有色金属科学与工程  2011, Vol. 2 Issue (2): 94-96
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铌铁、钽铁精矿中锡量测定方法[PDF全文]
邝静     
赣州有色冶金研究所分析室,江西 赣州 341000
摘要:采用碘量法测定铌铁、钽铁精矿中锡量.对滴定的酸度,碘酸钾与碘化钾的比例,还原剂的选择进行了实验,选取了最佳的滴定条件.并进行了干扰元素的实验,采取了较简便的方法分离了干扰元素.
关键词碘量法    铌铁、钽铁精矿    锡含量         
The Determination of Tin Content in Niobium-iron and Tantalum-iron Concentrate
KUANG Jing    
Ganzhouu Nonferrous Metallurgy Research Institute, Ganzhou 341000, China
Abstract: This paper studied the titration acidity, the ratio of potassium iodate and potassium iodide, the choice of reducing agent to select the optimal titration conditions. Experiments on interfering elements were conducted by adopting the easiest method. This method enjoys the advantages of simple performance and accurate results.
Key words: iodometric method    niobium-iron concentrate    tantalum-iron concentrate    tin content    

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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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:

1=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 %.

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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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.

参考文献
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Lessnes E, Prakt J. Chem[M]. New York: American Socieoy for Microbiology, 1859: 193.
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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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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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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.