铝片还原-重铬酸钾滴定法测定硫铁矿中铁的改进_施先义.pdf

2009 年4月 Apri] 2009 石矿测试 ROC.K AND MINEli_AL ANALYSIS Vol. 28 , No. 2 J 97 198 文章编号0254 - 5357 2009 02 - 0197 - 02 铝片还原 一 重铬酸钾滴定法测定硫铁矿中铁的改进 施先 义，廖静婷，王世彬 （河池职业学院资源工程系，广西河池 547000 ） 摘要针对氯化亚锡 一 氯化汞 一重铬酸钾法测定铁的含量时 ，汞对环境有污染问题，文章采用 隔绝空气的方法用铝还原三价铁， 在盐酸介质中用重铬酸钾标准滴定溶液滴定二价铁 、方法精密度（RSD ，，5）低于1，用于硫铁矿 中铁 的测定，结果可靠。 关键词铝 片还原；重铬酸钾滴定法；铁；硫铁矿 中图分类号0655. 230614，8 J 】 文献标识码B Improvement on the for Determination of Iron in Pyrites by Potassium Dichromate Titrimetry with Aluminium Tablet Reduction SHI Xian-yi, LIAO Jing-ting, WANC Shi-bin Department of Resources and Engineering, Hechi Vocational College, Hechi 547000, China Abstract In view of the environmental pollution from mercury in decennination of iron by means of stannous chloride-mercury chloricie-potassium dichromate LitraLion, a new rnethml without use of mercury reagent is proposed in this paper. By cutting orf air. aluminium taHet is usecl【 reduce ferric to ferrous and Lhen fermus is determined hy polassium dichromate titrjjnetry. The mechod is reliable with precision {f 0. 61 f{SD n 5 and suitable for the determination of ircm in pyrices. Key words aluminium cablet reduCiion; polassium dicliromace Lilrimetry; iron; pyrite 采用氯化哑锡 一 氯化汞 一 重铬酸钾法测定铁的含量， 准确度高，但HgⅡ和C- ’Ⅵ均足有毒物质 ，对环境造成污 染，、近年来研究各种不用汞盐或无铬法测定铁的方法较多， 文献[l]介绍的尤汞盐重铬酸钾滴定法较有代表性。用抗 坏血酸 2i 、氯化亚锡 ”引 作滴定剂直接测定铁的主要缺点是 滴定剂浓度不够稳定；用次亚磷酸钠 6 、硼氢化钾 7j 、抗坏 m酸i8】、硫酸肼 【 9 J 、亚硫酸钠l0]作还原剂，除去过量的还原 剂后直接测定铁；用传统的氯化业锡还原测定铁，过量的氯 化皿锡不用HgⅡ除去，而用碘酸钾[ ”1消除 ；铝片还原法测 定铁 ”- 141 1 。这些方法大多数是将FeⅢ还原为FeⅡ，然 后在强酸条件下用重铬酸钾标准滴定溶液或硫酸铈标准滴 定溶液滴定。若用硫酸铈标准滴定溶液滴定一叮以同时消除 HgⅡ和CrⅥ对环境的影响；但由J 铈盐价格昂贵而没有 得到推广。文献[12 -14]介绍用铝片还原法，都提到FeⅡ 在盐酸介质巾极易被空气氧化，采用快速操作 、加塞或用硫 一磷混合酸溶解样品等方法解决 。 本文在盐酸介质中，通 人■ 氧化碳以隔绝空气，用金属铝 片将FeⅢ还原为FeⅡ，即可解决铝片还原法存在的问题， 以重铬酸钾标准滴定溶液滴定FeⅡ，可以消除HgⅡ对环境 的污染。方法容易掌握，准确性和重现性均较好，用于铅锌选 矿厂尾矿选硫铁矿精矿中铁含量的测定 ，结果满意。 1 实验部分 1.1 主要试剂 重铬酸钾标准滴定溶液[c 61K2 Cr20．o ．1 moI/L] 称取10 9已在120℃烘箱中干燥至恒重的基准蕈铬酸钾，溶 于水，移入2000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度。 铁标准溶液[c I“e0.1 moI/T。]称取8 9基准试剂 三氧化二铁，用盐酸溶解完全后，定容于1000 mI．容量瓶中。， 硫 一磷混合酸 将150rriL H2S04缓慢加入500 mL水 中，冷却后加入150 iriL H3P04 ，用水稀释至1000 mL 。 二苯胺磺酸钠溶液（50 g/I 。，指示剂） 。 所用试剂除注明外均为分析纯，水为蒸馏水 。 1.2 实验方法 吸取20.00 mL铁标准溶液于锥形瓶中，加入 一小片金 属铝片（用量约为理论用量的20倍），通人二氧化碳，充分 摇动至溶液黄色褪去，并且过量的铝片溶解完全，溶液变为 无色，加入10 mL硫 一磷混合酸 ，加5滴一．苯胺磺酸钠指示 剂，用蕈铬酸钾标准滴定溶液滴定至紫红色为终点。 收稿日期2008-09-28；修订日期2008 -12 -21 作者简介施先义（1957 - ），男，广四贵港市人，剐教授，分析化学专业，．E-mail sxv998003Cc0 163．com - 197 - ChaoXing 第2期 岩矿测试 http∥www. ykcs. ac. Ⅲ 2 结果与讨论 2.1 空气的影响 实验在常温下进行，结果表明，通人■氧化碳以隔绝空 气用金属铝片FeⅢ还原与在空气中用金属铝片还原Fe Ⅲ，两种方法操作适当，得到的结果是一致的， ，为了保 证还原Fem完全，必须加过量的铝片，过量的铝片必须 用酸除去。在铝片完伞除去之前，即使有少量FeⅡ又被 空气氧化为FeⅢ，但FeⅢ还 是被过量的金属铝还原 为FeⅡ。为1r得到准确的结果，如果足采用在卒气中还 原的方法，则金属铝刚好溶解完伞时，必须尽快进行滴定； 否则由T空气的影响，结果偏低LL不稳定如果是在近沸 腾温度卜 -进行还原，空气的影响是比较大的，操作不易掌 握。因此，为了使残余铝充分溶解完全，本法采用通入 i氧 化碳以隔绝空气的方法进行充分溶解。二氧化碳的来源可 以采用较简便的方法，在锥形瓶中加入石灰石、盐酸，产生 的氧化碳直接通人反应瓶中即可。 2.2 酸度的影响 用金属铝片还原FeⅢ是存酸性条件卜 ．进行的．，过 量的金属铝必须用酸除去，凶此在滴定之前的操作必须保 证溶液为酸性。在滴定时加入硫 一磷混合酸卞要是保证溶 液的酸度，H3 P04与FeⅢ生成无色的[} 、eHP04 ]- ，消 除FeⅢ（黄色）的影响，同时降低溶液f|1 FeⅢ的浓度， 从而降低FeⅢ／FeⅡ的电极电位，增大化学计量点的 电位突跃，有利于避免指示剂引起的终点误差。 2.3 还原温度的影响 实验表明，金属铝片住近沸腾温度下进行还原 ，速度较 快，一般需要几分钟；在常温下还原速度较慢，一般需要I5 40 min ，除去过量的残余铝进行得较慢。还原温度高低 对结果无影响。本法是在通入二氧化碳的条件下用会属铝 片还原FeⅢ虿黄色褪去，再继续反应至残余铝完全溶 解，以溶液变成尤色为准。 2.4 会属铝用最的影响 实验表明，金属铝片反应后被氧化为AlⅢ，对测定 结果并无影响；而锅具有还原性，可以与重铬酸钾反应。为 保汪将FeⅢ完全还原为FeⅡ，必须加入过量的铝片， 过量的残余铝能使溶液呈灰色，与盐酸反应ur除去，即溶液 由灰色变为无色，否则结果偏高日．不稳定。 2.5 精密度和准确度 取5份铁标准溶液进行测定，用本法测得平均值为 c Fel0. 09029 rnol/I．，相对标准偏差为0.36 ，与经典 的氯化 亚锡 一 氯化汞 一 重铬酸钾法 ”l测得结果一致 。 2.6 共存离子的影响 在选定的实验条件卜 ．，人多数常见离子不干扰铁的测 定；但矿样 中含有砷、锑等容易牛成变价的元素存任及 N03影响测定结果。， - 198 - 3 实际样品测定 准确称取铅锌选矿厂尾矿选硫铁矿精矿样品0.2 9于 烧杯中，加入10 mL,浓HC1，在低温电炉上加热5 min ，再加 入15 mL HNO、，继续加热至样品溶解完全，并反复加入浓 HCI低温挥发除去JINOi ，加30 mI.妒500（体积分数） 的H1504，高温加热蒸发虿冒浓厚 i氧化硫白焖 5 min，将 IIN0，彻底除去，取下冷却．加适量水及少量HCI ，以下同 1.2节实验方法．测定结果n4 为.1号样经典法 ”1 （氯化亚锡还原）Ⅲ。 44. 24 ，本法Ⅲ。 44. 480/e RSD 为0. 31；2号样经 典法 1 2 “蛳 ． 45. 28 ，本法‰ 45. 33（lISD为0.61 ）。 4 结jfii 1铝片还原 一重铬酸钾滴定法测定硫铁矿il．铁的含 量，存盐酸介质中采用通入 氧化碳以隔绝宅气的方法避 免空气氧化FeⅡ，过量的残余铝与盐酸反应除去。如果 铝片反应完全后，而 FeⅢ （黄色）还原小完全，则需补加 次锅片 ，，力 ’法操作简单 ，容易掌握。， 2样品含有砷、锑， 】 ‘在溶样后加氢溴酸挥发除去 ，， 3样品成分较复杂时，口J ’ 采川酸溶解样品，用氨水分 离铁，然后再进行测定 ． ． 5 参考文献 [1] 岩石矿物分析编写组．崧石矿物分析[M] ．3版，北京地质 出版社，1991244 - 250 ． [2] 何新锋．抗坏血酸容量法测定铁矿中伞铁 [J]．理化检验 化学分册，1996，32 6369 ． [3] 周风英．_二氯化锡 一再铬酸钾容量法快速测定硫铁矿r，令 铁量[J]．矿业快报，2006 ，25537 -39 ． [4J 付慧莉．_氯化钛 一重铬酸钾窬量法快速测定铁矿打中伞 铁量[J]． J东冶金，2000 ，28340 -41 ． [5] 董亦斌，二氯化锡滴定测定铁的研究[JJ．人津化T ，2000 332 -33 ． 【 6J 帅健君．次业磷酸钠还原 一硫酸铈法测定锬[J] ．理化检验 化学分册，1986，22 4197 ． [7] 工铭，硼氧化钾还原 一 硫酸铈法直接测定大节铜t{-全铁 [J] ．卵化检验化学分册，1994 ，30148，50. [8] 董亦斌，束嘉秀，卜素萍，硫酸铈滴定法测定铁矿。I，铁[．I]． 冶金分析，2003，23357 -58 [9] 施先义．氯化亚锡 一硫峻肼一硫酸铈法测定铁[J] 分析试 验窀，2002，21292 -93 ． [ 10] 们新锋．K，沁0．容蹙法测定石灰丌和白厶行中Fcl203的改 进[J]．水泥，2004 960 ． [1】]芾亦斌，邱林友．无汞尤铬 VI测定铁的研究[J]．云南冶 会，1999 .28168 - 70. [】2] 刘毅．铝还原法测铁实验泔沦[Ji．水泥技术，】989139． [13]张厚廷 ．铝片还原一铈最法测定铁矿巾的令铁 [J]．岩矿测 LA，1989，8168 -69 ． [14] 李锟，铝片还原 一 硫酸铁铵容量法测定钛铁矿中高含世 [J] ．化- 矿产地质．2007，292l12 -114 ． [15] 高职高 专化学教材编写组，分析化学[Mj ．2版．北京高等 教育版社，200092 ． ChaoXing