一种重铬酸钾容量法测定铁矿石中全铁的新方法
【专利摘要】本发明公开了一种重铬酸钾容量法测定铁矿石中全铁的新方法，采用的下工艺、步骤为：将铁矿样品碎磨至粒度<0.088毫米；称取0.1000g碎磨后的铁矿样品，放入250毫升三角烧瓶内，加入6ml浓盐酸加热溶解；再向三角烧瓶内滴加二氯化锡溶液至白色；冷却后，迅速加入100毫升自来水，再加5毫升硫磷混合酸标准液，滴加4滴二苯胺磺酸钠指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定至紫色。本发明方法使试剂用量减半，省去三氯化钛和钨酸钠，用自来水代替蒸馏水或去离子水。不仅最大限度地降低了试剂和能源消耗以及化验成本，减少了对环境的污染，而且也降低了化验工的劳动强度，提高了化验速度，使化验一个铁矿样品由原来的10分钟左右降为3分钟左右。
【专利说明】一种重铬酸钾容量法测定铁矿石中全铁的新方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于矿物化学成分分析【技术领域】，具体涉及一种铁矿石中全铁含量的测定 方法，特别适用于铁矿山生产的化验分析中用重铬酸钾氧化还原测定全铁的品位。
【背景技术】
[0002] 重铬酸钾容量法是近年来测定铁矿石中全铁量普遍采用的快速分析方法。该方法 用重铬酸钾氧化还原测定铁矿石中全铁品位，从方法原理上易于理解，但日常实际生产化 验中，如果采用国标方法，不仅要消耗盐酸、硫酸、磷酸、二氯化锡、三氯化钛、钨酸钠以及重 铬酸钾等多种化学试剂以及大量的蒸馏水，而且操作步骤多，繁琐，化验时间长，具体操作 条件不好掌握，易造成系统偏差。在实际生产化验中，为了指导一线生产，企业每天要化验 上百个铁矿样的品位，不仅化学试剂和能量消耗极高，成本高，而且对环境的污染也很大， 化验工的劳动强度也大。
[0003] 为了节省分析时间，"中国矿业技术网"于2012年5月14日公布了"三氯化钛-- 重铬酸钾容量法快速测定铁矿石中全铁量"一文，该方法在吸取原有方法的基础上对原溶 解样品的试剂、浓度、温度等做了一定改进。加入浓硝酸溶解样品，并降低硫磷混酸的浓 度，提高溶解温度，使溶解更完全，溶解速度加快，节省了时间、试剂，提高了分析精度， 适用于铁矿石、铁精粉、烧结矿和球团矿中全铁量的测定。但该方法采用的试剂包括硫磷混 酸(硫酸+磷酸)、盐酸、硝酸、二氯化锡溶液、三氯化钛盐酸溶液、钨酸钠、二苯胺磺酸钠、重 铬酸钾标准溶液、硫酸亚铁铵溶液等多种试剂，试剂种类多，试验操作条件不好控制。而且， 该方法测定范围只适用于TFe含量30%以上的物料，特别是含钒大于0. 5%，含铜大于0. 5% 时，不宜采用本法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述问题，而提供一种重铬酸钾容量法 测定铁矿石中全铁的新方法，该方法在确保化验结果准确稳定的前提下，可最大限度地降 低试剂和能源消耗以及化验成本，减少对环境的污染，而且也降低了化验工的劳动强度，提 高了化验速度，使化验一个铁矿样品由原来的10分钟左右降为3分钟左右。
[0005] 为达到上述目的，本发明一种重铬酸钾容量法测定铁矿石中全铁的新方法采用以 下工艺、步骤： 将铁矿样品碎磨至粒度〈〇. 088毫米；称取0. 1000g碎磨后的铁矿样品，放入250毫升 三角烧瓶内，加入6ml浓盐酸加热溶解；再向三角烧瓶内滴加二氯化锡溶液至白色；冷却 后，迅速加入100毫升自来水，再加5毫升硫磷混合酸标准液，滴加4滴二苯胺磺酸钠指示 齐?，用重铬酸钾标准溶液滴定至紫色。
[0006] 所述的放入到250毫升三角烧瓶内的铁矿样品在加入浓盐酸前，先加入少量水湿 润；所述的二氯化锡溶液中二氯化锡的质量浓度为6% ;所述的二苯胺磺酸钠指示剂的质量 浓度为〇. 5%。
[0007] 由本发明方法的以上工艺、步骤看出，本发明方法的改进与国标方法相比是减半、 简化、替代。具体如下： ①减半。对于铁矿标准样品，其粒度达到〇. 088毫米以下时就可以忽略因样品称样量 不同导致的结果差异。ISO 9507规定的称样量为0. 4000g，GB 6730. 5规定的称样量为 0. 2000 g。而本改进方法只称取铁矿样0. 1000克。改进后，虽然准确度和精密度略有下降， 但都在允许范围内，其测定数据完全可以用来指导矿山生产。同时，所有试剂用量都减为一 半。
[0008] ②简化。省去了钨酸钠作指示剂，三氯化钛还原三价铁，然后用重铬酸钾再次氧化 三氯化钛等繁琐步骤，由二氯化锡直接还原三价铁，一步到位。
[0009] 在具体操作过程中，需要注意以下事项： 首先，要控制好加入盐酸的用量，这涉及到利用颜色判断二氯化锡还原终点。在溶样 时，盐酸加入必须适量，如果多了，不仅增加溶样时间，增加消耗，污染环境，而且颜色趋淡， 为下述颜色判断还原终点带来不利影响，会导致结果偏低。如果盐酸量加少了，又不能把 0. 1000克矿粉完全溶解。
[0010] 其次，要求控制好二氯化锡的浓度和滴定管的粗细，这涉及到二氯化锡是否过量 和过量多少。如果二氯化锡溶度高了或滴定管太粗，易造成结果偏高。
[0011] 根据能斯特方程式计算以及氧气在该溶液中的溶解度含量计算可知，空气中的氧 将氧化可能过量的二氯化锡。在冷却的过程中，如果滴加的二氯化锡没有过量或不足，空气 中的氧会氧化二价铁离子，使之变黄，此时，再补加1~2滴适当浓度的二氯化锡，使溶液颜 色变白；如果溶液没有变黄，那么在二氯化锡还原的过程中，最后一滴可能过量，在冷却时， 空气中的氧同样会起到氧化作用，只是不会使溶液颜色重新变黄。这就正好氧化了过量的 二氯化锡。使得测定结果即使偏高，也依然在允许的误差范围内。
[0012] ③替代。用自来水代替蒸馏水或去离子水。冷却后，迅速加入100毫升自来水。根 据能斯特方程式计算以及CLCV在达标自来水度含量计算可知，自来水中的氯将氧化可能 过量的二氯化锡。
[0013] 经过用标样进行t检验法证明，-X与μ之间不存在显著性差异，本发明方法不 会引起系统误差。另外再用国标方法化验，两种化验方法数据对比，化验结果用F检验法 验证，在置信度为95%时，本发明方法和国标方法精密度之间不存在统计学上的显著性差 异。
[0014] 本发明方法具有准确、简便、快速、节省、污染大大减少的经济效果。具体如下： ①由称取0. 2000克改为0. 1000克：溶样变快，所有试剂消耗均减少一半。化验成本和 对环境的污染也降低了 50%。
[0015] ②直接由二氯化锡滴定变白判定终点：不仅节省了三氯化钛、钨酸钠和重铬酸钾， 而且简化了化验步骤，降低了劳动强度，同时也减少了化学试剂对环境的污染。
[0016] ③用自来水代替蒸馏水或去离子水：避免了能耗或消耗，同时大大降低了化验工 制取蒸馏水或去离子水的劳动强度。
[0017] ④化验速度快。比如铁精矿，从溶样到完成滴定，2分钟即可。这在化验铁矿石全 铁的湿法分析中，是全球最快和最省的。
[0018] 本发明方法自从1998年7月在本单位化验室实施15年以来，即使按每个样品化 验成本最低6元，节省一半3元，每天按最低100个样，每月按25天，到2008年8月，10年 共计节省最少90万化验成本；由于2008年8月引进了仪器分析，每天平均化验10个样。 综合试剂成本上升因素，从2008年8月至今，5年至少也节省化验成本8万元。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是本发明一种重铬酸钾容量法测定铁矿石中全铁的新方法的操作流程框图。
【具体实施方式】
[0020] 为描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种重铬酸钾容量法测定铁矿石 中全铁的新方法作进一步详细说明。
[0021] 由图1所示的本发明一种重铬酸钾容量法测定铁矿石中全铁的新方法的操作流 程框图看出，本发明方法的具体操作流程为：将铁矿样品碎磨至粒度〈0. 088毫米；称取 0. 1000g碎磨后的铁矿样品，放入250毫升三角烧瓶内，加入少量水湿润，加入6毫升浓盐 酸，加盖，于电热板溶解。滴加质量浓度为6%的二氯化锡溶液至白色，通过水冷或自然冷却 后，快速加入100毫升自来水，加5毫升硫磷混合酸标准液，滴加4滴质量浓度为0. 5%二苯 胺磺酸钠指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定至紫色。
[0022] 所述的硫磷混合酸标准液配置方法为：将150mL硫酸（P : 1. 84g/mL)在搅拌下缓 慢注入500mL水中，冷却后再加入150mL磷酸（P :1. 70g/mL)，用水稀释至1000mL，混匀。 或者为：将150mL浓H2S04 (98%)缓慢加入700mL水中，冷却后，再加入150mL磷酸，混匀。
【权利要求】
1. 一种重铬酸钾容量法测定铁矿石中全铁的新方法，其特征在于采用以下工艺、步骤： 将铁矿样品碎磨至粒度〈〇. 088毫米；称取0. lOOOg碎磨后的铁矿样品，放入250毫升三角 烧瓶内，加入6ml浓盐酸加热溶解；再向三角烧瓶内滴加二氯化锡溶液至白色；冷却后，迅 速加入100毫升自来水，再加5毫升硫磷混合酸标准液，滴加4滴二苯胺磺酸钠指示剂，用 重铬酸钾标准溶液滴定至紫色。
2. 如权利要求1所述的一种重铬酸钾容量法测定铁矿石中全铁的新方法，其特征在 于：所述的放入到250毫升三角烧瓶内的铁矿样品在加入浓盐酸前，先加入少量水湿润。
3. 如权利要求1或2所述的一种重铬酸钾容量法测定铁矿石中全铁的新方法，其特征 在于：所述的二氯化锡溶液中二氯化锡的质量浓度为6%。
4. 如权利要求3所述的一种重铬酸钾容量法测定铁矿石中全铁的新方法，其特征在 于：所述的二苯胺磺酸钠指示剂的质量浓度为〇. 5%。
【文档编号】G01N21/79GK104111305SQ201410207468
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】涂盛华 申请人:马钢(集团)控股有限公司, 马鞍山钢铁股份有限公司