铬天青S分光光度法测铁矿石中三氧化二铝的含量

吕春友

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局703队 伊宁 835000）

1 实验部分

1.1 主要仪器和试剂

（1）722S可见分光光度计(上海棱光技术有限公司)。

（2）混合熔剂：取2份碳酸钠与1份硼酸研细混匀。

（3）高纯三氧化二铁：≥99.95%（质量分数）。

（4）盐酸：1+5。

（5）锌-EDTA溶液：称取4.20g于815℃灼烧过的氧化锌（99.95%），溶于25mL盐酸（1+1）中用水稀释至200mL；另取18.60gEDTA二钠盐（含两个结晶水）于烧杯中，加200mL水，用20mL氨水（1+1）溶解，将两溶液均匀混合，用盐酸（1+1）和氨水（1+1）调节溶液pH值为5～6，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

（6）过氧化氢溶液：1+9。

（7）铬天青 S溶液：1g/L。用乙醇（1+9）配制，溶液配制后使用时间不超过一周。

（8）氟化铵溶液：5g/L。贮于塑料瓶中。

（9）六次甲基四胺溶液：250g/L。贮于塑料瓶中。

（10）铝标准溶液

（a）称取0.1000g金属铝（含量不低于99.9%）于 250mL塑料烧杯中，加 50mL氢氧化钠溶液（200g/L），在室温下，自然溶解。加盐酸（1+1）中和至成酸性后再过量20mL，加热至溶液清亮，冷却。将溶液移入 1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1.00mL含100.0μg铝。

（b）移取20.00mL铝标准溶液于100mL容量瓶中，加1mL盐酸（1+1），以水稀释至刻度，混匀。此溶液1.00mL含20.0μg铝。

1.2 实验方法

1.2.1 试料分解

称取0.1000g样品置于盛有3.0g混合熔剂的铂坩埚中，混匀，再覆盖1.0g混合熔剂，将铂坩埚于950℃的高温炉中熔融10min ～15min,取出，转动铂坩埚，冷却。

用水冲洗铂坩埚外壁，将铂坩埚置于预先盛有75mL盐酸（1+5）的250mL烧杯中，低温加热浸取熔块，洗出铂坩埚，低温加热至溶液清亮，冷却至室温。将溶液移入250mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。

1.2.2 空白试验

称取 0.080g高纯三氧化二铁（质量分数≥99.95%），随同试料做空白试验。

1.2.3 显色

根据试样铝含量，按表1分取两份上述试液于两个 50mL容量瓶中，一份用作显色液，一份用作参比液。注：控制分取试液中铝量在20μg以内。

（1）显色液

取其中一份试液，加5mL锌-EDTA溶液，6滴过氧化氢溶液（1+9），混匀，放置2min～3min，准确加入2.0mL铬天青S溶液（1g/L），混匀，按表1加入相应体积的六次甲基四胺溶液（250g/L），用水稀释至刻度，轻轻混匀，放置20min。

（2）参比液

将另一份试液，加5mL锌-EDTA溶液，6滴过氧化氢溶液（1+9），混匀，放置2min～3min，加5滴氟化铵溶液（5g/L），准确加入2.0mL铬天青S溶液（1g/L），混匀，按表1加入相应体积的六次甲基四胺溶液（250g/L），用水稀释至刻度，轻轻混匀，放置20min。

1.2.4 测量吸光度

于分光光度计波长545nm处，用2cm比色皿测量吸光度，在工作曲线上查出试液中的铝量。

1.2.5 工作曲线绘制

分取与试料溶液同量的铁基空白溶液于一组50mL容量瓶中作底液，分别加入0.00、0.50、0.75、1.00、1.50、2.50mL的铝标准溶液(20μg/mL),加5mL锌-EDTA溶液，6滴过氧化氢溶液（1+9），混匀，放置 2min～3min，加 5滴氟化铵溶液（5g/L），准确加入2.0mL铬天青S溶液（1g/L），混匀，按表1加入相应体积的六次甲基四胺溶液（250g/L），用水稀释至刻度，轻轻混匀，放置 20min；另取一份空白试验溶液加5mL锌-EDTA溶液，6滴过氧化氢溶液（1+9），混匀，放置2min～3min，加5滴氟化铵溶液（5g/L），准确加入2.0mL铬天青S溶液（1g/L），混匀，按表 1加入相应体积的六次甲基四胺溶液（250g/L），用水稀释至刻度，轻轻混匀，放置20min。用2cm吸收皿，在分光光度计上于545nm波长处测定吸光度，绘出工作曲线。

1.2.6 铝含量的计算

按以下公式计算试样中铝含量（质量分数）W（Al2O3)：

式中：m1为在标准曲线上查得的铝量，μg；V为储备液的体积，mL; V1为分取试料相当于储备液的体积，mL；m为试料量，g。

2 结果与讨论

2.1 工作曲线的线性

分取标准系列0.00、0.20、0.30、0.40、0.60、1.00μg/mL的铝标准溶液(20μg/mL)于 50mL容量瓶中，按以上实验方法测得氧化铝吸光度数据见表2。

表2 测Al2O3标准曲线表

2.2 吸收光谱图及测定波长的选择

吸取标准 Al2O3100μ g，按试验方法显色，以试剂空白为参比，自动扫描绘制铬合物的吸收光谱图，从而测定铬合物吸收峰在547nm，我们又同时测定不同含量Al2O3吸收峰位置，都接近一致，说明其光谱特性很好，从光谱的形状特征进一步可看出，该吸收光谱的半峰宽较小，具有开发导数光谱的天然优势。于是经实际测定，果然发现此体系中Al优导数的良好行为，其4阶（△λ=10nm），正峰位置535nm，负峰位置550nm，此导数行为对于针对本文中测定高含量的Al2O3意义不大，但对较低含量的Al2O3或排除干扰影响方面，具有一定的学术与实用的参考价值，我们在吸收峰547nm左右选择540、550、560、570nm不同波长测定同一标准系列，发现其线性范围及回收的结果都基本一致，但在灵敏度方面存在彼此差异。最终，我们将测定波长选在545nm。

2.3 称样量对结果的影响

通过改变称样量，观察不同称样量对测定结果的影响。称样量太少，称量误差增大，样品不具代表性；称样量过多，助溶剂的量也要增加而坩埚的容量是有限的，很多样品会出现飞溅现象，试样燃烧不完全，使结果偏低。经过大量实验，较低含量的样品称 0.5000g，高含量（1.0%～2.5%）的称0.1000g，样品熔融既充分又不会出现飞溅现象。

2.4 准确度与精密度

对三个国家标准物质分别为 R-715、R-717、GBW07830进行6次测定，分别计算出他们的平均值、标准偏差、相对标准偏差，测得的结果见表3。

表3 准确度与精密度

从表 3中可以看出三个国家标准物质 R-715、R-717、GBW07830的测定值与标准值相符，方法的标准偏差为 0.017～0.037%，相对标准偏差为0.015～0.063%。

3 结论

结果表明，用铬天青S分光光度法测铁矿石中的Al2O3含量，其操作方法较简便、可靠，准确度、精密度高，尤其对铁矿石中低含量Al2O3测定有较好效果，完全满足实验室对Al2O3含量的分析要求。

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[2] 金绍祥.铬天青 S光度法测定氧化铝的质量保证[J].贵州化工,2008,33(4).

[3] 张慧君.铬天青S光度法直读测定硅酸盐中的三氧化二铝[J].科技经济市场,2006,3.

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