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摘要：采用碱熔分解试样，盐酸酸化在一定的盐酸介质中，用碘量法测定矿样中全铁。该方法消除了传统方法中剧毒氯化汞、铬盐等试剂对环境的污染，而且对于难分解矿样分解完全，操作简单，分析结果稳定可靠，有效的提高了分析效率，降低了化验室生产成本。
关键词：碱熔；碘量法；测定全铁；铁矿石
由于重铬酸钾法适用性强，准确度高，一直被作为全铁的经典分析方法，被广泛运用。但是该方法在测定过程中使用了大量的剧毒氯化汞和重金属铬盐对环境和分析人员造成了严重的危害。为了消除氯化汞和铬盐的危害，国内也有许多关于无汞、无铬测定全铁的分析方法研究，比如用氯化亚锡、三氯化钛、抗坏血酸作为还原滴定剂，直接滴定矿样中的全铁。但是由于氯化亚锡、三氯化钛、抗坏血酸等还原滴定剂在空气中容易被空气氧化极不稳定，从而也限制了在生产上的运用。还有文献[2]提出用硫磷混酸溶矿碘量法测定矿样中的全铁，但是由于硫磷混酸的用量要保证矿样能溶解完全，酸度过大会使碘化钾被空气中的氧气氧化造成结果不稳定，磷酸与铁形成络合物也影响碘化钾与三价铁的反应速率。鉴于以上原因本文采用碱熔盐酸酸化碘量法测定矿样中全铁，有效避免了上述方法的不足，消除了剧毒氯化汞和铬盐对环境和分析人员的危害，提高了分析结果的准确度和分析效率。
1实验部分
1.1主要试剂
过氧化钠（AR）、盐酸（AR）、淀粉、碘化钾（AR）、硫代硫酸钠、
Fe2O3：光谱纯（ω（Fe2O3）>99.98%），也可以采用国家铁矿石标准样品替代，用于硫代硫酸钠标准溶液的标定；
硫代硫酸钠标准溶液(10g/L)：称取10g硫代硫酸钠，用预先煮沸灭菌、冷却后的蒸馏水配制10000mL，并加入2~3g无水碳酸钠，在暗处放置6~7d,使用时加入1mL三氯甲烷放置2h后过滤黑渣，标定，后期如有黑渣需重新过滤标定。
淀粉溶液(5g/L)):称取0.5g可溶性淀粉于100mL小烧杯中，加适量水搅成糊状，再加入煮沸的蒸馏水，加热至完全溶解。
硫代硫酸钠标准溶液标定（g/mL）：采用高纯Fe2O3于或铁矿石标准样品制取铁的标准分析溶液，按照1.2操作步骤分析滴定，计算单位体积硫代硫酸钠标准溶液相当于铁的质量。
1.2实验方法
称取0.1g（准确到0.0001g）铁矿石试样（经过破碎、烘干、细磨到150m的粉末），于50mL高铝坩埚中，加入1g过氧化钠，混匀，置于预先升温至750℃马弗炉中熔融15min,取出冷却至室温，加入10-15mL1+1HCl提取，加热至溶液清亮，转移到250mL烧杯中，加水稀释至100mL左右控制溶液PH1.0-2.0，加入2-3g碘化钾，迅速用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴至淡黄色，加入1mL淀粉指示剂，再继续滴定至蓝色消失为终点。按以下公式计算矿样中全铁含量：
T-单位体积硫代硫酸钠标准溶液相当于铁的质量g/mL;
m-铁矿石试样的质量g;
V-滴定试样所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积mL;
V0-滴定空白所消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积mL。
2结果与讨论
2.1标准滴定溶液的选择
滴定法测定矿样中全铁常用的直接还原滴定溶液有氯化亚锡、三氯化钛、抗坏血酸，间接还原滴定溶液有硫代硫酸钠。但由于氯化亚锡、三氯化钛、抗坏血酸氧化还原反应求酸度高，在空气中不稳定易被氧化。三氯化钛、抗坏血酸需在50-60℃反应，氯化亚锡需在70-80℃反应，反应温度较高不易操作。碘化钾和三价铁在低酸度常温下就能完全反映生成单质碘，单质碘再与硫代硫酸钠定量反应，低酸度硫代硫酸钠不易发生氧化分解，使反应定量稳定的进行，所以在本方法中选择硫代硫酸钠作为标准滴定溶液。
2.2样品分解方法的选择
目前铁矿石中全铁的分析常用的样品分解方法主要有酸溶和碱熔两种方法。酸溶法大多采用HCl-H202、HCl-HN03-HCl03-H2SO4、HCl-NaF-HN03-H2SO4、H2SO4-H3PO4等混合酸溶解矿样。酸溶法快速简便，适用于氧化铁含高、酸溶能够分解完全的样品，但对于一些氧化铁含量较低，常规酸、碱难以彻底分解的矿样分解不彻底导致结果偏低。在日常地质样品分析中，面对的大多是结构复杂组成未知的矿样，为了保证分析结果的准确可靠，在实际工作宜采用样品分解更为完全彻底的Na2O2碱熔方法。
2.3酸度的控制
酸度对于本实验的进行，有着至关重要的影响,当溶液PH>3时，Fe3+易发生水解沉淀，溶液浑浊使分析无法正常进行。且Fe3+与I-的反应不完全，导致结果偏低。但是酸度太大时，硫代硫酸钠易发生分解，I-易被空气氧化为I2,使终点易出现反色，结果偏高。因此本实验控制酸度在PH1.0-2.0左右。
2.4碘化钾的加入量
为保证反应的完全，碘化钾需要过量20倍。当碘化钾加入量过少时，Fe3+与I-的反应不完全，结果明显偏低，反色严重。当碘化钾加入过量时，Fe3+与I-反应的稳定平衡常数大于6，可使反应进行完全。所以为保证反应的完全，碘化钾需要过量20倍。
2.5与标准方法比对结果的准确度
选取不同类型和含量的国家标准物质，分别采用经典的重铬酸钾法和本方法进行对比试验，其测定结果与重铬酸钾法测定结果基本一致，能完全满足生产要求。
表1不同分析方法测定铁矿石中全铁的分析结果比对
2.6分析方法的精密度
按照上述分析步骤，选择不同类型不同品味的国家标准物质，进行多次测量，计算分析结果的标准偏差，分析结果稳定，精密度好。
表2铁矿石中全铁分析结果的紧密度（n=6）
3结语
本方法操作简单，分析结果准确、稳定，易于掌握，有效避免了剧毒氯化汞、铬盐对环境和分析人员的危害，大大降低了劳动强度和实验室分析成本，具有一定的推广意义。
参考文献
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