| 铌铁、钽铁精矿中锡量测定方法 |
已颁布的铌铁、钽铁精矿化学分析方法中没有锡量的测定方法,根据铌铁、钽铁精矿的技术条件,锡的含量在1 %~20 %,决定用容量法测定.1859年Lessnes[1]基于碘的弱氧化性质,建立了高选择性的碘量法测定锡.该法经分析工作者不断改进与完善,当前仍然是各种物料中,特别是组成复杂的矿石中锡的最主要的测定方法之一[2-3].本方法采用碘量法测定铌铁、钽铁精矿的锡量.
1 实验部分 1.1 分析仪器与材料过氧化钠;无水乙醇;盐酸(ρ1.19 g/mL);铝片(>99.9 %);
锡标准溶液A:称取纯金属锡(99.95 %以上)8.000 g,于1000 mL容量瓶中,加盐酸200 mL,在水浴上完全溶解后,以水稀至刻度,摇匀,备用.锡标准溶液浓度为1 mL锡标准溶液含8.000 mg锡.
锡标准溶液B:准确吸取锡标准溶液A 10.00 mL于100 mL容量瓶中,加盐酸20 mL,以水稀释至刻度,摇匀,备用.锡标准溶液浓度为1 mL锡标准溶液含0.8000 mg锡.
碘酸钾标准滴定溶液[T(Sn/KIO3)=1.08 mg/mL]
配制:称取0.32 g碘酸钾、1.2 g碘化钾、0.3 g氢氧化钠,置于500 mL烧杯中,加入200 mL水,加热至完全溶解,用玻璃棉将溶液过滤于1000 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀.
标定:准确吸取10.00 mL锡标准溶液(1 mL锡标准溶液含0.8000 mg锡),置于300 mL锥形瓶中.加入70 mL水,70 mL盐酸溶液,2 g铝片,加塞盖氏漏斗,用饱和碳酸氢钠溶液封住口,低温加热至溶液清亮,取下冷却至室温.取下还原装置,加入5 mL(10 g/L)淀粉溶液,用碘酸钾标准滴定溶液滴定至浅蓝紫色,即为终点.随同做空白试验.
淀粉溶液(10 g/L):称取5 g可溶性淀粉,置于500 mL烧杯中,用200 mL沸水冲溶,并煮沸2 min, 冷却.称取碘化钾50 g于另一个500 mL烧杯中,用250 mL水溶解.将两溶液混匀,用水稀释至500 mL,摇匀,备用.
1.2 实验方法称取试样1 g于铁坩埚中加入7 g过氧化钠在750 ℃的马弗炉中熔融, 用水浸出,溶液过滤(使锡与大部分铁﹑钛﹑铌﹑钽等分离).准确吸取清液于300 mL锥形瓶中.加入70 mL水,70 mL盐酸溶液,2 g铝片,加塞盖氏漏斗,用饱和碳酸氢钠溶液封住口,低温加热至溶液清亮,取下冷却至室温.取下还原装置,加入5 mL(10 g/L)淀粉溶液,用碘酸钾标准滴定溶液滴定至浅蓝紫色,即为终点.随同试样做空白试验.
2 结果和讨论 2.1 样品分解实验铌铁、钽铁精矿在盐酸,硝酸及高氯酸中几乎不溶解[4],能与熔融的碱作用, 分解迅速、完全,而且最后很容易被水或酸浸出[5].生成铌酸盐和钽酸盐.
实验方法:称取1 g中品位试样置于先垫有2 g Na2O2的30 mL铁坩埚中, 搅拌,加不同量的Na2O2覆盖.置于750 ℃的马弗炉中熔融,按通常分析步骤进行浸取﹑过滤,残渣用(1+1)HCl溶解,用0.5 % HCl溶液洗残渣10次.滤纸及残渣灰化,加5 g Na2O2按上述步骤熔融,用(1+1)HCl浸取后移入200 mL容量瓶中,稀释至刻度,混匀,吸取部分清液,用Icp-Ms测定微量锡.所得结果列于表 1.
| 表 1 试样熔融实验 |
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由表 1可知,称取1 g试样,一共加入7 gNa2O2熔融效果最好.
2.2 滴定条件实验通过多年的实践得知:碘量法测锡所使用的标准溶液以碘酸钾为稳定[6].
实验方法:取锡标准溶液5.00 mL,按表 2所列条件对盐酸浓度,碘酸钾标准滴定溶液中碘化钾、碘酸钾的不同配比,还原剂的选择等条件按L9(34) [7]正交表形式进行9次实验,实验步骤如1.2,实验结果列于表 2.
| 表 2 滴定条件实验数据 |
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用Ⅰn表示正交表中第n列的1水平对应的回收率平均值;Ⅱn表示正交表中第n列的2水平所对应的回收率平均值;Ⅲn表示正交表中第n列的3水平所对应的回收率平均值;测得结果如下:
Ⅰ1=98.73 %;Ⅱ1=99.56 %;Ⅲ1=98.85 %;Ⅰ2=98.89 %;Ⅱ2=98.31 %;Ⅲ2=98.96 %;Ⅰ3=98.88 %;Ⅱ3=98.63 %;Ⅲ3=98.68 %.
由表 2可知:碘酸钾标准滴定溶液中碘化钾、碘酸钾的不同配比在滴定条件中影响最大,盐酸浓度及还原剂的影响相对较小.选滴定条件为:盐酸浓度为(1+1),碘化钾、碘酸钾的配比为4:1,还原剂为铝片2 g.
2.3 干扰元素分离情况(1)对铌铁、钽铁精矿中共存元素钨、磷、硅做干扰实验.分别称取三氧化钨、磷酸二氢钾、二氧化硅40 mg、25 mg、130 mg加入过氧化钠按分析步骤进行,加入40 mg锡,进行还原滴定,计算锡的回收率分别为100.92 %、99.5 %、98.88 %.说明钨、磷、硅不干扰测定.
(2)根据铌铁、钽铁精矿的技术条件,铌铁、钽铁精矿中共存元素铌、钛、钍、砷、锑等可能干扰滴定.采用碱融过滤,锡呈溶液与留在残渣中的铌、钛、钽、钨、砷、锑等分离[8].取高品位和低品位两个试样按分析步骤操作,留取两试样碱融后过滤的清液用ICPMS检测滤液中的铌、钽、钛、铀、钍、锑、砷等含量,数据列于表 3.
| 表 3 干扰元素分离实验数据/(μg·mL-1) |
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从表 3可以看出,以50 mL滤液量作为测试量,以上共存元素经过分离均不干扰测定.
2.4 方法精密度实验对低、中、高3个试样按所拟分析方法测定锡的质量分数,平行测定11次,测定数据列于表 4.
| 表 4 方法精密度实验结果(n=11) |
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2.5 方法准确度实验
称取试验样品低品位、中品位、高品位各1 g样,加入锡标准溶液,按分析步骤进行测定,其结果列于表 5.
| 表 5 回收率测定 |
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表 5表明:回收率在99.24 %~99.88 %之间.
3 结论本方法经标准物质的考察,不同方法的对照以及实际试样分析的应用,证明该方法操作简单快捷,回收率达到99.24 %~99.88 %,相对标准偏差为2.3 %~ 6.5 %,均符合要求.
| [1] |
Lessnes E, Prakt J.
Chem[M]. New York: American Socieoy for Microbiology, 1859: 193.
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| [2] |
陈永新. 钨矿中锡的测定-铅粒还原锡的碘滴定法[J].
分析试验室, 1985(1): 64.
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| [3] |
云锡中心试验所. 锌粉、硼砂、硼酸分解-碘量法测定锡精矿中锡[J].
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| [4] |
江西有色冶金研究所.
钨矿石中钨及其伴生元素的分析[M]. 北京: 冶金工业出版社, 1975: 300.
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| [5] |
郑荣希. 碘量法测定矿石中的锡[J].
云南冶金, 1975, 3(11): 73–81.
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云锡中试所.
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| [7] |
张瑴.
岩石矿物分析[M]. 北京: 地质出版社, 1986: 356-364.
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| [8] |
江西有色冶金研究所.
钨矿石中钨及其伴生元素的分析[M]. 北京: 冶金工业出版社, 1975: 305.
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2011, Vol. 2
