專利名稱：一種測(cè)定含鐵物料中金屬鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分析化學(xué)領(lǐng)域，特別是含鐵物料中金屬鐵的測(cè)定方法，具體的說(shuō)是涉及一種采用無(wú)鉻測(cè)定含鐵物料中金屬鐵的方法。
背景技術(shù)：
隨著鋼鐵產(chǎn)量的迅速提高，其冶金渣、塵泥、瓦斯灰等廢棄物的產(chǎn)出量也逐年增多，若不能很好的利用，將帶來(lái)資源浪費(fèi)和環(huán)保問(wèn)題。如何經(jīng)濟(jì)、合理地利用這些數(shù)量可觀的含鐵資源，不僅是關(guān)系到保護(hù)環(huán)境、減少堆放場(chǎng)地的問(wèn)題，而且還可以有效地利用其中的鐵等有用資源，減少原生資源的消耗。現(xiàn)在鋼鐵企業(yè)都十分重視含鐵廢料的綜合利用，對(duì)于其中金屬鐵含量的測(cè)定要求也越來(lái)越多。測(cè)定金屬鐵的方法有很多如二氯化汞法、溴一甲醇法(Young RS.物相分析方法.張馳譯.北京冶金工業(yè)出版社，1983. 38 6 、銅鹽法(陳友善.釩鈦礦冶金化學(xué)物相分析·成都四川人民出版社，1983. 45 63)和三氯化鐵法(GB/T 6730. 6-1986鐵礦石化學(xué)分析三氯化法鐵-乙酸鈉容量法測(cè)定金屬鐵量)等。二氯化汞法，由于汞鹽有劇毒，嚴(yán)重污染環(huán)境。溴一甲醇法中溴為有毒試劑且甲醇對(duì)人身也有危害。銅鹽法由于大量銅的存在對(duì)后續(xù)滴定干擾較大，需要分離，操作繁瑣?，F(xiàn)在普遍采用的三氯化鐵法為測(cè)定鐵礦石中金屬鐵的國(guó)標(biāo)方法，但該法對(duì)含有較多還原態(tài)物質(zhì)和高價(jià)錳等氧化態(tài)物質(zhì)的試樣存在干擾，另外該法采用重鉻酸鉀作為滴定劑，存在鉻對(duì)水體污染問(wèn)題。文獻(xiàn)(楊雋，雷清茹。碘-乙醇分離釩鈦高爐渣中金屬鐵的研究[J].云南冶金.2004，33 (6) 41 43.)研究了采用碘一乙醇試劑浸溶分離金屬鐵，用EDTA滴定，該法需要蒸干以便除盡大量的碘及乙醇，費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)。為了尋求無(wú)汞無(wú)鉻滴定鐵的方法，廣大分析工作者做了很多嘗試，如采用EDTA絡(luò)合滴定法、硫酸鈰氧化滴定法、高錳酸鉀氧化滴定法、抗壞血酸還原滴定法等。這些方法或多或少都有一定的局限性。例如“EDTA滴定法測(cè)定轉(zhuǎn)爐煉鋼用冷壓塊中全鐵”(劉淑萍，楊立霞，周玉珍.冶金分析.2006J6(1) :72 73)，采用EDTA滴定法測(cè)定了轉(zhuǎn)爐煉鋼用冷壓塊中的全鐵，該方法由于EDTA-狗絡(luò)合物顏色影響終點(diǎn)判斷以及酸度、溫度等因素不易掌握，磺基水楊酸指示劑易水解等缺陷，致使方法的使用受到很大限制?！奥然瘉嗗a一硫酸胼一硫酸鈰滴定法測(cè)定鐵”(施先義.分析試驗(yàn)室，2002，21 (2) 93 94)，采用氯化亞錫一硫酸胼一硫酸鈰滴定法測(cè)定鉛鋅選礦廠尾礦選硫鐵礦樣品中的鐵，取得了較為滿意的結(jié)果， 但此方法仍存在過(guò)量的還原劑除盡較困難、硫酸鈰價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)?！奥然瘉嗗a一三氯化鈦一高錳酸鉀無(wú)汞無(wú)鉻滴定法測(cè)定鐵”(葉青，歐陽(yáng)曉慶，冶金分析.2005，25 (5) 95 96)，采用高錳酸鉀代替經(jīng)典的重鉻酸鉀滴定測(cè)定鐵礦石中鐵，利用高錳酸鉀自身顏色做指示劑， 由于色極淡，實(shí)驗(yàn)的終點(diǎn)觀察很不明顯?！耙钥箟难嶙鬟€原滴定劑測(cè)定礦石中鐵”(羅雙貴.湖南冶金，1997，5 48)抗壞血酸還原滴定法，由于采用人工滴定，滴定終點(diǎn)是試液的紅色褪去，終點(diǎn)突變不太明顯，肉眼判斷不易，且該法需要控制滴定溶液酸度在PH = 1，條件苛刻，操作麻煩。
為解決上述測(cè)定金屬鐵方法中存在的問(wèn)題，有必要開發(fā)一種無(wú)污染的環(huán)保、干擾少、操作方便的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保、干擾少、操作簡(jiǎn)便的無(wú)鉻測(cè)定含鐵物料中金屬鐵的方法。本發(fā)明的特點(diǎn)是，采用無(wú)水亞硫酸鈉水溶液浸取含鐵物料中金屬鐵，采用氧化劑將二價(jià)鐵全部氧化至三價(jià)，再用抗壞血酸還原滴定劑，用電位滴定儀滴定含鐵物料中金屬鐵。本發(fā)明的具體測(cè)試方法為①用弱酸性無(wú)水亞硫酸鈉水溶液，浸取試樣中金屬鐵， 使試樣中呈二價(jià)鐵進(jìn)入溶液；②經(jīng)過(guò)濾除去不溶物后，用氧化劑將溶液中的二價(jià)鐵離子全部氧化至三價(jià)鐵離子，同時(shí)分解過(guò)剩的無(wú)水亞硫酸鈉；③以抗壞血酸為還原滴定劑，用自動(dòng)電位滴定儀滴定，用硫酸高鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液作為標(biāo)定，抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液配制后不能確定其準(zhǔn)確濃度，因此需要用硫酸高鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定，根據(jù)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)，消耗的滴定劑量計(jì)算金屬鐵的含量。本發(fā)明的弱酸性無(wú)水亞硫酸鈉水溶液，是通過(guò)冰乙酸或乙酸-乙酸銨緩沖溶液將溶液酸度調(diào)節(jié)至PH4.5。本發(fā)明所述的氧化劑為過(guò)氧化氫或過(guò)硫酸銨。本發(fā)明所采用的抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定液中，加入乙二酸四乙酸二鈉，其 0. 02mol/L抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液中，內(nèi)加1. Og/L的乙二酸四乙酸二鈉。本發(fā)明通過(guò)采用無(wú)水亞硫酸鈉浸取金屬鐵、用過(guò)氧化氫或過(guò)硫酸銨將過(guò)剩的亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉同時(shí)將浸取液中的二價(jià)鐵氧化為三價(jià)、用抗壞血酸作為滴定劑、用全自動(dòng)電位滴定儀滴定確定滴定終點(diǎn)等各項(xiàng)措施，避免了還原態(tài)和氧化態(tài)物質(zhì)對(duì)測(cè)定的干擾， 減少了人為判斷終點(diǎn)誤差，簡(jiǎn)化了調(diào)節(jié)酸度及溫度操作，摒棄了通用測(cè)鐵方法的鉻污染，極大的改進(jìn)了現(xiàn)有方法的缺陷。應(yīng)用于冶金含鐵物料中金屬鐵的測(cè)定具有準(zhǔn)確、環(huán)保的益處。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明具體實(shí)施方式
例如下1.浸取金屬鐵采用無(wú)水亞硫酸鈉(分析純)水溶液，20 50g/L，用冰乙酸調(diào)節(jié)溶液酸度至 PH4. 5 (浸取劑1)；或采用無(wú)水亞硫酸鈉(分析純)溶液，20 50g/L，用乙酸-乙酸銨緩沖溶液(PH4. 5)配制(浸取劑2)。稱取試樣0. 1 0. 5g于250mL錐形瓶中，加入IOOmL浸取劑1或浸取劑2，塞上膠塞，置于振蕩器上，在室溫下振蕩1小時(shí)。2.預(yù)氧化采用(預(yù)氧化劑1) :30%的過(guò)氧化氫(分析純)，(質(zhì)量百分比，市售過(guò)氧化氫的標(biāo)示溶液，不需要配制)或(預(yù)氧化劑幻過(guò)硫酸銨(分析純)水溶液，250g/L。用孔徑為0. 80 μ m的醋酸纖維素濾膜負(fù)壓抽濾于預(yù)先盛有5mL預(yù)氧化劑1或IOmL 預(yù)氧化劑2的抽濾瓶中，用水洗錐形瓶及不溶物各3 5次，將濾液轉(zhuǎn)移至250mL燒杯中，蓋上表面皿，置于電熱板上加熱煮沸至冒大氣泡，加入IOmL質(zhì)量百分比為36% -38%鹽酸。， 再加入5mL預(yù)氧化劑1或IOmL預(yù)氧化劑2，煮沸至冒大氣泡并繼續(xù)加熱10 30min。取下， 用少量水沖洗杯壁、攪拌棒及表面皿，取出攪拌棒。3.滴定滴定劑取抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液(優(yōu)級(jí)純)，0· 02 0. 10mol/L,內(nèi)加1. 0 2. Og/L 的乙二酸四乙酸二鈉(分析純)，用硫酸高鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定。在預(yù)氧化后的燒杯中放入一枚磁力攪拌子，控制溶液溫度在60 90°C范圍內(nèi)。將燒杯置于磁力攪拌器上，開啟電位滴定儀，以鉬電極為指示電極，玻璃電極為參比電極，用滴定劑滴定，由儀器自動(dòng)識(shí)別滴定終點(diǎn)并停止滴定。記錄滴定體積，按下式計(jì)算金屬鐵的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)
「0_C(^C6ZZ8O6) X V^cbHiO6) X 55.85
LUU"」 w(MFe) / % = ~2-2-xlOO
wxlOOO式中:C(^C6U806)-抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mol/L ；V(^C6HsO6)-滴定消耗抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL ；55. 85-鐵的摩爾質(zhì)量，g/mol ；m-試樣質(zhì)量，g。下面分別介紹幾組生產(chǎn)中用本發(fā)明方法進(jìn)行測(cè)定的實(shí)例。1，釩鈦高爐渣中金屬鐵的測(cè)定釩鈦高爐渣中含有較高含量的鈦化合物，如果采用常規(guī)的三氯化鐵法測(cè)定金屬鐵，則由于某些低價(jià)鈦化合物也同時(shí)被浸取和滴定，使測(cè)定結(jié)果偏高，甚至出現(xiàn)金屬鐵含量與二價(jià)鐵含量之和高于全鐵含量的不合理數(shù)據(jù)。采用本發(fā)明方法測(cè)定可排除鈦的干擾。實(shí)施方案如下分別稱取三個(gè)釩鈦高爐渣試樣各0. 5g，分別于250mL錐形瓶中進(jìn)行以下操作在裝有試樣的錐形瓶中加入IOOmL浸取劑(浸取劑配制方法無(wú)水亞硫酸鈉(分析純)水溶液，30g/L，用冰乙酸調(diào)節(jié)溶液酸度至PH4. 5)。塞上膠塞，置于振蕩器上，在室溫下振蕩1小時(shí)。用孔徑為0. 80 μ m的醋酸纖維素濾膜負(fù)壓抽濾于預(yù)先盛有5mL預(yù)氧化劑(預(yù)氧化劑配制方法過(guò)硫酸銨(分析純)水溶液，250g/L。)的抽濾瓶中，用水洗錐形瓶及不溶物各3次。將濾液轉(zhuǎn)移至250mL燒杯中，蓋上表面皿，置于電熱板上加熱煮沸至冒大氣泡，加入IOmL濃鹽酸，再加入5mL預(yù)氧化劑(預(yù)氧化劑配制方法過(guò)硫酸銨(分析純)水溶液， 250g/L。)，煮沸至冒大氣泡并繼續(xù)加熱30min。取下，用少量水沖洗杯壁、攪拌棒及表面皿， 取出攪拌棒。在預(yù)氧化后的燒杯中放入一枚磁力攪拌子，控制溶液溫度在80°C。將燒杯置于磁力攪拌器上，開啟電位滴定儀，以鉬電極為指示電極，玻璃電極為參比電極，用滴定劑(滴定劑配制方法抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，0. 05mol/L,內(nèi)加1. 5g/L乙二酸四乙酸二鈉(分析純)， 用硫酸高鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定出準(zhǔn)確濃度)滴定，由儀器自動(dòng)識(shí)別滴定終點(diǎn)并停止滴定。記錄滴定體積，按下式計(jì)算金屬鐵的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)
權(quán)利要求
1.一種測(cè)定含鐵物料中金屬鐵的方法，其特征在于，采用無(wú)水亞硫酸鈉浸取含鐵物料中金屬鐵，采用氧化劑將二價(jià)鐵全部氧化至三價(jià)，再用抗壞血酸還原滴定劑，用電位滴定儀滴定含鐵物料中金屬鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)定含鐵物料中金屬鐵的方法，其特征在于，具體測(cè)試方法為①用酸性PH 4. 5的無(wú)水亞硫酸鈉水溶液，浸取試樣中金屬鐵，使試樣中金屬鐵呈二價(jià)鐵進(jìn)入溶液；②經(jīng)過(guò)濾除去不溶物后，用氧化劑將溶液中的二價(jià)鐵離子全部氧化至三價(jià)鐵離子，同時(shí)分解過(guò)剩的無(wú)水亞硫酸鈉；③以抗壞血酸為還原滴定劑，滴定劑的準(zhǔn)確濃度用硫酸高鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定，用自動(dòng)電位滴定儀滴定，根據(jù)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)消耗的滴定劑量計(jì)算金屬鐵的含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種測(cè)定含鐵物料中金屬鐵的方法，其特征在于，所述的無(wú)水亞硫酸鈉水溶液，是通過(guò)冰乙酸或乙酸-乙酸銨緩沖溶液將溶液酸度調(diào)節(jié)至PH4. 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種測(cè)定含鐵物料中金屬鐵的方法，其特征在于，所述的無(wú)水亞硫酸鈉水溶液，其濃度為20 50g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)定含鐵物料中金屬鐵的方法，其特征在于，所述的氧化劑為過(guò)氧化氫或過(guò)硫酸銨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)定含鐵物料中金屬鐵的方法，其特征在于，所采用的抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定液中，加入乙二酸四乙酸二鈉，其0. 02mol/L抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液中， 內(nèi)加1. Og/L的乙二酸四乙酸二鈉。
全文摘要
本發(fā)明公開一種測(cè)定含鐵物料中金屬鐵的方法，其特點(diǎn)是，采用無(wú)水亞硫酸鈉浸取含鐵物料中金屬鐵，采用氧化劑將二價(jià)鐵全部氧化至三價(jià)，再用抗壞血酸還原滴定劑，用電位滴定儀滴定含鐵物料中金屬鐵。本發(fā)明避免了還原態(tài)和氧化態(tài)物質(zhì)對(duì)測(cè)定的干擾，減少了人為判斷終點(diǎn)誤差，簡(jiǎn)化了調(diào)節(jié)酸度及溫度操作，摒棄了通用測(cè)鐵方法的鉻污染，極大的改進(jìn)了現(xiàn)有方法的缺陷。應(yīng)用于冶金含鐵物料中金屬鐵的測(cè)定具有準(zhǔn)確、環(huán)保的益處。
文檔編號(hào)G01N27/44GK102313771SQ20101021572
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者張 杰, 戚淑芳, 邴一宏 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司