三氯化钛——重铬酸钾容量法测定铁矿石全铁量干扰的消除.pdf

2 0 0 6 年 1 O月 第 3期 昆钢科技 2 7 三氯化钛一重铬酸钾容量法测定铁矿石 全铁量干扰的消除 王 鹏 辉 质量计 量管理部 摘 要研究 了铁矿石 中干扰物对三氯化钛 重铬酸钾容量法测 定铁矿 石 中全铁量 的干扰 并提 出了消除干扰的方法 通过氨水和氢氧化钠 强碱分 离完全 能消除干扰 并在含 有干扰元素 的 铁矿 中经过验证 证 明效果十分满意 为铁矿石经济核 算提供 了保证 关键词铁矿石 干扰 全铁量测定 1 引言 铁矿石含铁量测定的客观性和准确度 对评 定铁矿石的等级 进行经济核算和制定冶炼工艺 具有重要的意义 铁矿石全铁量的测定可应用氯 化亚锡一氯化汞一重铬酸钾 容量法 也可应用三 氯化钛一重铬酸钾容量法 但 由于第一种方法存 在汞污染 昆钢 目前主要使 用第二种方法测定铁 矿石 全铁量 但该方法存在 部分元素 的干扰使准 确 度 受 到 影 响 国 标 G B 6 7 0 3 5 8 6和 昆 钢 Q Wl O 2 2 5 3 5 o 9三氯化钛一重铬酸钾容量法作业 文件 中 明确指 出该方法不适合 于分析含钒量大 于 O 5 的铁矿 因该方法在分析过程 中 由于存在 钒等元素的干扰 测定结果易出现偏差 干扰都为 正干扰 使铁品位发生虚高 昆钢有部分钒钛铁矿 进厂 如果能找到消除分析过程中干扰 的方法 就 能为公 司提供钒钛铁矿准确的分析数据 因此 研 究解决三氯化钛一重铬酸钾容量法 的干扰 问题显 得非常紧迫 笔者根据国标 和冶金部标准 从 干扰 元素的性质出发 探索 出了一些可行 的消除干扰 的方法 总结于此 与同行交流 2 实验 2 1 主要 试剂 混合熔剂 无水碳酸钠 分析纯 2份与硼酸 分析纯 1 份研细后混合均匀 干燥备用 其它试剂 氢氧化钠溶液 3 O 氨水溶液 1 1 盐酸 p 1 1 9 g m 1 硫 磷混 合 酸 1 1 硫 酸 p 1 8 4 g m1 与磷 酸 p 1 7 0 g m r 等体积混合均匀 盐酸溶液 1 1 盐酸溶液 2 9 8 浓盐酸和氢溴酸的混合酸 1 1 氟化钾溶液 2 5 氯化亚锡溶液 6 称取 6 g氯化亚锡溶于 2 0 ml 热盐酸 p 1 1 9 g I T l 1 中 用水稀释至 1 0 0 ml 混 匀 钨酸钠溶液 2 5 三氯化钛溶液 1 9 取三氯化钛溶 液 1 5 2 O 用盐酸 p 1 1 9 g m 1 稀释 1 O倍 加一层石腊液 保护 二苯胺磺 酸钠溶液 O 2 重 铬 酸 钾标 准溶 液 称 取 1 7 5 5 5 g预 先 在 1 1 O 烘 干 1 h的重铬酸钾 优 级纯 溶 于水 移 入 1 0 0 0 m l 容量瓶 中 用水稀释至刻度 混匀 稀重铬酸钾溶液 取重铬酸钾标准溶液稀释三 倍 2 2 实验 方 法 2 2 1 酸溶解法 称取 O 2 0 0 0 g试样置于 5 0 0 ml 锥形瓶 加 2 O 硫磷混酸 1 i 和 5 m l 氟化 钠 2 5 溶液 轻轻摇 动瓶子使试样分散 放在高温 电炉上加热至瓶 内发 烟至瓶 口 取下 冷却至室温 2 2 2熔融法 称取 O 2 0 0 0 g试样置于滤纸包好 的 2 g混合熔 剂中 搅拌均匀后置于石墨垫底的高铝坩埚中 送 入 8 0 0 C 的马弗炉中熔融 1 5 m i n 取出冷却 将熔珠 维普资讯 2 8 昆钢科技 2 0 0 6年 l 0月 第 3期 放 人盛有 2 0 ml 盐酸溶液 1 1 的 5 0 0 ml 锥形瓶 中 至完全溶解 2 2 3还原 滴定 法 用少量水 吹洗瓶 E l 加 1 0 ml 盐酸 1 1 滴加 二氯化锡溶液 6 至浅 黄色 置于电热板加热至 微 沸 并保 持 3 0秒钟 取下 加 5 0 I T d水 冷却 至 3 5 熔融法加 1 0 ml 硫磷混酸 1 1 加 l 0滴钨酸 钠溶液 2 5 用三氯化钛溶液 6 滴至蓝色 再 用稀重铬酸钾溶液滴至无色 立即滴加 5滴二苯磺 酸钠溶液 0 2 用重铬 酸钾标 准溶液滴 定至稳 定的紫色 并记下所消耗的重铬酸钾标准溶液的毫 升数 根据滴定度计算测定结果 2 3部分元素干扰的消除方法 2 3 1 砷干扰的消除 在测定全铁量的过程中发现 如果试样 中含有 一 定砷 则会对测定结果产生影响 砷的干扰是由 于溶样后残余五价砷参与 了三价铁 的还原和氧化 滴定过程 2 H A s O 4 3 2 e A s O 3 3 H 2 0 还原 3 As O 3 3 一 C r 2 0 7 2 一 十 8 H 3 A s O 4 3 一 4 H2 O 2 C r 3 氧 化 使 得全 铁结果虚高 实验证 明 当试 样中含 0 4 5 砷时 就会使全铁虚高 0 5个品位 当试样中 含 0 7 5 砷 时 就会使全铁虚高 1个品位 而且干 扰程度随着溶样时的挥散程度发生变化 消除砷干扰 的方法 在应用酸溶法分析时 在 酸溶前加浓盐酸和氢溴酸的混合酸 1 1 可使之 挥散 再按照实验方法 2 2 1 进行测定 就可 以消除 砷的干扰 在采用熔融法熔样分 析时 砷的干扰可 经碱化后分离除去 2 3 2钒干扰的消除 钒干扰的机理是共存的钒在用二氯化锡和三 氯化钛溶液还原 F e 时同时被还原为 V 在用重 铬酸钾标准溶液滴定时 又被氧化为 V O 从而多 消耗重铬酸钾标准溶液造成的 实验证明 铁矿石 含 0 5 的钒就能使铁虚高 0 6个品位 含 0 7 的 钒就能使铁虚高 1 个品位 按照国际标准或冶金部相关标准中所提供 的 方法 在形成钨蓝前用 0 4 高锰酸钾溶液可消除 0 2 的钒干扰 的方法去处理昆钢的试样 效果并 不理想 笔者也曾尝试不用 S n C I 和 T i C I 3 还原 而 用钨蓝直接还原 F e 但效果也不好 经过长时间 的摸索 发现 只有采用熔融法碱化后分离除去钒干 扰 的方法 效果较好 操作程序为 试料用 2 2 2熔 融法分解后 经双氧水氧化 用 氢氧化钠溶液 3 0 调至 出现大量沉淀物 经过干过滤后 再用热氢氧 化钠溶液 3 0 洗涤沉淀物 3 4次 弃 去滤液 再 用 1 5 m l 1 1 盐 酸溶解 滤纸沉 淀物于 5 0 0 m l 三角 瓶 中 再用热 的 2 9 8 的稀盐 酸溶液将 滤纸洗 至 无 黄 色 F e C 1 存 在 滤 液 加 1 0 ml 硫 磷 混 合 酸 1 1 再按 2 2 3步骤进行操作 试验证明此方法 效果显著 无论试样 中钒含量是多少都能彻底分离 除去 2 3 3铜干扰的消除 铜的干扰是由于在实验过程 中 还原 F e 时把 C u 2 还原为 C u 进而多消耗 了重铬酸钾标准溶液 造成的 实验证明含 6 的铜就可以使铁品位虚高 4 2个品位 含 1 8 的铜就可以使铁品位虚高 1 3 个品位 含 0 4 的铜就必须采取措施防止于扰 消除铜的干扰有两种方法 一是在溶好的试液 中加入纯锌粒 在把铜置换 出来的同时 也使 F e 还原为 F e 2 用脱脂棉快速过滤后 直接滴定 可消 除铜干扰 二是采取分离手段 即把溶好的试液用 浓氨水氨化后过滤 用热氨水洗涤沉淀 直到没有 蓝色铜氨络离子 然后 以盐酸溶解 沉淀 再按测铁 步骤进行 就可 以消除铜的干扰 2 3 4钼干扰的消除 钼 的干扰很复杂 当铁矿含有少量钼时 它会 像钒和铜那样参与反应而产生干扰 Mo O M o O 2 e E 0 4 8 V 而当铁矿含有大量钼时 则会在钨蓝还 原步骤产生干扰 出现暗红蓝混沌不清晰 甚至不 出现钨蓝 实验证明 当铁矿含 0 6 2 的钼时 就会 使铁虚高 0 5个 品位 当含 0 9 的钼就会在钨蓝 还原步骤 中出现暗红色 使钨蓝消退不敏锐 同时 铁虚高 0 8 8个品位 当含 l 2 3 l 的钼就会使钨蓝 不出现 钼 的干扰可以根据钼酸易溶解 于碱 的性质分 离出去 消除干扰 操作方法 与钒的分离相 同 3 结果 3 1 验证干扰消除方法可靠性的对 比试验 为了验证以上各消除方法的可靠性 在无法找 到各种含量的干扰元素铁矿试样 的情况下 决定用 在标样 中加入各种含量干扰元素的方法制作混合 试样来代替天然铁矿石试样 对比试验的程序 称 好一个标样后 按质量分数加入一定量 的含砷 铜 钒 钼的分析纯化合物来制造试样 试样用 2 2 2熔 维普资讯 2 0 0 6 年 1 O月 第 3期 昆钢科技 2 9 融法分解后 经 双氧水 氧化 用氨水 1 1 调 至出 现大量沉淀物 并过量 2 m l 用快速滤纸 干过滤 并 用热氨水 1 1 洗涤沉淀物至无蓝色铜氨络离子 再用热 氢氧化钠溶液 3 0 洗涤沉淀物 3 4次 弃 去滤液 用 1 5 ml 1 1 盐酸溶解 滤纸沉淀物 于 5 0 0 m l 三角瓶中 再用热的 2 9 8 的稀盐 酸溶液洗 滤 纸 至无 黄 色 F e C 1 3 滤 液 加 l O m l 硫 磷 混合 酸 1 1 再按 2 2 3步骤进行测定 测定结果如表 l 表 1 标样样品干扰测定结果对照 从表 1 可看出无论有多少种 加 人多少 干扰 南矿含有钼 而含钒 钛铁矿主要是 勐桥精矿 曼 物质 只要控制好分离的操作 干扰 物质是完全 南坎精矿 攀西球 团矿和部 分轧钢 皮 其 中勐桥 能够被彻底分离除去的 各试样的测定 值与标样 原矿最高含钒达 0 2 9 2 精矿达 0 4 9 4 攀西 的标准值很相近 都没有超过允许差 球团矿含钒 0 6 0 7 8 产 生 的干扰较严 重 笔 3 2 钒钛铁矿样品全铁测定 者对部分含钒钛 的铁矿样进行 了对 比分析 结果 目前 昆钢进厂铁矿石中含上述干扰物的铁 见表 2 从表 2可看 出 各种干扰都会使 铁品位虚 矿并不多 含高钼 高砷 的铁矿很少有 部分越 高 表 2 舍钒钛铁矿石样品测定结果 4结论 在应用三氯化钛一 重铬酸钾容量法测定铁矿 石全铁量的过程中 经过大量的试验 分析 确定影 响测定结果的干扰元素主要为 砷 钒 铜 钼 根据 这些干扰元素的性质 找到了消除干扰 的方法 经 过外加干扰物对 比试验 证明这些方法是 比较可靠 的 能够在生产中应用 对于今 后准确分析同类试 样 具有较好的指导作用 可确保测定结果更 加客 观公正 但这些方法程序繁复 会使分析周期延长 下转第 3 3页 维普资讯 2 0 0 6 年 l 0月 第 3期 昆钢科技 3 3 通过 日常水质管理来实现的 昆钢动力能源分公司 三套空分设备循环冷却水系统均采用 化学法投加 有机缓蚀阻垢剂 杀菌灭藻剂 进行水质处理 并采 用 日常分析监测和现场水质情况巡检来进行管理 化验人员将 当天的分析结果与各套空分循环水质 量指标进行 比较 然后投加水 处理药剂 正常情况 下 每天加缓蚀 阻垢剂 2 5 k g 每周一次性加杀菌灭 藻剂 7 5 k g 另外 根据水质变化及时查找原 因 改 进 调整加药量和加药周期 例如 夏天气温高 2 5 以上 空气干燥循环冷却水 系统蒸发量大 各 种微生物 菌藻类容易滋生 根据分析结果调整补 水 和排水量 同时增加杀菌灭 藻剂投加量 1 0 0 k g 左右 平均 l 2年对系统进行 化学清洗预膜处理 4 2控制好浓缩倍数 提高浓缩倍数是降低水处理成本 节水 降耗的 重要手段 本厂三套空分循环冷却水系统根据工艺 要求将浓缩倍数控制在 2 5 3 0之间 每天用计量 泵连续均匀地投加有机缓蚀阻垢剂 当浓缩倍数 2 5时 就连续增加有机缓蚀阻垢剂用量 当浓缩倍 数 2 5时 将投加量恢复到正常用量 此外 浓缩 倍数的控制还与水处理药剂的质量和性能有关 运 用质量合格性能优 良的水处理药剂十分必要 4 3控制好水 中泡沫 制氧设备的循环冷却水系统中不能产生大量 泡沫 因为大量泡沫随冷却水进入设备内 可造成 板式换热器结冰堵塞或分子筛失效 从而造成设备 停车 无法正常向炼 钢 轧钢系统输送氧气和氮气 所 以在 日常的巡检 中必须观察水中泡沫情况 一旦 发现泡沫立即加入消泡剂消除泡沫 5 结束语 循环冷却水 的处理 和管理是一项十分复杂的 工作 在水质 出现异常时 及 时查找原因制定合理 的解决办法是一项长期的工作任务 同时 思考在 化学清洗预膜时 既能减少用水量又能保证预膜清 洗效果 也是一项长期的工作 上接 第 2 9页 目前 还不能完 全在生产中普及 需要作 进一 步的 探讨与摸索 参考文献 l 中国标准化管理委员会 G B