冶金分析,2011,31(3):55 59MetallurgicalAnalysis,2011,31(3):55 59
文章编号:1000-7571(2011)03-0055-05
测定铬铁矿中氧化亚铁的溶样方法研究
李玉茹,周海波,吴爱华,杨 林,张志勇,黄宝贵*
(长沙矿冶研究院,湖南长沙 410012)
摘 要:证明了经沸腾硫酸(~330 )湿烧法预处理的铬铁矿的物质组成发生相变、反应产物硫酸铬生成、化学活性增强以及磷酸(硫 磷混合酸)对其溶解反应明显变易等,从而改进了测定铬铁矿中氧化亚铁的溶样方法。试样首先与钒( ) 钒( )溶液和硫酸混合,于2000W电炉上加热至冒浓三氧化硫烟,并至腾空1~3min,然后加入缩合磷酸,再加热至冒浓烟,并至
腾空3~5min。所得试液适当冷却、稀释,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定剩余的钒( ),通过空白实验计算氧化亚铁的含量。同时对硫酸湿烧法的作用及其反应机理也进行了探讨。方法用于铬铁矿中氧化亚铁的测定,经标样以及生产样品分析数据对比,结果均较满意。关键词:铬铁矿;氧化亚铁;溶样方法;湿烧法;缩合磷酸
中图分类号:O652 4 文献标识码:A
铬铁矿中的氧化亚铁(FeO)是一个重要的经济技术指标,1~4级铬铁矿石工业标准规定Cr2O3含量(w/%)、Cr2O3含量(w/%)/FeO含量(w/%)依次为: 50、 3; 45、 2 5~3;
[1]
40、 2 4和 32、>2 4,所以FeO成了必测成分之一。但由于铬铁矿属于难溶性物料,故其FeO测定中的溶样方法问题一直是能否获得准确测试结果的关键。长期以来虽有不少研究报道,却均因其溶样操作难于控制,空白实验值不稳定等因素而影响测试结果的可靠性。杨林等[8]对前人提出的Li2SO4作为助溶剂的助溶作用及其反应机理进行过研究,并推荐了H3PO4 H2SO4 V2O5 Li2SO4和H3PO4 H2SO4 Ce(SO4)2 Li2SO4两种溶剂体系用于铬铁矿中FeO的测定,效果比较好。但锂盐的引入增加了测试的成本。本文在对前人工作进行筛选和验证的过程中发现,铬铁矿经H2SO4湿烧法预处理之后,由于物质组成发生相变、化学活性增强,且其在H3PO4(H2SO4 H3PO4混合酸)中的溶解反应明显变易等,从而改进了测定铬铁矿中FeO的溶样方法,并对此进行研究。
收稿日期:2010-07-26
[2-7]
1 实验部分
1 1 主要试剂及其配制方法
H2SO4(浓),H2SO4(1+1):均用5g/LKMnO4溶液预处理还原性物质,即室温下滴加KMnO4溶液至粉红色,加热煮沸至颜色褪去即可;磷酸及其缩合产物:取适量H3PO4(A R)于大烧杯中,高温加热至沸腾后取下,滴加5g/LKMnO4溶液至深紫色出现,继续加热冒烟至紫色褪去,取下稍冷,再滴加5g/LKMnO4溶液至出现浅紫色,再加热冒烟5~8min,且呈微玫红色不褪为宜(是否合格可予检查
[5]
);钒( 、 )溶
液:2 8g/LV( ) 1 68g/LV( ) 10%
H2SO4,称取10 0gV2O5(A R,湖南煤炭科学研究所试剂厂生产)加热溶解于200mLH2SO4(1+1)中,另称取17 9gVOSO4 6H2O(A R,上海试剂三厂生产,如无此种试剂,则可称取6 0gV2O5用H2SO4溶解后再经H2SO3还原而得之)加热溶解于200mLH2SO4(1+1)中,将二者移入2000L容量瓶中混匀,冷却后用水定容;0 05mol/LFeSO4 (NH4)2SO4和c(1/6
[5]
作者简介:李玉茹(1959-),女,高级工程师,主要从事化学物相分析测试及研究工作;E mail:zh09070909@sina.
com通讯联系人:黄宝贵,男,教授;E mail:[email protected]
LIYu ru,ZHOUHai bo,WUAi hua,etal.Studyonthesampledissolutionmethodfordeterminationofferrousoxideinchromite.MetallurgicalAnalysis,2011,31(3):55 59
K2Cr2O7)=0 05mol/LK2Cr2O7标准溶液。1 2 H2SO4湿烧反应的实验方法
分别称取0 2~0 3g铬铁矿精矿试样一组于300mL缩口烧杯中,用少量水吹散试样,加入40mLH2SO4,摇动下于2000W电炉上加热至冒浓SO3白烟(严防试样粘附于杯底),并保持不同的冒烟时间段(温度330 ),然后分别取下冷却至室温,小心加水稀释至约180mL,搅匀冷却至室温后用慢速滤纸过滤,将沉淀全部转入滤纸上,用热水洗涤干净(滤液应为中性),将沉淀和滤纸置于110 烘箱中烘干,用于X射线衍射(XRD)分析。1 3 H2SO4湿烧反应用于测定铬铁矿中FeO的操作方法模式
准确称取0 1~0 3g试样(粒度﹤200目)于300mL三角瓶中,加入20 00mLV( ) V( )溶液,并加入数块瓷坩埚碎片,摇散试样,再加入10mLH2SO4,摇匀后置于2000W电炉上加热(不断摇动)至冒浓SO3白烟,并至烟雾腾空1~3min(空白实验则只需至开始冒浓烟状态)时,加入(亦可取下旋即加入)10mL缩合磷酸(H4P2O7),摇匀后继续加热至冒浓烟(常摇动),并从烟雾开始腾空时计时3~5min(其标志是视烟雾腾空高度升至瓶颈的约1/3处或略高处时,试样即可溶解完全;空白实验则只需加热至烟雾开始腾空时计时2~3min即可),取下冷却至60~70 (手刚能持瓶颈的程度),摇动下沿瓶壁加入100mL水,待摇散胶状物后流水冷却至室温,同时带2~3份空白实验,用亚铁标准溶液滴定(二苯胺磺酸钠指示剂),按常规法计算FeO含量。
溶样温度过高是引起空白实验值不稳定的主要因素。本文研究证明,用H2SO4湿烧法预处理铬铁矿,可使其在H3PO4(H2SO4 H3PO4混合酸)中的溶解反应明显变易,溶样温度也随之降低(320~330 ),从而达到了稳定空白实验值的目的。
影响空白实验值的另一因素是空白实验的加热时间。有报道指出其与试样测定的溶样加热时间相比,应少1 5min,另有报道认为应少3
[5]
min;也有认为加热时间应该一致[4,6-7],否则结果偏高[6-7]。实验验证了前人的工作,根据H2SO4湿烧反应作用的特点推荐了操作方法,并对不同加热时间段内的空白实验值进行了检测,结果列于表1。表1结果表明,空白实验加热至烟雾开始腾空时起计时,控制在2~3min之间为宜。2 3 H2SO4湿烧法反应机理的探讨
2 3 1湿烧法释义 所谓 湿 烧是指固体物料与高沸点的液体介质(如H2SO4,沸点330 )共同加热处理,且又能使物料的化学性质发生明显变异的反应过程。
2 3 2 湿烧法的反应机理 自然界的铬铁矿一般并非理论上的FeCr2O4,多是指铬尖晶石类矿物,其化学通式为(Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)2O4,所以属典型的难溶性矿物共生组合特征。为探讨铬铁矿经H2SO4湿烧法预处理后在H3PO4(H2SO4 H3PO4混合酸)中溶解反应明显变易的反应机理,对铬铁矿精矿(作为原矿样)及其在不同时间段内经H2SO4湿烧预处理后所得之湿烧产物,同时进行XRD分析,所得结果分别示于以下各图。其中图1系铬铁矿的选矿产品(铬精矿),且未经H2SO4湿烧的原矿样的XRD结果,表明其物质组成主要为铬尖晶石矿物(铬铁矿);图2~5的XRD结果则分别记录了在不同时间段内进行H2SO4湿烧及其相变从发生至基本完成的反应过程。
H2SO4的沸点为330 ,上述实验结果指出,在该沸点下的H2SO4中进行湿烧时,反应时间控制在1min,生成的Cr2(SO4)3>60%(图2)、2min生成的Cr2(SO4)3>70%(图3)、4min生成的Cr2(SO4)3>90%(图4)、6min生成的Cr2(SO4)3>95%(图5)。所以湿烧反应时间控制在4~6min,铬尖晶石90%以上都转变为
[10]
[10]
[3]
2 结果与讨论
2 1 存在的问题
铬铁矿中FeO的测定方法至今还是分析化学中没有完全解决的疑难问题[3,5],所以仍未制订测定铬铁矿中FeO的标准分析方法,其难点主要是溶样方法问题。铬铁矿属于难溶性物料,在用H3PO4 H2SO4混合酸溶解试样时,温度为(360~380 )[2-7]。但在此条件下V( )易自行分解,V( )又能自行被氧化,所以空白试验值不稳定。2 2 稳定空白实验值的途径和湿烧反应的作用[9]
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Cr2(SO4)3。实验同时也指出,在实际样品测定中,只需令铬铁矿大部分(~70%)发生相变,即可
满足打开试样之目的,所以本实验规定的H2SO4湿烧时间为1~3min。
表1 加热冒SO3烟雾时间对空白实验值的影响Table1 EffectofheatingtimeofSO3smokeonblanktest空白加热时间
实验号TestingNo
试样编号
SampleNo
(min,烟雾腾空时起计)
Heatingtimeforblank(min,timekeepingduring
smokesoaring)开始冒浓烟
Thicksmokeappeard
刚开始腾空Startsoaring
测得空白实验值(VFe2+/mL)
Blanktestingvalues平行测定值Found21 9021 9621 9821 8521 7721 9221 86
3
-0 5
21 6621 7521 5221 6821 5821 52
5
GBW 07201
2
21 6021 4821 5321 4821 44
7
GBW 07201
3与试样同步
8
GBW 07201
Synchronizing
withsample
21 4921 3821 4021 3021 4521 35
21 3721 4221 5321 76
-13 28
13 5613 8013 3513 1013 1713 0312 8013 1913 0712 7212 8112 3512 5912 74
12 56
13
06
12 87
13 06
13 21
13 06
--21 85
---平均值Average21 95
平行测定值Found-FeO(w/%)平均值Average-认定值Certified-
1-
2-
4GBW 07201121 5913 5513 06
6GBW 072012 521 4813 0113 06
铬铁矿经H2SO4湿烧后的相变产物为无水的Cr2(SO4)3沉淀,泥红色,不溶解于H2SO4,但却易溶解于H3PO4(H2SO4 H3PO4混合酸),表明其化学活性与铬尖晶石相比,已明显增强,从而为铬铁矿中FeO测定的溶样方法改进提供了必备条件。2 4 样品测定
用本法对铬铁矿标样以及选矿工艺生产样品中不同含量的FeO进行了分析,并对部分测试数据作了对比,见表2。
图1 铬铁矿精矿X射线衍射图谱
Fig 1 XRDspectrogramofchromiteconcentrated
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表2 样品中FeO测定结果对比
Table2 ComparisonofanalyticalresultsforFeOinsamples
试样编号SampleNo.GBW 07201GBW 07202FLBK 0FLBY 5K10 4 1选矿产物Dressing product
测定值Found
13 21,13 01,12 87,12 80,13 19
9 02,8 90,9 16,9 24,8 971 87,1 68,1 68,1 70,1 8511 89,11 84,11 80,11 91,12 2513 26,13 17,13 66,13 47,13 1516 74,16 50,16 42,16 48,16 87
平均值Average13 02
9 061 7611 9413 3416 60
V2O5 Li2SO4法测得值[8]FoundbyV2O5 Li2SO4method
12 80
9 08 11 6513 06
w/%认定值Certified13 06
9 13
3 结论
铬铁矿虽属于难溶性物料,但其在沸腾的H2SO4(~330 )中进行湿烧时,却能自行发生相变,生成一种新的物质 无水Cr2(SO4)3。这种相变产物的化学活性较之铬尖晶石[(Mg,Fe)(Cr,Al)2O4],已明显增强,故其易溶解于H3PO4(H2SO4 H3PO4混合酸)之中,从而形成了改进型的H2SO4 H3PO4 V( )混合溶剂溶样和测定铬铁矿中FeO的操作方法模式,经生产实践检
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验,证明其具有普遍的推广意义。
验:化学分册(PhysicalTestingandChemicalAnaly sis:PartBChemicalAnalysis),1991,27(2):106 107.
[7]李凤霞 空白试验对铬铁矿中亚铁测定准确度的影
响初探[J].吉林地质(JilinGeology),2004,23(4):109 112.
[8]杨林,黄宝贵,陈述 铬铁矿中亚铁的测定方法[J].
岩矿测试(RockandMineralAnalysis),2010,29(6):719 722.[9]YB/T191 1~191 7 2001,铬铁矿化学分析方法[S].
[10]HodgmanCD HandbookofChemistryandPhys
ics:44thEd [M].USA:TheChemicalRubber
PublishingCO,1962:664 665.
参考文献:
[1]任世觉 工业矿产资源开发利用手册[M].武汉:武
汉工业大学出版社,1993:48.[2] !∀# !∀!#!∃%!&∋(%)%∗!#!+∋,− ./%0![J].
,1937,6(11):1199 1205.[3]西北地质科学研究所 铬铁矿石分析[M].北京:地质出版社,1977:58 62.[4]北京矿冶研究总院分析室 矿石及有色金属分析手册[M].北京:冶金工业出版社,1990:96 98.[5]岩石矿物分析编写组 岩石矿物分析(第一分册):第三版[M].北京:地质出版社,1991:328 330.[6]陈庆平 测定铬铁矿中亚铁的改进方法[J].理化检
Studyonthesampledissolutionmethodfordetermination
offerrousoxideinchromite
LIYu ru,ZHOUHai bo,WUAi hua,YANGlin,
ZHANGZhi yong,HUANGBao gui*
(ChangshaResearchInsitituteofMiningandMetallurgy,Changsha410012,China)
Abstract:Thispaperprovedthatafterpretreatmentbyboiledsulfuricacidwettingcombustion(about330 ),chromitewentthroughaseriesofchanges,includingphasechange,formationofchromiumsulfate,enhancementofchemicalactivityandinclinationtodissolutionreactionwithphosphoricacid,allofwhichimprovedsampledissolutioninthedeterminationofferrousoxideinchromite.Thesamplewasfirstlymixedwithvanadium( ) vanadium( )solutionandsulfuricacid,heatedonelectricfur nace(2000W)untilthicksulfurtrioxidesmokeappearedandsoaredfor1 3min.Then,thecon densedphosphoricacidwasadded.Thesolutionwasheateduntilthicksmokeappearedandsoaredfor3 5min.Theobtainedsolutionwasproperlycooledanddiluted.Theresidualvanadium( )wastitra tedusingammoniumferroussulfatestandardsolution.Thecontentofferrousoxidewascalculatedbyblankexperiment.Meanwhile,thefunctionofwettingcombustionmethodwithsulfuricacidandthereactionmechanismwerediscussed.Theproposedmethodhasbeenappliedtothedeterminationofferrousoxideinchromite.Thecomparisionoftheanalyticalresultsofcertifiedreferencematerialandproductionsampleindicatedtheresultsweresatisfactory.
Keywords:chromite;ferrousoxide;sampledissolutionmethod;wetcombustionmethod;condensedphosphoricacid
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文章编号:1000-7571(2011)03-0055-05
测定铬铁矿中氧化亚铁的溶样方法研究
李玉茹,周海波,吴爱华,杨 林,张志勇,黄宝贵*
(长沙矿冶研究院,湖南长沙 410012)
摘 要:证明了经沸腾硫酸(~330 )湿烧法预处理的铬铁矿的物质组成发生相变、反应产物硫酸铬生成、化学活性增强以及磷酸(硫 磷混合酸)对其溶解反应明显变易等,从而改进了测定铬铁矿中氧化亚铁的溶样方法。试样首先与钒( ) 钒( )溶液和硫酸混合,于2000W电炉上加热至冒浓三氧化硫烟,并至腾空1~3min,然后加入缩合磷酸,再加热至冒浓烟,并至
腾空3~5min。所得试液适当冷却、稀释,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定剩余的钒( ),通过空白实验计算氧化亚铁的含量。同时对硫酸湿烧法的作用及其反应机理也进行了探讨。方法用于铬铁矿中氧化亚铁的测定,经标样以及生产样品分析数据对比,结果均较满意。关键词:铬铁矿;氧化亚铁;溶样方法;湿烧法;缩合磷酸
中图分类号:O652 4 文献标识码:A
铬铁矿中的氧化亚铁(FeO)是一个重要的经济技术指标,1~4级铬铁矿石工业标准规定Cr2O3含量(w/%)、Cr2O3含量(w/%)/FeO含量(w/%)依次为: 50、 3; 45、 2 5~3;
[1]
40、 2 4和 32、>2 4,所以FeO成了必测成分之一。但由于铬铁矿属于难溶性物料,故其FeO测定中的溶样方法问题一直是能否获得准确测试结果的关键。长期以来虽有不少研究报道,却均因其溶样操作难于控制,空白实验值不稳定等因素而影响测试结果的可靠性。杨林等[8]对前人提出的Li2SO4作为助溶剂的助溶作用及其反应机理进行过研究,并推荐了H3PO4 H2SO4 V2O5 Li2SO4和H3PO4 H2SO4 Ce(SO4)2 Li2SO4两种溶剂体系用于铬铁矿中FeO的测定,效果比较好。但锂盐的引入增加了测试的成本。本文在对前人工作进行筛选和验证的过程中发现,铬铁矿经H2SO4湿烧法预处理之后,由于物质组成发生相变、化学活性增强,且其在H3PO4(H2SO4 H3PO4混合酸)中的溶解反应明显变易等,从而改进了测定铬铁矿中FeO的溶样方法,并对此进行研究。
收稿日期:2010-07-26
[2-7]
1 实验部分
1 1 主要试剂及其配制方法
H2SO4(浓),H2SO4(1+1):均用5g/LKMnO4溶液预处理还原性物质,即室温下滴加KMnO4溶液至粉红色,加热煮沸至颜色褪去即可;磷酸及其缩合产物:取适量H3PO4(A R)于大烧杯中,高温加热至沸腾后取下,滴加5g/LKMnO4溶液至深紫色出现,继续加热冒烟至紫色褪去,取下稍冷,再滴加5g/LKMnO4溶液至出现浅紫色,再加热冒烟5~8min,且呈微玫红色不褪为宜(是否合格可予检查
[5]
);钒( 、 )溶
液:2 8g/LV( ) 1 68g/LV( ) 10%
H2SO4,称取10 0gV2O5(A R,湖南煤炭科学研究所试剂厂生产)加热溶解于200mLH2SO4(1+1)中,另称取17 9gVOSO4 6H2O(A R,上海试剂三厂生产,如无此种试剂,则可称取6 0gV2O5用H2SO4溶解后再经H2SO3还原而得之)加热溶解于200mLH2SO4(1+1)中,将二者移入2000L容量瓶中混匀,冷却后用水定容;0 05mol/LFeSO4 (NH4)2SO4和c(1/6
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作者简介:李玉茹(1959-),女,高级工程师,主要从事化学物相分析测试及研究工作;E mail:zh09070909@sina.
com通讯联系人:黄宝贵,男,教授;E mail:[email protected]
LIYu ru,ZHOUHai bo,WUAi hua,etal.Studyonthesampledissolutionmethodfordeterminationofferrousoxideinchromite.MetallurgicalAnalysis,2011,31(3):55 59
K2Cr2O7)=0 05mol/LK2Cr2O7标准溶液。1 2 H2SO4湿烧反应的实验方法
分别称取0 2~0 3g铬铁矿精矿试样一组于300mL缩口烧杯中,用少量水吹散试样,加入40mLH2SO4,摇动下于2000W电炉上加热至冒浓SO3白烟(严防试样粘附于杯底),并保持不同的冒烟时间段(温度330 ),然后分别取下冷却至室温,小心加水稀释至约180mL,搅匀冷却至室温后用慢速滤纸过滤,将沉淀全部转入滤纸上,用热水洗涤干净(滤液应为中性),将沉淀和滤纸置于110 烘箱中烘干,用于X射线衍射(XRD)分析。1 3 H2SO4湿烧反应用于测定铬铁矿中FeO的操作方法模式
准确称取0 1~0 3g试样(粒度﹤200目)于300mL三角瓶中,加入20 00mLV( ) V( )溶液,并加入数块瓷坩埚碎片,摇散试样,再加入10mLH2SO4,摇匀后置于2000W电炉上加热(不断摇动)至冒浓SO3白烟,并至烟雾腾空1~3min(空白实验则只需至开始冒浓烟状态)时,加入(亦可取下旋即加入)10mL缩合磷酸(H4P2O7),摇匀后继续加热至冒浓烟(常摇动),并从烟雾开始腾空时计时3~5min(其标志是视烟雾腾空高度升至瓶颈的约1/3处或略高处时,试样即可溶解完全;空白实验则只需加热至烟雾开始腾空时计时2~3min即可),取下冷却至60~70 (手刚能持瓶颈的程度),摇动下沿瓶壁加入100mL水,待摇散胶状物后流水冷却至室温,同时带2~3份空白实验,用亚铁标准溶液滴定(二苯胺磺酸钠指示剂),按常规法计算FeO含量。
溶样温度过高是引起空白实验值不稳定的主要因素。本文研究证明,用H2SO4湿烧法预处理铬铁矿,可使其在H3PO4(H2SO4 H3PO4混合酸)中的溶解反应明显变易,溶样温度也随之降低(320~330 ),从而达到了稳定空白实验值的目的。
影响空白实验值的另一因素是空白实验的加热时间。有报道指出其与试样测定的溶样加热时间相比,应少1 5min,另有报道认为应少3
[5]
min;也有认为加热时间应该一致[4,6-7],否则结果偏高[6-7]。实验验证了前人的工作,根据H2SO4湿烧反应作用的特点推荐了操作方法,并对不同加热时间段内的空白实验值进行了检测,结果列于表1。表1结果表明,空白实验加热至烟雾开始腾空时起计时,控制在2~3min之间为宜。2 3 H2SO4湿烧法反应机理的探讨
2 3 1湿烧法释义 所谓 湿 烧是指固体物料与高沸点的液体介质(如H2SO4,沸点330 )共同加热处理,且又能使物料的化学性质发生明显变异的反应过程。
2 3 2 湿烧法的反应机理 自然界的铬铁矿一般并非理论上的FeCr2O4,多是指铬尖晶石类矿物,其化学通式为(Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)2O4,所以属典型的难溶性矿物共生组合特征。为探讨铬铁矿经H2SO4湿烧法预处理后在H3PO4(H2SO4 H3PO4混合酸)中溶解反应明显变易的反应机理,对铬铁矿精矿(作为原矿样)及其在不同时间段内经H2SO4湿烧预处理后所得之湿烧产物,同时进行XRD分析,所得结果分别示于以下各图。其中图1系铬铁矿的选矿产品(铬精矿),且未经H2SO4湿烧的原矿样的XRD结果,表明其物质组成主要为铬尖晶石矿物(铬铁矿);图2~5的XRD结果则分别记录了在不同时间段内进行H2SO4湿烧及其相变从发生至基本完成的反应过程。
H2SO4的沸点为330 ,上述实验结果指出,在该沸点下的H2SO4中进行湿烧时,反应时间控制在1min,生成的Cr2(SO4)3>60%(图2)、2min生成的Cr2(SO4)3>70%(图3)、4min生成的Cr2(SO4)3>90%(图4)、6min生成的Cr2(SO4)3>95%(图5)。所以湿烧反应时间控制在4~6min,铬尖晶石90%以上都转变为
[10]
[10]
[3]
2 结果与讨论
2 1 存在的问题
铬铁矿中FeO的测定方法至今还是分析化学中没有完全解决的疑难问题[3,5],所以仍未制订测定铬铁矿中FeO的标准分析方法,其难点主要是溶样方法问题。铬铁矿属于难溶性物料,在用H3PO4 H2SO4混合酸溶解试样时,温度为(360~380 )[2-7]。但在此条件下V( )易自行分解,V( )又能自行被氧化,所以空白试验值不稳定。2 2 稳定空白实验值的途径和湿烧反应的作用[9]
李玉茹,周海波,吴爱华,等.测定铬铁矿中氧化亚铁的溶样方法研究.
冶金分析,2011,31(3):55 59
Cr2(SO4)3。实验同时也指出,在实际样品测定中,只需令铬铁矿大部分(~70%)发生相变,即可
满足打开试样之目的,所以本实验规定的H2SO4湿烧时间为1~3min。
表1 加热冒SO3烟雾时间对空白实验值的影响Table1 EffectofheatingtimeofSO3smokeonblanktest空白加热时间
实验号TestingNo
试样编号
SampleNo
(min,烟雾腾空时起计)
Heatingtimeforblank(min,timekeepingduring
smokesoaring)开始冒浓烟
Thicksmokeappeard
刚开始腾空Startsoaring
测得空白实验值(VFe2+/mL)
Blanktestingvalues平行测定值Found21 9021 9621 9821 8521 7721 9221 86
3
-0 5
21 6621 7521 5221 6821 5821 52
5
GBW 07201
2
21 6021 4821 5321 4821 44
7
GBW 07201
3与试样同步
8
GBW 07201
Synchronizing
withsample
21 4921 3821 4021 3021 4521 35
21 3721 4221 5321 76
-13 28
13 5613 8013 3513 1013 1713 0312 8013 1913 0712 7212 8112 3512 5912 74
12 56
13
06
12 87
13 06
13 21
13 06
--21 85
---平均值Average21 95
平行测定值Found-FeO(w/%)平均值Average-认定值Certified-
1-
2-
4GBW 07201121 5913 5513 06
6GBW 072012 521 4813 0113 06
铬铁矿经H2SO4湿烧后的相变产物为无水的Cr2(SO4)3沉淀,泥红色,不溶解于H2SO4,但却易溶解于H3PO4(H2SO4 H3PO4混合酸),表明其化学活性与铬尖晶石相比,已明显增强,从而为铬铁矿中FeO测定的溶样方法改进提供了必备条件。2 4 样品测定
用本法对铬铁矿标样以及选矿工艺生产样品中不同含量的FeO进行了分析,并对部分测试数据作了对比,见表2。
图1 铬铁矿精矿X射线衍射图谱
Fig 1 XRDspectrogramofchromiteconcentrated
LIYu ru,ZHOUHai bo,WUAi hua,etal.Studyonthesampledissolutionmethodfordeterminationofferrousoxideinchromite.MetallurgicalAnalysis,2011,31(3):55
59
表2 样品中FeO测定结果对比
Table2 ComparisonofanalyticalresultsforFeOinsamples
试样编号SampleNo.GBW 07201GBW 07202FLBK 0FLBY 5K10 4 1选矿产物Dressing product
测定值Found
13 21,13 01,12 87,12 80,13 19
9 02,8 90,9 16,9 24,8 971 87,1 68,1 68,1 70,1 8511 89,11 84,11 80,11 91,12 2513 26,13 17,13 66,13 47,13 1516 74,16 50,16 42,16 48,16 87
平均值Average13 02
9 061 7611 9413 3416 60
V2O5 Li2SO4法测得值[8]FoundbyV2O5 Li2SO4method
12 80
9 08 11 6513 06
w/%认定值Certified13 06
9 13
3 结论
铬铁矿虽属于难溶性物料,但其在沸腾的H2SO4(~330 )中进行湿烧时,却能自行发生相变,生成一种新的物质 无水Cr2(SO4)3。这种相变产物的化学活性较之铬尖晶石[(Mg,Fe)(Cr,Al)2O4],已明显增强,故其易溶解于H3PO4(H2SO4 H3PO4混合酸)之中,从而形成了改进型的H2SO4 H3PO4 V( )混合溶剂溶样和测定铬铁矿中FeO的操作方法模式,经生产实践检
李玉茹,周海波,吴爱华,等.测定铬铁矿中氧化亚铁的溶样方法研究.
冶金分析,2011,31(3):55 59
验,证明其具有普遍的推广意义。
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Studyonthesampledissolutionmethodfordetermination
offerrousoxideinchromite
LIYu ru,ZHOUHai bo,WUAi hua,YANGlin,
ZHANGZhi yong,HUANGBao gui*
(ChangshaResearchInsitituteofMiningandMetallurgy,Changsha410012,China)
Abstract:Thispaperprovedthatafterpretreatmentbyboiledsulfuricacidwettingcombustion(about330 ),chromitewentthroughaseriesofchanges,includingphasechange,formationofchromiumsulfate,enhancementofchemicalactivityandinclinationtodissolutionreactionwithphosphoricacid,allofwhichimprovedsampledissolutioninthedeterminationofferrousoxideinchromite.Thesamplewasfirstlymixedwithvanadium( ) vanadium( )solutionandsulfuricacid,heatedonelectricfur nace(2000W)untilthicksulfurtrioxidesmokeappearedandsoaredfor1 3min.Then,thecon densedphosphoricacidwasadded.Thesolutionwasheateduntilthicksmokeappearedandsoaredfor3 5min.Theobtainedsolutionwasproperlycooledanddiluted.Theresidualvanadium( )wastitra tedusingammoniumferroussulfatestandardsolution.Thecontentofferrousoxidewascalculatedbyblankexperiment.Meanwhile,thefunctionofwettingcombustionmethodwithsulfuricacidandthereactionmechanismwerediscussed.Theproposedmethodhasbeenappliedtothedeterminationofferrousoxideinchromite.Thecomparisionoftheanalyticalresultsofcertifiedreferencematerialandproductionsampleindicatedtheresultsweresatisfactory.
Keywords:chromite;ferrousoxide;sampledissolutionmethod;wetcombustionmethod;condensedphosphoricacid