测定某钛铁矿中的质量分数(试用实验方法鉴别晶体,玻璃,熔体) 矿石中二氧化硅、二氧化钛、磷和锰的联合测定
山东大学化学化工学院，山东济南250100；2山东省冶金科学研究院，山东济南，250014)摘要:采用碱熔法处理样品，用同一母液联合测定矿石产品中的二氧化硅、二氧化钛、磷和锰。通过控制测定酸度，各元素线性良好，二氧化硅、二氧化钛、磷和锰的相对标准偏差分别小于3.70%、4.00%、4.44%和1.79%。该方法用于不同含量标准物质的测定，精密度和准确度高，结果令人满意。关键词:矿石；碱熔法；分类编号联合图书馆分类法:O657.32文献识别码:A号: 1004-4620(2005)01-0025-03
铁矿石、铁精矿、烧结矿、球团矿等矿产品，由于其成分复杂，在化学分析时多采用碱熔或者酸溶再回收残渣的方法。在这种情况下，分别测定各元素时需要的周期很长，大量的时间用于样品预处理。为此，探讨采用联测法测定矿石中SiO2、TiO2、P、Mn含量，简化了样品的预处理过程，方法准确可靠，精密度高。1 仪器与试剂 分光光度计；
混合熔剂:将2份无水碳酸钠和1份硼酸研磨混合均匀；盐酸:(1+6)；混合硫酸:将3g草酸溶于100mL硫酸(1+9)中，搅拌溶解；钼酸铵:5%和3%；硫酸亚铁铵:5%，将5g硫酸亚铁铵滴入5 ~ 6滴硫酸(1+1)中，用水稀释至100mL，搅拌溶解混匀；盐酸:(2+1)；硫酸:(1+1)；氢氟酸:(ρ为115g/ml)；抗坏血酸:10%，3%，备用；二安替比林甲烷溶液:2%，取20g二安替比林甲烷，用盐酸(1+11)溶解并稀释至1000mL；盐酸和氢溴酸的混酸:(2+1)；硝酸铋溶液:称取4g金属铋或9.30g硝酸铋[Bi(NO3)3·5h2o]，煮沸除去氮氧化物，加入100mL硫酸(1+1)，冷却至室温，转移至1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。该溶液的浓度为4.00毫克/毫升；高氯酸-磷酸混酸:(1+3)；高碘酸钾溶液:称取5g高碘酸钾，置于250mL烧杯中，加入60mL水和20mL硝酸，温热溶解，然后冷却，用水稀释至100mL，混匀；亚硝酸钠溶液:1%；不含还原性物质的水:将去离子水或蒸馏水加热至沸腾，用10mL硫酸(1+3)酸化每升，加入几粒高碘酸钾，煮沸数分钟，冷却后使用；硅标准溶液:0.2毫克/毫升，10微克/毫升；钛标准溶液:50.0微克/毫升，5.0微克/毫升；磷标准溶液:0.10毫克/毫升，5.0微克/毫升；锰标准溶液:1.00毫克/毫升，0.10毫克/毫升。2实验部分2.1样品预处理2.1.1样品处理将样品研磨至粒径小于100 μm 2 . 1 . 2预干燥将待测样品在105℃左右干燥至恒重。2.1.3 空白色试验应与样品一起进行，所用试剂应取自同一试剂瓶。2.1.4样品分解将0.2000g样品置于铂坩埚中，加入2.5g混合熔剂，混匀，在950℃下熔化约20min，取出，摇动坩埚，冷却。将坩埚预先放入盛有100mL盐酸(1+6)的烧杯中，搅拌加热浸泡熔体至溶液澄清。用水清洗坩埚，冷却至室温，转移至250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀备用。2.2实验方法2.2.1硅的测定测定硅时，试液放置时间不应超过12h。取2.1.4中配制的溶液5.00mL，置于50mL容量瓶中，加入5mL空白色试液、10mL水和5mL钼酸铵(5%)溶液，混匀，静置10 ~ 15 min。加入15mL草硫混酸溶液，混匀，30s后立即加入5mL硫酸亚铁铵溶液(5%)，混匀。用水稀释至刻度，混合均匀，放置10分钟。将部分溶液转移到比色杯中，以试剂空 white为参比，在分光光度计810nm波长处测量其吸光度，从工作曲线中找出相应的硅量。[下一步]2.2.2钛测定用显色溶液:移取2.1.4中配制的溶液25.00mL，置于50mL容量瓶中，加入5mL抗坏血酸(10%)，混匀，加入15mL盐酸(2+1)，混匀，静置5分钟。然后加入15mL二安替比林甲烷溶液，用水稀释至刻度，混合均匀，放置40分钟。参考溶液:按显色溶液操作，但不加二安替比林甲烷溶液，用15 ml盐酸(1+11)代替。将部分显色溶液移入比色杯中，以参比溶液为参照，在分光光度计420nm波长处测量其吸光度，从工作曲线中查出相应的钛含量。2.2.3磷的测定(1)将50.00ml 2 . 1 . 4的配制溶液分入150mL三角瓶中，加入2.0 ml硫酸(1+1)和2mL高氯酸，加热至高氯酸冒烟，取下，稍冷，加入10mL盐酸-氢溴酸混酸(2+1)，继续加热至高氯酸白烟。(2)显色溶液:向试液中加入2.5mL铋溶液、5mL钼酸铵(3%)，混匀，加入5mL抗坏血酸(3%)，混匀，用水稀释至刻度，混匀。(3)对照溶液:将5mL抗坏血酸(3%)加入另一试液中，混匀，用水稀释至刻度，混匀。(4)室温下放置20min，将部分溶液移入比色杯中，用分光光度计在700nm处测量其吸光度，以各自的参比溶液为参照，用样品减去空 white的吸光度，从工作曲线中查出相应的磷含量。2.2.4锰的测定:取50毫升2.1.4的配制溶液置于250毫升锥形瓶中，加入10毫升高氯酸-磷酸混合酸(1+3)，加热至盐酸被高氯酸烟排出。微冷，加入10mL硫酸(1+1)，10mL高碘酸钾溶液(5%)，用水稀释至约40mL，摇匀。加热至沸腾2～3min，冷却至室温，并转移至100mL容量瓶中。用水稀释，但不要将物质减少到刻度，并充分混合。将一部分显色溶液转移至比色杯中，向剩余的显色溶液中加入1%亚硝酸钠溶液，振荡至紫色褪色，将该溶液转移至另一比色杯中作为参比，用分光光度计在530nm波长处测量其吸光度。减去样品空白色的吸光度，从工作曲线中找出相应的锰含量。2.3按下式计算各元素的含量:m (%) = (m1.v)/(m.v1× 106 )× 100 (1)，其中m1为从工作曲线中查出的Si、Ti、p、Mn的量，μg；M——样品量，g；V1——试样溶液的体积，毫升(ml)；V——试验溶液的总体积，毫升(mL)。将计算结果带入以下公式:SiO 2(%)= 2.139×Si(%)(2)TiO 2(%)= 1.668×Ti(%)(3)MnO(%)= 1.2912×Mn(%)(4)3结果与讨论3.1酸度测试3.1测试显色液中盐酸的量对吸光度的影响，结果列于表1。在显色过程中加入15毫升盐酸(2+1)。从表1可以看出，在高酸度和低酸度的条件下，吸光度增加，这是由于二安替比林甲烷与其他干扰离子在高酸度和低酸度下的显色。由于盐酸和铁基体呈黄色，干扰钛的测定，必须严格配制参比溶液。3.1.2磷着色的酸度试验。硫酸的加入对磷的着色有重要影响。测试结果见表2。实验证明，加入1.5 ~ 2.5 ml硫酸(1+1)是稳定的。在这个实验中，加入2.0毫升硫酸。3.1.3锰颜色酸度测试测试了添加磷酸对锰颜色显现的影响，结果如表3所示。证明显色时锰的酸性较宽，故选用7.5mL磷酸。[下一步]表1酸度对钛显色的影响盐酸加入量/mL5.0 | 7.5 | 10.0 | 12.5 | 15.0 | 17.5 | 20.0 | 22.5 | 25.0 | 吸光度0.200 | 0.195 | 0.184 | 0.182 | 0.181 | 0.181 | 0.182 | 0.193 | 0.195 | 表2 酸度对磷显色的影响 硫酸加入量/毫升| 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 吸光度0.265 | 0.230 | 0.212 | 0.210 | 0.210 | 0.200 | 0.180 |
表3 酸度对锰显色的影响 磷酸加入量/毫升| 5.0 | 7.0 | 9.0 | 11.0 | 15.0 | 吸光度0.320 | 0.323 | 0.324 | 0.323 | 0.321 |
3.2 工作曲线
3.2.1硅工作曲线取一系列硅标准溶液置于50mL容量瓶中，用水稀释至10mL，加入10mL空白色试液，按相应部位绘制工作曲线。实验证明，硅含量在0～0～0.0014mg/mL范围内线性关系良好，通过调节分离液的量，可测定高达5.00%的硅含量。3.2.2钛的工作曲线取一系列钛标准溶液，置于5个50毫升容量瓶中，加入25毫升空白色溶液、5毫升抗坏血酸、15毫升盐酸(2+1)和15毫升二安替比林甲烷溶液，用水稀释至刻度，混匀，放置40分钟。以不含二安替比林甲烷溶液的试剂空白色溶液为参比，用分光光度计在420nm处测定其吸光度，绘制工作曲线。实验表明，钛含量在0 ~ 0.001 mg/ml范围内线性良好。3.2.3磷工作曲线取一系列磷标准溶液，分别置于7个50mL容量瓶中，加入2mL硫酸(1+1)，如下进行。室温放置20min，将部分溶液转移至比色杯中，以水为参比，在700nm处测量其吸光度，用样品减去空 white的吸光度，绘制工作曲线。实验表明，磷含量在0 ~ 0001 mg/ml范围内具有良好的线性关系。3.2.4锰工作曲线取一系列锰标准溶液，置于一组250mL锥形瓶中，分别加入7.5mL磷酸和10mL硫酸(1+1)。遵循相应的步骤。将部分显色液转移至比色杯中，以试剂空白为参比，在分光光度计530nm波长处测量吸光度，绘制工作曲线。实验表明，锰含量在0 ~ 0.02 mg/ml范围内具有良好的线性关系。3.3精密度和准确度试验用上述方法测定不同含量的标准物质，结果见表4 ~ 7。从表中数据可以看出，各元素的测定值与标准值一致，测得的标准偏差和相对标准偏差均满足样品测定的要求，结果准确可靠。表4硅%标准样品品牌准确度测试结果二氧化硅标准值 | 测量平均值(9次) | 标准偏差 | RSD | GBW072204.91 | 4.92 | 0.06 | 1.20 | YSBC28735-952.09 | 2.09 | 0.04 | 1.91 | BH0101-5A0.16 | 0.161 | 0.006 | 3.70 | 表5 钛的准确度试验结 % 标准样本号| 标准值Ti | 测量平均值(9次) | 标准偏差 | RSD | GBW07220钛0.040 | 0.040 | 0.001 | 2.50 | YSBC28735-95二氧化钛0.107 | 0.107 | 0.003 | 2.80 | BH0101-5A二氧化钛0.025 | 0.025 | 0.001 | 4.00 |
表6 磷的准确度试验结果 % 标准样本号| 标准值p | 测量平均值(9次) | 标准偏差 | RSD | GBW072200.014 | 0.0144 | 0.0005 | 3.47 | YSBC28735-950.007 | 0.0070 | 0.0003 | 4.29 | BH0101-5A0.0046 | 0.0045 | 0.0002 | 4.44 |
表7 锰的准确度试验结果 % 标准样本号| 标准值Mn | 测量平均值(9次) | 标准偏差 | RSD | GBW072200.113 | 0.112 | 0.002 | 1.79 | YSBC28735-950.218 | 0.219 | 0.003 | 一点三七 |
4 结 论4.1 采用碱熔酸化的方法处理矿石样品，用同一母液对SiO2、TiO2、P、Mn等元素和指标进行测定，减少了样品的预处理过程，缩短了分析时间。
4.2 按此方法处理样品后，对不同含量的标准物质进行测定，试验表明，通过控制各元素测定的酸度，方法的精密度和准确度都很高。 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
