酸溶液,加入氢溴酸使砷和锑成溴化物挥发除去。 二、EDTA容量法测定 络合滴定法测定铁,是以铁(Ⅲ)离子和EDTA形成很稳定的络合物(logKFeY-=25.1)的反应为基础: 铁(ⅱ)的络合物较弱(logKFeY2-=14.3),所以一般滴定铁(ⅲ)。在强酸性溶液中滴定可以避免许多离子的干扰。铁(ⅲ)的EDTA络合物在不同的pH条件下以各种形式存在,其前色也不同。

络合滴定法测定铁,无论直接滴定或回滴法,可采用的指示剂较多。但直接滴定可在较高的酸度下进行,因此应用较广泛。 本文介绍用磺基水杨酸为指示剂的络合滴定法。 在pH1.3~2的溶液中,磺基水场酸与铁(Ⅲ)形成红色络合物,但此二者的络合强度远小于EDTA与三价铁的络合强度。因此在滴定到达终点时,溶解由红紫色变为铁(Ⅲ)与EDTA络合物的淡黄色。反应为:

由于反应较慢,应在50~70°滴定,但温度不能过高,否则铝将与之络合而使结果偏高。滴定溶液的酸度应在pH1.3~2之间,若pH<1时,铁(Ⅲ)和磺基水杨酸的络合能力减低,且EDTA与铁(Ⅲ)不定量络合。pH太大时,铝、铁易水解而产生浑浊,影响测定。 碱金属、碱土金属、锰、银、铝锌及少量铜、镍不干扰测定。铜、镍量高时,使终点不易观察,一般均使结果偏高,可加入邻菲啰啉掩蔽。 本法适用于含5%以下铁的测定。 (一)试剂 铁标准溶液,1毫升含1毫克铁。称取纯三氧化二铁1.4297克,置于250毫升烧杯中,加20毫升盐酸,低温加热溶解,冷却后移入1000毫升容量瓶中,加盐酸30毫升,用水稀释到刻度,摇匀。必要时用重络酸钾或重量法标定其浓度。 EDTA标准溶液,0.02M ,7.44克乙二胺四乙酸二钠(Na2H2Y·2H2O)溶于1000毫升水中。 标定:吸取20毫升铁标准溶液,放于250毫升锥瓶中,滴入1:1氨水至开始出现氢氧化铁沉淀,用1∶3硝酸将沉淀溶解,再过量4~5滴,用水稀释至100毫升。将溶液加热至50~70°,取下,趁热加入20%磺基水杨酸1毫升,用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为亮黄色(铁量低时为淡黄以)即为终点。由EDTA标准溶液消耗的毫升数,计算其对铁的滴定度。 (二)分析手续 称0.1~0.2克试样,置于250毫升烧杯中,用水润湿。加盐酸10毫升,加热分解。若试样分解不完全,可加入氟化铵0.1~0.2克。分解过程中可加入几滴硝酸煮沸以氧化可能存在的二价铁,并继续加热将氯气驱尽。冷却后,用1∶1氨水中和至现出氢氧化铁沉淀,然后用1∶3硝酸将沉淀溶解,以下手续同EDTA标准溶液之标定。 若为分取系统分析溶液或用其他分解试样的方法所制备的溶液,亦可按上述手续调节溶液的酸度后,进行滴定。 单独取样测定铁可直接用过氧化钠熔融分解试样,水浸取,盐酸酸化,蒸干以盐酸浸取经氢氧化按—氯化铵沉淀分离铁,然后用容量法或比色法测定。 关键词TAG: 有色金属 
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