一種重鉻酸鉀容量法測(cè)定鐵礦石中全鐵的新方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種重鉻酸鉀容量法測(cè)定鐵礦石中全鐵的新方法，采用的下工藝、步驟為：將鐵礦樣品碎磨至粒度<0.088毫米；稱取0.1000g碎磨后的鐵礦樣品，放入250毫升三角燒瓶?jī)?nèi)，加入6ml濃鹽酸加熱溶解；再向三角燒瓶?jī)?nèi)滴加二氯化錫溶液至白色；冷卻后，迅速加入100毫升自來水，再加5毫升硫磷混合酸標(biāo)準(zhǔn)液，滴加4滴二苯胺磺酸鈉指示劑，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫色。本發(fā)明方法使試劑用量減半，省去三氯化鈦和鎢酸鈉，用自來水代替蒸餾水或去離子水。不僅最大限度地降低了試劑和能源消耗以及化驗(yàn)成本，減少了對(duì)環(huán)境的污染，而且也降低了化驗(yàn)工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了化驗(yàn)速度，使化驗(yàn)一個(gè)鐵礦樣品由原來的10分鐘左右降為3分鐘左右。
【專利說明】一種重鉻酸鉀容量法測(cè)定鐵礦石中全鐵的新方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于礦物化學(xué)成分分析【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鐵礦石中全鐵含量的測(cè)定 方法，特別適用于鐵礦山生產(chǎn)的化驗(yàn)分析中用重鉻酸鉀氧化還原測(cè)定全鐵的品位。

【背景技術(shù)】
[0002] 重鉻酸鉀容量法是近年來測(cè)定鐵礦石中全鐵量普遍采用的快速分析方法。該方法 用重鉻酸鉀氧化還原測(cè)定鐵礦石中全鐵品位，從方法原理上易于理解，但日常實(shí)際生產(chǎn)化 驗(yàn)中，如果采用國(guó)標(biāo)方法，不僅要消耗鹽酸、硫酸、磷酸、二氯化錫、三氯化鈦、鎢酸鈉以及重 鉻酸鉀等多種化學(xué)試劑以及大量的蒸餾水，而且操作步驟多，繁瑣，化驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，具體操作 條件不好掌握，易造成系統(tǒng)偏差。在實(shí)際生產(chǎn)化驗(yàn)中，為了指導(dǎo)一線生產(chǎn)，企業(yè)每天要化驗(yàn) 上百個(gè)鐵礦樣的品位，不僅化學(xué)試劑和能量消耗極高，成本高，而且對(duì)環(huán)境的污染也很大， 化驗(yàn)工的勞動(dòng)強(qiáng)度也大。
[0003] 為了節(jié)省分析時(shí)間，"中國(guó)礦業(yè)技術(shù)網(wǎng)"于2012年5月14日公布了"三氯化鈦-- 重鉻酸鉀容量法快速測(cè)定鐵礦石中全鐵量"一文，該方法在吸取原有方法的基礎(chǔ)上對(duì)原溶 解樣品的試劑、濃度、溫度等做了一定改進(jìn)。加入濃硝酸溶解樣品，并降低硫磷混酸的濃 度，提高溶解溫度，使溶解更完全，溶解速度加快，節(jié)省了時(shí)間、試劑，提高了分析精度， 適用于鐵礦石、鐵精粉、燒結(jié)礦和球團(tuán)礦中全鐵量的測(cè)定。但該方法采用的試劑包括硫磷混 酸(硫酸+磷酸)、鹽酸、硝酸、二氯化錫溶液、三氯化鈦鹽酸溶液、鎢酸鈉、二苯胺磺酸鈉、重 鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液、硫酸亞鐵銨溶液等多種試劑，試劑種類多，試驗(yàn)操作條件不好控制。而且， 該方法測(cè)定范圍只適用于TFe含量30%以上的物料，特別是含釩大于0. 5%，含銅大于0. 5% 時(shí)，不宜采用本法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，而提供一種重鉻酸鉀容量法 測(cè)定鐵礦石中全鐵的新方法，該方法在確保化驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)定的前提下，可最大限度地降 低試劑和能源消耗以及化驗(yàn)成本，減少對(duì)環(huán)境的污染，而且也降低了化驗(yàn)工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提 高了化驗(yàn)速度，使化驗(yàn)一個(gè)鐵礦樣品由原來的10分鐘左右降為3分鐘左右。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種重鉻酸鉀容量法測(cè)定鐵礦石中全鐵的新方法采用以 下工藝、步驟： 將鐵礦樣品碎磨至粒度〈〇. 088毫米；稱取0. 1000g碎磨后的鐵礦樣品，放入250毫升 三角燒瓶?jī)?nèi)，加入6ml濃鹽酸加熱溶解；再向三角燒瓶?jī)?nèi)滴加二氯化錫溶液至白色；冷卻 后，迅速加入100毫升自來水，再加5毫升硫磷混合酸標(biāo)準(zhǔn)液，滴加4滴二苯胺磺酸鈉指示 齊?，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫色。
[0006] 所述的放入到250毫升三角燒瓶?jī)?nèi)的鐵礦樣品在加入濃鹽酸前，先加入少量水濕 潤(rùn)；所述的二氯化錫溶液中二氯化錫的質(zhì)量濃度為6% ;所述的二苯胺磺酸鈉指示劑的質(zhì)量 濃度為〇. 5%。
[0007] 由本發(fā)明方法的以上工藝、步驟看出，本發(fā)明方法的改進(jìn)與國(guó)標(biāo)方法相比是減半、 簡(jiǎn)化、替代。具體如下： ①減半。對(duì)于鐵礦標(biāo)準(zhǔn)樣品，其粒度達(dá)到〇. 088毫米以下時(shí)就可以忽略因樣品稱樣量 不同導(dǎo)致的結(jié)果差異。ISO 9507規(guī)定的稱樣量為0. 4000g，GB 6730. 5規(guī)定的稱樣量為 0. 2000 g。而本改進(jìn)方法只稱取鐵礦樣0. 1000克。改進(jìn)后，雖然準(zhǔn)確度和精密度略有下降， 但都在允許范圍內(nèi)，其測(cè)定數(shù)據(jù)完全可以用來指導(dǎo)礦山生產(chǎn)。同時(shí)，所有試劑用量都減為一 半。
[0008] ②簡(jiǎn)化。省去了鎢酸鈉作指示劑，三氯化鈦還原三價(jià)鐵，然后用重鉻酸鉀再次氧化 三氯化鈦等繁瑣步驟，由二氯化錫直接還原三價(jià)鐵，一步到位。
[0009] 在具體操作過程中，需要注意以下事項(xiàng)： 首先，要控制好加入鹽酸的用量，這涉及到利用顏色判斷二氯化錫還原終點(diǎn)。在溶樣 時(shí)，鹽酸加入必須適量，如果多了，不僅增加溶樣時(shí)間，增加消耗，污染環(huán)境，而且顏色趨淡， 為下述顏色判斷還原終點(diǎn)帶來不利影響，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏低。如果鹽酸量加少了，又不能把 0. 1000克礦粉完全溶解。
[0010] 其次，要求控制好二氯化錫的濃度和滴定管的粗細(xì)，這涉及到二氯化錫是否過量 和過量多少。如果二氯化錫溶度高了或滴定管太粗，易造成結(jié)果偏高。
[0011] 根據(jù)能斯特方程式計(jì)算以及氧氣在該溶液中的溶解度含量計(jì)算可知，空氣中的氧 將氧化可能過量的二氯化錫。在冷卻的過程中，如果滴加的二氯化錫沒有過量或不足，空氣 中的氧會(huì)氧化二價(jià)鐵離子，使之變黃，此時(shí)，再補(bǔ)加1~2滴適當(dāng)濃度的二氯化錫，使溶液顏 色變白；如果溶液沒有變黃，那么在二氯化錫還原的過程中，最后一滴可能過量，在冷卻時(shí)， 空氣中的氧同樣會(huì)起到氧化作用，只是不會(huì)使溶液顏色重新變黃。這就正好氧化了過量的 二氯化錫。使得測(cè)定結(jié)果即使偏高，也依然在允許的誤差范圍內(nèi)。
[0012] ③替代。用自來水代替蒸餾水或去離子水。冷卻后，迅速加入100毫升自來水。根 據(jù)能斯特方程式計(jì)算以及CLCV在達(dá)標(biāo)自來水度含量計(jì)算可知，自來水中的氯將氧化可能 過量的二氯化錫。
[0013] 經(jīng)過用標(biāo)樣進(jìn)行t檢驗(yàn)法證明，-X與μ之間不存在顯著性差異，本發(fā)明方法不 會(huì)引起系統(tǒng)誤差。另外再用國(guó)標(biāo)方法化驗(yàn)，兩種化驗(yàn)方法數(shù)據(jù)對(duì)比，化驗(yàn)結(jié)果用F檢驗(yàn)法 驗(yàn)證，在置信度為95%時(shí)，本發(fā)明方法和國(guó)標(biāo)方法精密度之間不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著性差 異。
[0014] 本發(fā)明方法具有準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、快速、節(jié)省、污染大大減少的經(jīng)濟(jì)效果。具體如下： ①由稱取0. 2000克改為0. 1000克：溶樣變快，所有試劑消耗均減少一半?；?yàn)成本和 對(duì)環(huán)境的污染也降低了 50%。
[0015] ②直接由二氯化錫滴定變白判定終點(diǎn)：不僅節(jié)省了三氯化鈦、鎢酸鈉和重鉻酸鉀， 而且簡(jiǎn)化了化驗(yàn)步驟，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也減少了化學(xué)試劑對(duì)環(huán)境的污染。
[0016] ③用自來水代替蒸餾水或去離子水：避免了能耗或消耗，同時(shí)大大降低了化驗(yàn)工 制取蒸餾水或去離子水的勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0017] ④化驗(yàn)速度快。比如鐵精礦，從溶樣到完成滴定，2分鐘即可。這在化驗(yàn)鐵礦石全 鐵的濕法分析中，是全球最快和最省的。
[0018] 本發(fā)明方法自從1998年7月在本單位化驗(yàn)室實(shí)施15年以來，即使按每個(gè)樣品化 驗(yàn)成本最低6元，節(jié)省一半3元，每天按最低100個(gè)樣，每月按25天，到2008年8月，10年 共計(jì)節(jié)省最少90萬化驗(yàn)成本；由于2008年8月引進(jìn)了儀器分析，每天平均化驗(yàn)10個(gè)樣。 綜合試劑成本上升因素，從2008年8月至今，5年至少也節(jié)省化驗(yàn)成本8萬元。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明一種重鉻酸鉀容量法測(cè)定鐵礦石中全鐵的新方法的操作流程框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 為描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種重鉻酸鉀容量法測(cè)定鐵礦石 中全鐵的新方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021] 由圖1所示的本發(fā)明一種重鉻酸鉀容量法測(cè)定鐵礦石中全鐵的新方法的操作流 程框圖看出，本發(fā)明方法的具體操作流程為：將鐵礦樣品碎磨至粒度〈0. 088毫米；稱取 0. 1000g碎磨后的鐵礦樣品，放入250毫升三角燒瓶?jī)?nèi)，加入少量水濕潤(rùn)，加入6毫升濃鹽 酸，加蓋，于電熱板溶解。滴加質(zhì)量濃度為6%的二氯化錫溶液至白色，通過水冷或自然冷卻 后，快速加入100毫升自來水，加5毫升硫磷混合酸標(biāo)準(zhǔn)液，滴加4滴質(zhì)量濃度為0. 5%二苯 胺磺酸鈉指示劑，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫色。
[0022] 所述的硫磷混合酸標(biāo)準(zhǔn)液配置方法為：將150mL硫酸（P : 1. 84g/mL)在攪拌下緩 慢注入500mL水中，冷卻后再加入150mL磷酸（P :1. 70g/mL)，用水稀釋至1000mL，混勻。 或者為：將150mL濃H2S04 (98%)緩慢加入700mL水中，冷卻后，再加入150mL磷酸，混勻。
【權(quán)利要求】
1. 一種重鉻酸鉀容量法測(cè)定鐵礦石中全鐵的新方法，其特征在于采用以下工藝、步驟： 將鐵礦樣品碎磨至粒度〈〇. 088毫米；稱取0. lOOOg碎磨后的鐵礦樣品，放入250毫升三角 燒瓶?jī)?nèi)，加入6ml濃鹽酸加熱溶解；再向三角燒瓶?jī)?nèi)滴加二氯化錫溶液至白色；冷卻后，迅 速加入100毫升自來水，再加5毫升硫磷混合酸標(biāo)準(zhǔn)液，滴加4滴二苯胺磺酸鈉指示劑，用 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫色。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種重鉻酸鉀容量法測(cè)定鐵礦石中全鐵的新方法，其特征在 于：所述的放入到250毫升三角燒瓶?jī)?nèi)的鐵礦樣品在加入濃鹽酸前，先加入少量水濕潤(rùn)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種重鉻酸鉀容量法測(cè)定鐵礦石中全鐵的新方法，其特征 在于：所述的二氯化錫溶液中二氯化錫的質(zhì)量濃度為6%。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種重鉻酸鉀容量法測(cè)定鐵礦石中全鐵的新方法，其特征在 于：所述的二苯胺磺酸鈉指示劑的質(zhì)量濃度為〇. 5%。
【文檔編號(hào)】G01N21/79GK104111305SQ201410207468
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】涂盛華 申請(qǐng)人:馬鋼(集團(tuán))控股有限公司, 馬鞍山鋼鐵股份有限公司