铁矿石中铝含量的测定EDTA滴定法报告.docx

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铁矿石中铝含量的测定EDTA滴定法报告

3上京夭大爭

对国家标准的分析

铁矿石中铝含量的测定

（EDTA滴定法）

GB/T6730.11-2007

学号：

13011010

姓名：

孙丛林

班级：

130111班

一、序言1

二、国家标准介绍1

2.1适用范围1

2.2实验原理1

2.3试剂2

2.4仪器3

2.5取样制样3

2.6分析步骤4

2.6.1测定次数4

2.6.2试样量4

2.63空白试验和验证试验4

2.7测定4

2.7.1试料的分解4

2.7.2分离干扰元素5

2.73滴定6

2.8结果计算7

2.8.1铝含量的计算7

2.8.2分析结果的一般处理7

2.83氧化物系数7

三、实验步骤分析7

3.1试料的分解7

3.2分离干扰元素8

3.2.1氨水分离8

3.2.2铜铁试剂萃取分离8

3.2.3.强碱分离9

3.3滴定9

四、对该标准的思考10

在本次国家标准的分析中，我选择了铁矿石屮铝含量的测定（EDTA滴定法），国标号为GB∕T6730.11-2007o此标准可用于检测铁矿石中的铝含量。

除此方法Z外还有火焰原了吸收光谱法也可用于铁矿石中铝含量的测定，这里不做赘述。

欲测定铁矿石屮的铝元素含量，最重要的是将干扰元素分离。

在铁矿石中，对铝含量测定可能产生干扰的元素有铁、钛、镒、硅以及稀土元素等。

因此，在国家标准屮先用强酸将试样溶解，采用氨水、有机溶剂、强碱等将干扰元素进行分离，最后进行滴定。

如若不进行所有的分离步骤，最终的测定结果会出现1%左右的误差，影响准确性。

从分离步骤可见国家标准的严谨性。

本文将详细阐述国家标准测定铁矿石中铝含量的方法，并对相应步骤做出解释。

二、国家标准介绍

2・1适用范围

适用于天然铁矿石、铁精矿、烧结矿和球团矿屮铝含量的测定；测定范围（质量分数）为0.25%~5.0%°

2.2实验原理

试样用盐酸、硝酸、咼氯酸分解，过滤。

残渣用氢氟酸蒸发除去硅后，用焦硫酸钾熔融，盐酸提取，与滤液合并。

然后用氨水沉淀铁铝氧化物。

将铝、铁、钛等与其他元素分离，用盐酸溶解氢氧化物,再用铜铁试剂和三氯甲烷萃取铁钛等元素，铝保留在水相。

水相经硝酸和高氯酸处理并蒸干，用盐酸溶解，加水稀释。

在溶液中加入过量的EDTA络合铝，再以二甲酚橙作指示剂用锌标准滴定溶液回滴过量的EDTA。

然后用氟化钠置换同铝络合的EDTA,再用锌标准滴定溶液滴定置换出来的EDTAO

2.3试剂

试剂名称

浓度

试剂名称

浓度

焦硫酸钾

三氯甲烷

盐酸

19g∕mLzl+l,5+95

氢氧化钠溶

液

200g∕L,500g∕L

硝酸

42g∕mL

EDTA溶液

0.04mol∕L

高氯酸

67g∕mL

氟化钠溶液

40g∕L

氢氟酸

15g∕mL

甲基橙指示

剂

lg/L

硫酸

1+1

二甲酚橙指

示剂

lg/L

氨水

1+1

醋酸盐缓冲

溶液

氯化镀溶

液

10g∕L

锌标准滴定

溶液

0.02mol∕L或

0.01mol∕L

铜铁试剂

溶液

60g∕L

2.4仪器

仪器名称

规格

钳堆”

25mL~50mL

聚四氟乙烯烧杯

20OmL

分液漏斗

25OmL

高温炉

其他实验常用仪器

2.5取样制样

分析用实验室样品应按GB/T10322.1进行取样和制备，粒度应小于100μm；矿石中化合水或易氧化物含量高时，粒度应小于160μmo将实验室样品充分混合，采用份样缩分法取样。

按照GB/T6730.1中的规定将试样在105oC±2°C的温度下进行干燥。

2.6分析步骤

2.6.1测定次数

对同一预干燥试样，至少独立测定两次。

2.6.2试样量

铝含量范围0.25%~2.0%,称取0.3g预干燥试样；铝含量范围

2.0%~5.0%,称取0.2g预干燥试样，精确至0.0OOIgO

263空白试验和验证试验

随同试料做空白试验；随同试料分析同类型标准样品做验证试验。

2.7测定

2.7.1试料的分解

将试料30OmL玻璃烧瓶屮，加入20mL盐酸，盖上玻璃表皿

（如果试样含氟超过2mg,改用20OmL聚四氟乙烯烧杯，溶样时不加玻璃表皿），低温加热分解约30Omin,取下稍冷，加IomL硝酸和3mL高氯酸,继续加热至冒高氯酸白烟蒸干。

加20mL盐酸加热溶解，加热水20mL,搅拌，用慢速滤纸过滤。

将烧杯中所有残渣转移到滤纸上，用盐酸洗涤烧杯和滤纸4次，再用热水洗涤2次。

滤液和洗涤液保存。

残渣于700°C钳圮堀中灰化灼烧，取下冷却。

加3~5滴硫酸，5mL氢氟酸，低温加热至冒白烟蒸干，取下。

加3g焦硫酸钾于650-7OOoC熔融IOmin,取下冷却，放入滤液中加热浸取。

洗岀圮堀，将溶液加热至熔融物全部溶解。

2.7.2分离干扰元素

2-7.2.1氨水分离

将溶液用水调整至约IOOmL,加热煮沸，滴加氨水至pH6.5~7.0,使氢氧化物完全沉淀。

煮沸Imin,立即用快速滤纸过滤，用热氯化钱溶液洗涤烧杯及滤纸7~8次。

弃去溶液。

将展开的滤纸和氢氧化物沉淀置于原烧杯内壁上，先用洗瓶中的热水冲下氢氧化物沉淀，然后用25mL热盐酸洗滤纸，再用热水洗涤滤纸至无色，并弃去滤纸。

将溶液煮沸，冷却至20°C以下，并控制在50mL左右。

2-7.2.2铜铁试剂萃取分离

将溶液转移到25OmL分液漏斗并用水稀释至约75mL,加入20mL铜铁试剂，轻轻摇动，加20mL三氯甲烷，激烈震荡Imin,静置分层，弃去有机相，为了除去水相表面的铜铁试剂，再加SmL三氯甲烷于分液漏斗中，弃去有机相。

如果试料含铁量小于或等于150mg,重复以上操作一次。

如果试料含铁量大于159mg,重复以上操作两次。

加入20mL三氯甲烷于分液漏斗，激烈震荡Imin,静置分层，弃去有机相。

将水相放入30OmL玻璃烧杯或30OmL锥形瓶中，用少量水洗涤分液漏斗，并入水相。

将溶液加热蒸发约20mL,加IOmL硝酸和3mL高氯酸，继续加热至冒高氯酸白烟蒸干，取下冷却。

将IornL盐酸加热分解，并蒸发至3~5mL,加水40mL,煮沸。

2.7.2.3强碱分离

如果试料含稀土元素（人于0.6mg）,在加水40mL后加入20mLEDTA

溶液和1滴甲基橙指示剂，滴加氢氧化钠溶液至溶液变黄色，再滴加盐酸至溶液变红色，并过量5滴，煮沸，搅拌下趁热加12mL氢氧化钠溶液，放置20min,流水冷却。

移入IOOmL容量瓶，稀释至刻度,摇匀；干过滤，用移液管分取50mL滤液于30OmL玻璃烧杯或30OmL锥形瓶中，滴加盐酸溶液变红色，用水稀释体积至约1OOmLO

2.7.3滴定

将溶液加入过量的EDTA溶液和1滴甲基橙指示剂，滴加氢氧化钠浴液至浴液变黄色，再滴加盐酸洛液变红色，用水稀释至体积约IOOmLO

（注：

如果试料经过强碱分离，以上步骤省略，直接将溶液转入下面操作。

）

加热至沸，趁热加15mL醋酸盐缓冲溶液，微沸3min,流水冷却至室温。

加5~7滴二甲酚橙指示剂，用锌标准滴定溶液滴至红色（不记读数）。

加20mL氟化钠溶液，微沸3min,流水冷却至室温。

补加1滴二甲酚橙指示剂，用锌标准滴定溶液滴至红色，记下读数。

2.8结果计算

2.8.1铝含量的计算

按下式计算试样屮铝含量3（质量分数），数值以％表示：

ω4z=4^X100。

m

式中：

k∙.锌标准溶液对铝滴定系数。

当CZn=0.02mol∕L时k=0.05396,当

CZn=0.0ImOZ/L时ZO2698（g/m厶）

V：

滴定试样消耗锌标准溶液体积（mL）

V0:

空白试验消耗锌标准溶液体积（771厶）

试料量或分取试料量（g）

2.8.2分析结果的一般处理

包括计算结果的重复性和允许差、分析结果的确定、实验室间精密度、分析值的验收、最终结果的计算等等。

2.8.3氧化物系数

ωy4∣2θ3（%）=1.8895XωA（%）

三、实验步骤分析

3.1试料的分解

1•如果试料含氟超过2mg,改用20OmL聚四氟乙烯烧杯，溶样时不加玻璃表川若试料含有氟元索，在酸性环境下会有氢氟酸的生成从而溶解普通玻璃仪器中的二氧化硅成分。

2.加入硝酸和高氯酸分解试样：

硝酸与高氯酸都是强氧化性的酸，并且有较强的酸性，可以将绝大多数的金属成分溶解。

若只有硝酸，铝等成分可能会发生钝化而溶解不完全。

高氯酸冒白烟的时候说明硝酸以及高氯酸已经分解完全（硝酸的沸点低于高氯酸的沸点）。

3.选用慢速滤纸过滤：

慢速滤纸的孔隙最小，斑点不易扩散。

可能由于溶液的粘度不大等原因选用慢速滤纸。

4.残渣溶解后加入氢氟酸，加热蒸干：

除去试样残渣屮的硅，使其生成四氟化硅（气体）。

5.加入3g焦硫酸钾熔融：

焦硫酸钾作为熔剂。

3.2分离干扰元素

3.2.1氨水分离

1.加入氨水至pH6.5~7.0使得氢氧化物完全沉淀：

此时沉淀的元素有铁、铝、钛等。

由于PH值不是很高，铝元素的存在形式为氢氧化铝。

2.用热氯化镀溶液洗涤：

防止滤渣中的成分过多溶解在洗涤液中。

3.2.2铜铁试剂萃取分离

1•铜铁试剂：

别名N•亚硝基苯肢镀等，溶于水和乙醇。

能与铜、铁、钛等形成不溶于水，能被三氯甲烷，乙酸乙酯等有机溶剂萃取的配合物，故可用作将铝与铁、钛等元素分离的萃取剂。

2.多次加入三氯甲烷：

进行多次萃取，使得萃取更加充分。

3.2.3•强碱分离

1.进行强碱分离的目的：

稀土元素的溶度积一般较低。

若试料中含有稀土元素，用氨水所营造的碱性坏境不足以使之沉淀，故需采用强碱进行沉淀。

2.加入EDTA溶液和甲基橙指示剂，滴加氢氧化钠溶液至溶液变黄色,再滴加盐酸至溶液变红色，并过量5滴；煮沸，搅拌下趁热加12mL氢氧化钠溶液：

这一步的原理没有搞很清楚，主要是不明白为什么要加入甲基橙。

加入过量的EDTA是为了使铝离了全部进行络合防止生成偏铝酸根。

而加入甲基橙Z后，先滴加氢氧化钠使溶液显碱性，再滴加盐酸使溶液显酸性，最终PH达到3.1以下。

然后再加入过量的氢氧化钠。

关于中间为什么要先后滴加碱和酸，原理不是很清楚；另外，加入的甲基橙变色范围是3.1-4.4,之后进行的滴定部分使用的二甲酚橙则是需要在酸性坏境卜进行滴定。

猜想此步加入甲基橙的操作是确保溶液的酸碱性，通过颜色辨別；但是通过加入缓冲溶液、测量PH值也可以达到相同的效果。

故对于此步骤的原理也不是很清晰。

3.在此过程的最后一步，滴加盐酸使溶液变红色：

除去加入的过量的氢氧化钠。

3.3滴定

1•加入ISmL的醋酸盐缓冲溶液：

对溶液酸度进行调节。

二甲酚橙在酸性环境下有指示剂的作用，与金属离子络合显紫红色，PH在6.5以下时显亮黄色。

2.先加入锌标准滴定溶液，再加入氟化钠，最后进行滴定：

滴定铝离子不可以用简单的返滴定，因为可能存在一些杂质离子对其产生干扰,返滴定的话测得结果是铝离子以及杂质离子的总量。

先前已加入过量的EDTA与其络合,现用锌标准溶液进行滴定除去溶液中剩余的EDTAO加入氟化钠置换岀AlY屮的EDTA,这样铝元素的量与置换出来的EDTA量相等。

接下来用锌标准溶液进行滴定，根据最终消耗的锌标准溶液的量即可求得铝元索的量。

四、对该标准的思考

此标准虽严谨有效，结果准确，但在工业生产中由于步骤繁杂多有不便。

查阅文献得知，若将有机试剂萃取步骤省去（即不用铜铁试剂进行萃取），只采用氨水分离以及强碱分离两个步骤分离干扰元素，可大大缩短工作流程，另外对于结果的有效性、准确性也有相当的保证，可实现铁矿