硅钼蓝分光光度法测定铬铁矿石中的二氧化硅.pdf

'第32卷第4期有色矿冶Vo1．32．№42016年O8月NON—FERROUSMININGANDMETALLURGYAugust2016文章编号：1007—967X(2016)O4—51—03硅钼蓝分光光度法测定铬铁矿石中的二氧化硅白小叶，褚晓君(沈阳有色金属研究院，辽宁沈阳110141)摘要：研究了铬铁矿石在高铝坩埚中用过氧化钠+氢氧化钠混合溶剂(2：1)熔融，然后用硫脲做还原剂，将硅钼黄还原为硅钼蓝，采用分光光度法测定二氧化硅。本方法可以完全的熔解铬铁矿石，且熔融使用高铝坩埚，大幅降低了分析成本，采用标准溶液中加人铬离子从而解决了铬在显色反应中的干扰，准确度高，重现性好，可以测定铬铁矿石中含量为0．1Ko～1O的二氧化硅。关键词：铬铁矿石；高铝坩埚；二氧化硅；硅钼蓝分光光度法中图分类号：0657．3文献标识码：A1—t一——J一上日IJ舌2实验部分铬铁矿石是一种矿物，主要成分为铁、镁和铬的2．1主要仪器和试剂氧化物：(Fe，Mg)CrOr】]。铬矿石矿物成分较复XS204型电子分析天平，瑞士梅特勒一托利多杂，镁的含量不定，有时也含铝和铁元素。自然界含仪器有限公司；VIS一723N分光光度计，北京瑞利铬矿物约30种，但具有工业价值的只有铬铁矿石。分析仪器有限公司。中国常见的有铬铁矿、铝铬铁矿和富铬尖晶石。铬过氧化钠+氢氧化钠的混合溶剂(2：1)；硫酸铁矿石难熔，用作耐火材料，可用于制取三氧化二(分析纯)；钼酸铵溶液(5Og／L)；硫脲溶液(100g／铬、重铬酸钠、重铬酸钾等铬的化合物。在冶金工业L)；硫酸铜溶液(2Og／L)；上，铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。铬铁二氧化硅标准溶液p(SO)一0．00005g／L：合金作为钢的添加料可生产多种高强度、抗腐蚀、耐称取0．0500g在1000℃灼烧过的基准物二氧化磨、耐高温、耐氧化的特种钢。金属铬主要用于与硅，置于铂坩埚中，加1g过氧化钠，混匀，加0．5g钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。因此，分析铬铁矿氢氧化钠，于520℃高温炉中熔融10min，取出冷石中杂质元素二氧化硅的含量，具有非常重要的意却，在塑料杯中用热水提取，冷却后移入1000mL义。塑料容量瓶中，立即用水稀释至刻度并且摇匀保存。通常铁矿、钼矿、钨矿和镍铁合金、钼铁合金等此溶液有一个月的有效期。等材料中二氧化硅含量的测定做得比较多_2]，但铬标准溶液p(Cr)一0．00o1g／L：称取0．282是针对铬铁矿中二氧化硅的分析测定以前很少做g二次重结晶并于130～15O℃烘干过的重铬酸钾，过。而且铬铁矿有两个特性，一是铬铁矿石极难分溶于水后，移人1000mL容量瓶中，用水稀释至刻解，二是由于大量铬的存在，高价铬或者是二价铬本度并且摇匀。此溶液含铬0．1g／L。吸取1mL上身都有颜色。因此，本文针对这两个方面，根据查阅述溶液于1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度并且的文献材料，选择了过氧化钠+氢氧化钠的混摇匀。合溶剂溶解试样，同时，为了降低分析成本使用了高实验室用水均为一级水。铝坩埚，这也可避免引进其他干扰元素。为了消除2．2标准曲线的绘制铬的干扰，使用标准加入法。本方法成功的完成了在50mL比色管中加人1滴(1+1)盐酸、8．5铬铁矿石中二氧化硅的分析测定，并已经在日常分mL0．075mol／L硫酸，再移取2mL、4mL、6mL、8析工作中使用，可达到理想的效果。mL、10mL二氧化硅标准溶液(0．00005g／L)，置于比色管中，摇匀，用水稀释至3OmL，摇动下加人*收稿日期：2Ol6—06—08作者简介：白小叶(1978一)，女，高级工程师，主要从事金属矿石分析检测与研究。 52有色矿冶第32卷2mL钼酸铵(50g／L)，摇匀，放置15rain。加入5同波长下络合物的吸收光谱曲线，结果如图1所示。mL4．5mol／L硫酸，加入0．5mL硫酸铜(20g／络合物最大吸收峰位于650nip_波长处，试剂空白L)，在不断摇动下加入4mL硫脲(100g／L)，用水最大吸收峰位于480nlTl，因此选择650nm做测定稀释至刻度。25rain后在VIS一723N分光光度计波长。上，用2C1TI比色皿，于波长650nm处测量吸光度。3．2体系酸度的选择绘制标准曲线。按照实验方法，分别考察了HSO、HC1、HAc2．3实验方法—NaAc、NH。H。O—NHC1等介质对体系的影响。称取0．5000g铬铁矿石试样于提前加入3g结果表明：在HSO介质中，硫酸溶液浓度在0．02过氧化钠+氢氧化钠(2：1)混合溶剂的高铝坩埚～O．045mol／L，硅钼黄络合物显色稳定明显，硫酸中，混匀，再覆盖3g混合溶剂，在低温电炉上烘干溶液浓度在0．45～1．13mol／L时，硅钼黄络合物完水分，试样加热至焦黄色，然后放入600℃的马弗炉全被还原为硅钼蓝络合物。中，加热至坩埚中的溶剂变为溶液时开始计时，熔融3．3钼酸铵用量的选择6min。取出坩埚冷却，放入预先加入4OmL热水按照实验方法而改变钼酸铵的用量，测量结果的塑料杯中浸取，洗净坩埚。加入1OmL(1+1)硫如图2所示，50g／L的钼酸铵用量在1．5～2．5mL酸，然后将溶液转入玻璃杯中，溶液体积控制在75时，硅钼蓝络合物吸光度平稳，故钼酸铵选用2mLmL左右。加入1g过硫酸铵，煮沸5rain，再加入2为适量用量。g氯化钠，继续煮沸除尽C1。，取下冷却至室温。然后再加入3mL(1+1)硫酸，移入100mL容量瓶中，稀释至刻度，定容。取5mL试样溶液于50mL比色管中，用水稀释至2OmL，用2O氢氧化钠溶液调至沉淀出现，再用(1+1)盐酸调至沉淀消失，过量2滴，用水稀释至23mL，加入8．5mL0．075mol／L硫酸，摇动下锢酸铵用舞，mL加入2mL钼酸铵(50g／L)，摇匀放置15rain。加图2钼酸铵浓度变化曲线入5mL4．5mol／L硫酸，加入0．5mL硫酸铜，在Figure2Ammoniummolybdateconcentrationcurve不断摇动下加入4mL硫脲，用水稀释至刻度。25min后在VIs一723N分光光度计上，用2cm比色3．4还原剂硫脲的用量皿，于波长650am处测量吸光度。按照实验方法而仅改变硫脲的用量在2．8～3试验结果与讨论4．6mL之间时，络合物的吸光度比较稳定，本实验选用100g／L的硫脲的用量为4mL。3．1吸收光谱O．70．60．50．4O‘3O．2O．1O101．52．02．53．03．54．04．55．05．56．0硫脲用量／mL图1吸收光谱图3硫脲用量变化曲线Figure1AbsorptionspectrumFigure3Thioureaconsumptionchangecurve1——试剂空白／水；2——络合物／试剂空白3．5共存离子的影响按照实验方法，以相应试剂空白为参比，测定不按照实验方法测定铬铁矿中二氧化硅，最主要 第3期白小叶等：硅钼蓝分光光度法测定铬铁矿石中的二氧化硅53的干扰离子有Cr，Fe”，Mg，A1计，C1等。由表2样品分析和精密度试验结果于矿石是铬铁矿石，铬铁精矿石中Cr。O。的含量在Table2Resultsofsampleanalysisandprecisiontest4O左右，大量绿色的Cr”一直存在于试样熔融之后的溶液中，也没有合适掩蔽铬的掩蔽剂，因此针对不同铬含量的铬铁矿石测量二氧化硅时，选择采用在标准溶液中加入相应的铬离子的量来消除铬对测定二氧化硅时吸光度的干扰。实验数据如表1。5结语表1标准溶液加入不同铬量时的吸光度Table1Standardsolutionwithdifferentamount硅钼蓝分光光度法测定铬铁矿石中二氧化硅的ofchromeinabsorbance含量，选择使用高铝坩埚，用过氧化钠+氢氧化钠混合溶剂(2：1)熔融试样，采用标准溶液加入法消除铬的干扰。该方法测定结果允许误差符合国家标准要求，操作简单，分析成本低，满足日常分析实验要求。实验数据表明，在标准溶液显色体系中加入不参考文献同含量的铬离子，铬离子的颜色深浅对硅钼蓝络合[1]岩石矿物分析编写组．岩石矿物分析[M]．1991．物的显色没有明显影响，因此，在日常分析工作中，[2]步娟．浅谈矿石中二氧化硅的测定方法[J]．科技创新与应标准溶液显色体系中不必加入铬离子。用，2O14，(14)：140．硫脲可以还原Fe什，消除铁的干扰。Mg，[3]李根兴，马卫红，等．矿石中二氧化硅测定方法的比较[J]．内蒙古科技与经济，2012，(16)：46．A1抖的存在对显色反应没有影响。试样溶液煮沸，[4]刘承军，史培阳，等．硫酸加入量对铬铁矿硫酸浸出行为的影可以去除C1的干扰。响[J]．工业加热，2011，40(3)：59—60，76．[5]张建珍，等．聚合硅酸解聚——硅钼蓝分光光度法测定矿石中4样品分析二氧化硅[J]．冶金分析，2010，(9)：65—68．称取0．1g铬铁矿石于预先加入2g混合溶剂[6]郭丽红．硅钼蓝分光光度法测定矿石中二氧化硅的含量[J]．科技创新导报，2013，(3)：12．的高铝坩埚中，混匀，再覆盖4g混合溶剂，按实验[7]邓秀琴，高辉．钼蓝光度法快速测定钼铁中的硅[J]．化学分方法操作，对1#铬铁精矿和2#铬铁中矿和一个铬析计量，2008，(4)：56—57．铁标准试样[GBW07819(GCr一2)]进行了精密度[83应腾远．钼蓝光度法测定铬铁中硅[J]．冶金分析，2002，(1)：56试验，同时用电感耦合等离子体原子体原子发射光—57．谱法(ICP法)测定这三个试样，结果进行对比，见表陈平，吕宪俊，等．铁矿石中二氧化硅含量的快速测定[J]．金属矿山，2009，(2)：102—104．2[10]蔡玉曼，许又方．钛铁矿中二氧化硅的硅钼蓝分光光度法测定[J]．岩矿测试，2007，(1)：102—104．DeterminationofSiliconinChromitebyUsingSilicomolybdenumBlueSpectrophptpmetryBAIXiao—ye，CHUXiao—jun(ShenyangResearchInstituteofNonferrousMetals，Shenyang110141，China)Abstract：Aninnovativewayofsiliconmolybdenumbluespectrotometrywasproposedinthispapertode—terminethesiliconinchromite．Thesamplewasmeltedinhighaluminacruciblebysodiumandsodiumperoxidetoreplaceexpensiveplatinumcrucible．Thebackgroundwaseliminatedbyaddingchromiumionsintothesample．Therewasnosignificantdifferencebetweentheresultsofthismethodandthecertifiedvaluesofthestandardsamples．ThemethodhasgoodreproducibilityandcanbeusedforanalyzingChro—mitecontainingbetween0．19／6～1OSiO2．Keywords：chromiumironore；highaluminacrucible；silica；siliconmolybdenumbluespectrophotometry'