铁矿石中全铁分析方法研究现状

张志红

【摘 要】我国的矿产资源较为丰富，矿产开采为国家以及个人带来了巨大的经济效益，一个优质的矿产可以创造出巨大的财富。铁是世界上发现最早的金属，其用量也较大。铁矿石的发现对于工业发展和人们的日常生活有重要的影响。铁矿石中铁的含量影响着铁矿石的品位，决定着铁矿石的利用价值。铁矿石中全铁的分析方法较多，较为常用的主要有四大类，分别是重铬酸钾容量法、络合滴定法及微量滴定法、仪器分析法，这些测定方法有各自的优缺点，下面我们就对各种方法做具体的阐述并对他们进行评价和比较。

【关键词】铁矿石；全铁；分析方法；研究现状

0.引言

铁矿分为多个种类，包括赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿等，铁矿种类主要是根据铁矿石中的含铁量进行划分，即根据铁矿石的品位来确定铁矿类别。铁矿石的品位和质量关系到开采矿石的成本以及经济收益，选取高质的铁矿石可以直接投入工业生产，而含铁量较低的劣质铁矿石则需要经过多道工序的除杂才可以投入使用，这不仅会增加技术处理的难度，而且会增加使用成本，降低经济效益。矿石本身就是一种化合物，有多中元素和物质组合而成，选取准确简便的测定方法对于开采铁矿，获得较大的经济效益有重要的作用。

铁是最早发现的金属，所以对于铁矿石中全铁的测定方法较多。传统的铁矿石全铁测定方法测定流程较为复杂，工艺较为繁琐，不仅测定时间较长，而且缺乏准确性，难以适应现在经济发展水平对技术提出的要求，但传统的测定方法一定程度上对于铁矿开采的发展有促进作用。随着科技水平的提高，使用氯化汞作为试剂的重铬酸钾法逐渐兴起，并得到了国内外的广泛应用，这种方法灵敏度高，适用性较强，可以准确定量的观测到数据的大小和变化，但在测定过程中使用到的汞不能消除，会对环境造成一定的污染，因此这种方法也有一定的局限性。下面我们就对测定铁矿石中全铁含量的主要方法进行简要的阐述。

1.氧化还原滴定法

重铬酸钾容量法被公认为是最准确的铁矿石中全铁测定方法，由于HgCl2的毒害性，要达到国家排放标准，对废水处理成本太高，所以使用无汞重铬酸钾法已经成为容量法分析的趋势。 即以SnCl2-TiCl3为还原剂，分别以钨酸钠及二苯胺磺酸钠溶液为指示剂，以重铬酸钾为标准溶液，将试液滴至稳定的紫红色为止。但是该法所用的TiCl3溶液具有成本高、极易被氧化、稳定性能非常差等缺点。章志青改进样品制备方式，以硫磷混酸（1+1）替代氟化钠，既可完全快速熔样，又可促进显色。 周凤英等人直接以硫磷混酸熔解试样，选用SnCl2为还原剂，重铬酸钾直接滴定测定全铁， 避免了TiCl3不稳定给实验带来的误差，再就是利用氟化胺消除钒钛干扰，饱和硼酸消除多余氟离子，该方法适合于硫铁矿、钒钛铁矿石中全铁的快速分析；何巧灵等人利用高氯酸加热时具有强氧化性， 稀释并冷却后氧化性消失的特性，代替氯化高汞，在氯化亚锡——三氯化钛完全还原Fe（Ⅲ）后，以消除过量的三氯化钛，既保持了原经典方法的快速、简便、准确的优点，又排除了汞盐对环境的污染。 马茜等人用加有EDTA稳定剂的抗坏血酸做还原剂测定铁矿中全铁， 既消除了重金属污染，同样能够达到国家标准方法的要求。成凤桂用 N-溴代丁二酞亚胺测定铁，将溶样后的试液中加入过量的抗坏血酸， 以碘化钾-淀粉为指示剂，以 N-溴代丁二酞亚胺滴定剩余的抗坏血酸，该方法的优点同样是无铬离子、汞离子的污染，解决了抗坏血酸滴定终点突变不明显的问题， 缺点是N-溴代丁二酞亚胺温度稍高易分解，并须在使用前配制，不利于生产中控制分析。郑震菲等人对重铬酸钾容量法改进，用高氯酸氧化过量的三氯化钛，既避免了汞盐的污染，又保持了原经典方法的快速、简便、准确等特点，适用于钛铁矿、还原钛铁矿及钛铁渣中全铁的测定。

2.络合滴定法

在络合滴定法中，EDTA 作为滴定剂应用最为广泛。 王瑞斌等人将铁矿石用硫磷酸混酸溶解并消除干扰后，在pH值为1.5～2.5的热溶液中，以 N-苯甲酰羟胺为指示剂，用 EDTA 标准溶液直接滴定铁，测定结果的相对标准偏差RSD<1%，加标回收率约为95.3%～101.5%。该方法没有使用汞盐和铬盐，简单、快速、准确、无污染，适合于实际生产和学生实验。

3.微量滴定法

张玉清等人研制成了WD-COⅡ型微量滴定管及其配套装置，滴定管结构简单，使用方便，毫升可读至小数点后第三位（1mL 溶液微量滴定管可滴 130～150 液滴），并且微量滴定法处理样品时，因量少，试样溶解快，能减少酸雾污染。 用于铁矿中全铁含量测定，以重铬酸钾为滴定剂，采用甲基橙指示剂代替有毒试剂HgCl2，指示预处理完全程度和除去过量的还原剂SnCl2，该方法减少了有毒试剂及浓酸的用量，但所得结果与常量法一致、两者精密度及准确度均无显著差异。 同时符合微型实验化、绿色化的发展趋势。

4.仪器分析法

容量分析铁矿石中的全铁，过程繁杂，流程长，终点溶液颜色有时变化不明显，无法及时得出分折结果，很难满足现代化生产对快速分析的要求。 韩德花等人采用抗坏血酸做还原剂滴定赤铁矿中的铁含量， 利用电位分析中酸度计的pH值大小变化替代指示剂终点判断的主观性，减少实验误差。 张凤君采用钛（Ⅲ）直接滴定铁矿石中全铁，用铂电极作指示电极，甘汞电极作参比电极，该方法提高了滴定灵敏度和精密度， 减少了人为的指示剂判断终点的误差。 丁仕兵等应用 XRF荧光分析，样品中加入钴标准为分析内标物，采用高温熔融法将样品制成玻璃圆片以消除粒度效应，并减少基体效应。 选择铁元素的FeKa强度与CoKa 强度的比值对全铁的浓度绘制工作曲线，分析结果的精密度和准确度可与化学法相比，能够满足企业的生产要求。 廖海平等人利用微波溶样技术快速熔解各种铁矿石，用电位滴定装置滴定全铁含量，并且对不同铁矿物测定全铁的溶样条件进行了探索，测试结果的平均值与标准值的相对误差为0.18%～0.29%， 相对标准偏差为0.10%～0.18%， 同时为电位滴定测定全铁含量奠定基础。 白晓杰等人利用示波极谱滴定法，在pH值为2.0～2.5介质中加人过量 EDTA标准溶掖并加热搅拌使之与铁充分络合，在pH值为6的 NH4Ac～HAc介质中，用标准锌溶液返滴定至出现锌的切口为滴定终点。该方法灵敏、直观、快捷、经济实用且无污染，滴定终点的判断不用加指示剂，不受颜色、沉淀的影响。

5.结语

各种测定方法都有其各自的优缺点，根据实际情况的不同可以选用不同的全铁测定方法。现在人们已经将重铬酸钾容量法进行了改进，采用可其他的元素代替了汞，减小了环境的污染程度，目前这种方法在各个工业领域使用最为广泛，但测定过程中的铬元素，仍然具有环境污染性，因此这种方法虽然最为准确但却难以广泛实施使用。本文介绍的氧化还原滴定法虽然消除了汞和铬对环境的污染，但加大了测定的本身难度，其试剂的保存，鉴定，结果的处理都更加的困难，使得测定更具复杂性。络合滴定法及微量滴定法测定过程较为简单，装置较为简便，测定的数据准确性较好，并且无污染，可以应用与实际的工作研究中，有标准有一定的偏差。仪器分析方法测定全铁的步骤较为简单，使用更加方便，但单独使用仪器分析，尤其是对于含铁量较高的矿石受干扰性较多，难以得出准确的结论做出更深度的分析。因此我们应该根据实际工作中的需要选取方法，使用简便、准确的方法获得科学性的结果，保证测定的效果，并对铁矿石中全铁测定方法作出进一步的探讨和研究。

【参考文献】

[1]王瑞斌.盐酸羟胺-重铬酸钾无汞漓定法测定铁矿石中铁[J].治金分析，2005，25（6）：89-90.

[2]章志青.对无汞法测定全铁的改进[J].山西冶金，2004（1）：38-40.

[3]周凤英.二氯化锡-重铬酸钾容量法快速测定硫铁矿中全铁量[J].矿业快报，2006（5）：37-38.

[4]何巧玲，贾广信，马永录，等.高氯酸代替氯化高汞重铬酸钾容量法测定铁矿石中全铁[J].矿业快报，2007（8）：53-54.

[5]马茜，马秀卿.抗坏血酸法测定铁矿石中全铁的研究[J].分析化学，1995，23（5）：609.