高氯酸氧化-硫酸亚铁铵滴定法测定锰矿石中锰的条件试验

周晓芬

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局703队 伊宁 835000）

锰在自然界分布广泛，几乎各种矿石和硅酸盐的岩石中均含有锰。锰是钢铁工业中不可缺少的原料；锰是一种极强的还原剂，它可以从钢水中吸收全部的氧，使钢中没有氧化铁，成为无孔的钢锭。其次，锰也是一种极好的去硫剂，它可以将钢水中全部的硫去掉，钢中加入少量锰就可以大大增高钢的机械性能，如延性、展性、韧性以及抗磨损能力。锰钢、锰铁以及锰与铜、铝、镍、钴等制成的各种合金和锰的化合物在工业上用途极大。二氧化硅、硫、磷、砷等都是有害杂质。我队在南疆阿克陶县托吾恰克锰多金属矿成分复杂，锰含量分布不均，主要含有锰、硅、磷等元素，为准确快速的分析其中的锰，本文选用高氯酸氧化-硫酸亚铁铵滴定法，在实际的试验中，选择不同矿石种类的国家标准物质，从溶样介质、氧化剂用量、共存离子的影响三个方面探讨了该方法对锰矿石的适用性以及分析的准确性、快速性。

1 实验部分

1.1 主要试剂

浓磷酸（1.68g/mL）;浓盐酸（1.18g/mL）;浓硝酸(1.4g/mL);氢氟酸(1.298g/mL);高氯酸(1.76g/mL)。

硫酸亚铁铵标准溶液 C（Fe2+）≈0.02mol/L：称取8.0g硫酸亚铁铵溶于1L5%（体积比）的硫酸中，过滤后使用，贮存于棕色瓶中。

标定：量取30.00mL硫酸亚铁铵标准溶液于300 mL锥形瓶中，加水50mL，20mL硫-磷混酸，5mL盐酸，3滴二苯胺磺酸钠指示剂（5g/L），用标准溶液滴定值稳定的紫色即为终点。

1.2 分析步骤

称取0.1000～0.2500g试样（视含量高低而定）于250mL锥形瓶中，加入10mL浓盐酸，在电炉上溶解3～5min，分解酸溶物，取下锥形瓶，加入15～20mL浓磷酸，摇动溶液使试样散开，在高温电炉上加热，加热时不时摇动（防止生成偏磷酸）直至样品分解完全，在电炉上趁热滴加3～5mL浓硝酸破坏有机物，时时摇动溶液，待试样完全溶解后，在不断摇动下，加入8～10滴高氯酸，继续加热至小气泡冒完，液面平静，立即取下，冷至60℃左右，在摇动下，加20～30mL水，取下，流水冷却至室温。用硫酸亚铁铵0.02mol/L的标液滴定至淡紫色，加入4滴5g/L二苯胺磺酸钠指示剂，继续滴定至亮绿色为终点。同批带空白校正,计算公式：

式中，fT为1mL标准滴定溶液相当于被测元素的质量，mg/mL；VT为消耗标准滴定溶液的体积，mL；ms为样品的称样量，g。

2 结果与讨论

2.1 溶样介质的选择

本文选用的实验样品为包钢中央实验室的标样R-712平炉渣，武钢钢铁研究所标样BH0128-1W平炉渣，鞍钢钢铁研究所标样6532，GBW07261锰矿石，GBW07263锰矿石，考虑到样品种类不同，基体成分复杂，本实验条件选择的溶剂是盐酸和磷酸的组合，同时用浓硝酸辅助溶矿，本文只讨论盐酸和磷酸用量对样品的影响，实验结果见表1。

在实验过程中，锰含量高的样品需要加大盐酸和磷酸的用量，从上表中数据可看出，配比在1∶3时，测定值能够满足从低含量样品到高含量样品的测定要求，所以选择溶样介质为（1+3）的盐酸和磷酸混合溶剂。

2.2 氧化剂用量的选择实验

在磷酸介质中，可选择的氧化剂主要有高氯酸、硝酸、硝酸铵、碘酸盐都能将锰氧化为三价，本文选择了高氯酸作为氧化剂，按上述实验方法进行高氯酸用量的选择实验，随着高氯酸加入量的增加，氧化效果也随之增加：低含量样品的氧化已过量，高含量样品的氧化则能氧化完全，对比测定值与标准值结果误差的曲线，当高氯酸用量为1mL时，测定结果误差在低含量段和高含量段均能满足要求，故选择加入高氯酸1mL，同时从曲线上看当样品含量较高时，可增加高氯酸的用量。

表1 溶样介质的条件试验

表2 高氯酸用量的选择

表3 高氯酸不同用量时测定结果与标准值的绝对误差

图1 高氯酸用量不同时测定结果的误差曲线

2.3 共存离子的影响试验

根据锰矿中各种组分的含量，以锰矿样品中常见的共存元素进行干扰试验。以5mL的1000μg/mL的锰标准溶液进行测定，分别加入相当于2mg的钛，0.5mg的五氧化二钒和三价铬，30mg的硅，按照1.2的分析步骤进行测定，以结果的相对偏差5%为标准，判断其是否有干扰。结果表明，上述元素在该用量下无显著干扰，当钒的用量大于0.5mg时，对测定有明显干扰。所以当钒含量高时，需对结果予以校正。

表4 共存离子的影响试验

3 结束语

建立了盐酸-磷酸、硝酸混合酸对锰矿样品的前期处理，快速完成溶解及氧化过程，仔细把握高氯酸氧化的时机和用量。方法简单，迅速，准确，有较好的重现性和稳定性，对低含量锰的平炉渣也有较好的效果，可以满足快速、准确、批量分析的要求。

［1］孙淑媛，孙龄高，殷齐西，符斌.矿石及有色金属分析手册/北京矿冶研究总院分析室编.北京：冶金工业出版社，2001.11重印

［2］岩石矿物分析.第2分册，岩石、非金属和黑色金属矿石分析/《岩石矿物分析》编委会编著.4版.北京：地质出版社，2011.2（岩石矿物分析；2）