三氯化钛还原—重铬酸钾滴定法测定全铁含量研究

朱 敏 周经峰

（安徽马钢矿业资源集团南山矿业有限公司）

安徽马钢矿业资源集团南山矿业有限公司是一个大型铁矿石采选企业，拥有多个矿石来源地，矿石性质差异比较大，而且铁品位普遍偏低，选矿工艺复杂，生产指标波动较大。因此，及时准确获取产品铁品位，对指导生产具有重要意义。这就必须有行之有效，且安全快速环保的铁品位化验分析方法。

在铁矿石铁品位分析方法中，盐酸—氟化钠—氯化亚锡—重铬酸钾容量法、三氯化钛重铬酸钾滴定法、过氧化钠—氯化亚锡—重铬酸钾滴定法、碱熔氨分离重铬酸钾容量法、硫磷混酸溶样—二氯化锡与三氯化钛联合还原重铬酸钾滴定法等都可以取得不错的分析结果［1-4］。但这些方法中，有的方法要用大量的汞盐，不利于环保及危害身体健康；有的方法操作技术难点多，不易掌握；有的分析周期长，操作较繁琐，很难满足生产检验的要求。鉴于此，笔者推荐用三氯化钛还原重—铬酸钾滴定法测定全铁含量。经反复试验，确定了盐酸、二氯化锡分解试样，三氯化钛还原重铬酸钾滴定法的各项条件、精密度及准确度。试验结果表明，该方法不仅避免了大量使用汞盐，有利于环境保护，同时具备操作简便、快速的特点，满足了生产检验的要求。

1 试剂及矿样

化验用试剂均为分析纯试剂，盐酸1.19 g/mL、二氯化锡60 g/L、硫磷混酸（硫酸、磷酸、水质量比15∶15∶70）、钨酸钠250 g/L、三氯化钛质量浓度15%、二苯胺磺酸钠2 g/L、重铬酸钾标准溶液（0.01 mol/L）、高锰酸钾20 g/L、硫酸亚铁铵标准溶液（0.05 mol/L）；化验用水为蒸馏水。

矿样（标准样品）：赤铁矿YSBC15702、铁矿石477、烧结矿479、磁铁矿BB8801-02。

2 试验方法

称取在105±2 ℃烘干的试样0.200 0 g，置于300 mL 锥形瓶中，加入浓盐酸20 mL，盖上表面皿，于控温电热板上加热至80～90 ℃，并保温40～50 min，期间以二氯化锡分次滴加还原助溶。待试样溶解完全后，向70～80 ℃试液中边摇边滴加二氯化锡溶液，至溶液呈淡黄色。若二氯化锡还原过量，应以高锰酸钾小心氧化至淡黄色。稍冷后，加入100 mL水，滴加钨酸钠溶液15滴，用二氯化锡溶液还原至钨蓝出现，再滴加重铬酸钾溶液至钨蓝刚刚褪去，立即加入硫磷混酸20 mL，滴加5滴二苯胺磺酸钠指示剂，以重铬酸钾标准溶液滴定至溶液呈稳定的亮紫色。

空白试验随同试样同步进行，在加入20 mL 硫磷混酸前，加入6.00 mL 硫酸亚铁铵标准溶液，加入5滴二苯胺磺酸钠，用重铬酸钾标准溶液滴定至亮紫色后，记录体积A，再加入6.00 mL 的硫酸亚铁铵标准溶液，再用重铬酸钾标准溶液滴定至亮紫色，记录体积B，空白值V0=A-B。

3 试验结果及分析

3.1 溶样温度选择

溶样温度过低或过高都易使分析结果出现偏差，温度过低易造成试样溶解不完全，温度过高易造成三氯化铁挥发损失。不同溶样温度试验结果见表1。

由表1 可知，溶样温度应控制在80～90 ℃，表现为液面平静并时而呈微沸的状态为佳。

3.2 溶样时间选择

由于矿种不一，所以试样完全溶解的时间不同。在不影响分析准确度的前提下，尽量统一溶样时间，利于大批量生产分析。根据不同矿种、不同时间条件进行试验，结果见表2。

由表2可知，对于酸可溶试样其溶解完全的时间可统一控制在50 min，能满足试样分析对准确度的要求。

3.3 二氯化锡还原温度选择

二氯化锡还原温度试验结果见表3。

由表3可知，二氯化锡还原温度选择70～90 ℃。

3.4 滴定温度及酸度控制

不同滴定温度试验结果见表4。

由表4 可知，滴定时溶液温度宜控制在20～40 ℃。

根据重铬酸钾标准溶液在滴定Fe3+时，溶液必须呈强酸性。所以，在滴定溶液中至少应加入10 mL盐酸。当盐酸浓度超过3.5 mol/L 或高温时，重铬酸钾可将氯离子氧化成Cl2，造成分析结果偏差，故滴定时溶液的酸度应控制在1 mol/L左右。

3.5 钨酸钠加入量选择

取6份空白试液，分别加入相同量的Fe2+溶液，加入不同量钨酸钠，试验结果见表5。

由表5可知，为保证滴定溶液中有足够量的钨盐存在来指示还原终点，钨酸钠宜选用15滴。

3.6 还原终点指示后放置时间选择

对不同试样在还原终点指示后进行不同放置时间试验，结果见表6。

由表6 可知，还原终点指示后，应立即加入硫磷混酸，滴加5滴二苯胺磺酸钠后立即滴定，否则，滴定终点颜色不易判断，易造成分析结果偏低。

3.7 高锰酸钾加入量试验

由于生产中试样品种不一，含量高低不同，在二氯化锡还原时易造成过量，此时用高锰酸钾重新氧化后再用二氯化锡还原的方法加以解决。为了确定高锰酸钾加入量对试验的影响，在6份空白试液中相应加入0～5滴二氯化锡和0～5滴高锰酸钾溶液，结果见表7。

由表7可知，引入少量高锰酸钾不影响正常分析结果。大量引入会使空白值增大，易导致分析结果超差。所以，在前期二氯化锡还原助溶时，应尽量小心不要还原过量。

3.8 指示剂加入量试验

取6 份相同量的Fe2+溶液，滴加不同量的二苯胺磺酸钠指示剂，试验结果见表8。

由表8可知，由于二苯胺磺酸钠在指示滴定终点的同时，也会消耗一定量的重铬酸钾标液，所以在操作时必须统一加入指示剂的量。试验确定选择加入5滴二苯胺磺酸钠。

3.9 硫磷混酸加入量试验

取6 份相同量的Fe2+溶液，加入不同量的硫磷混酸，试验结果见表9。

由表9可知，硫磷混酸加入量宜为20 mL。

3.10 共存元素干扰分析

常规矿石中对全铁分析存在的干扰元素有钒、铜、锰、砷等。取150 mL 含铁100 mg 的溶液，若全铁含量相对误差小于±0.6%，则0.4 mg 的钒、1.0 mg 的铜、100 mg的锰和0.2 mg的砷对测定不构成干扰。

3.11 方法比对试验

在进行常规矿种全铁含量的测定时，比较了三氯化钛还原重铬酸钾滴定法（简称三重法）、三氯化钛—重铬酸钾容量法、盐酸—氟化钠—氯化亚锡—重铬酸钾容量法（简称盐氟氯重法）在相同条件下的分析结果，见表10。

由表10 可知，三氯化钛还原—重铬酸钾滴定法与国标方法和盐酸—氟化钠—氯化亚锡—重铬酸钾容量法测定结果非常接近，与标准值差异微乎其微，准确度高，能满足生产分析要求。

3.12 精密度试验

取不同品种、不同含量的试样分别化验10次，以分析精密度，试验结果见表11。

由表11 可知，相对标准偏差均小于0.35%，表明三氯化钛还原—重铬酸钾滴定法满足生产分析要求。

4 结论

（1）三氯化钛还原—重铬酸钾滴定法测定全铁含量快速，操作简便，满足生产检验的要求。

（2）通过对测定过程中影响因素的优化，减少了分析结果的误差。