第四章矿石分析

铁矿石中铁的测定方法很多，常用的有EDTA滴定法、重
铬酸钾滴定法、高锰酸钾滴定法、铈量法和碘量法。由于重
铬酸钾滴定法具有快速、准确和容易掌握等优点，被广泛采
用。
1.方法原理 在盐酸或硫酸介质中，用SnCl2作还原剂，将 试样中的Fe3+还愿为Fe2+，过量的SnCl2用HgCl2除去。在硫 磷混合酸存在下，以二苯胺磺酸钠位指示剂，用K2Cr2O7标 准溶液滴定，其反应式为
铜、钛、砷、锑、钨、钼、铀、铂、钒、硝酸根及
大量的钴、镍、铬、硅酸等存在，均可能产生干扰。
铜、钛、砷、锑、钨、钼、铀、铂、在测定铁的条件
下，既可被SnCl2还原至低价，而后低价的离子又可被 K2Cr2O7滴定，所以产生正干扰。凡因本身变价较多， 若被SnCl2还原完全，则是结果偏高；若部分还原，剩 余部分可能导致Fe2+被氧化，使结果偏低。NO3-对 Fe3+的还原和Fe2+的滴定都有影响。大量钴、镍、铬 存在，离子本身颜色影响终点观察。较大量的硅酸呈
胶体存在时，由于吸附或包裹Fe3+，使其还原不完全， 导致结果偏低。
Ti(IV)的干扰可在用SnCl2还原之前加入适量的氟 化物消除。若试样中钛含量较高，最好采用钛-铁 连续滴定的方法，消除钛对测定的干扰。
硝酸的存在影响还原和滴定，可用硫酸冒烟或 盐酸低温反复蒸干除去。
二 全铁的测定——重铬酸钾滴定法
金属矿，稀有金属矿，稀土金属矿，分散元 素金属矿，以及放射性金属矿。
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2 非金属矿物：能源矿，化工原料，耐火材 料，陶瓷原料，冶金辅助材料，研磨材料 ，电气材料，建筑材料和宝石材料。
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4.1.2矿石分析的意义
矿石是冶金工业的基础原料。矿石分析是保 证产品质量、控制冶炼过程和研究新工艺必 不可少的手段，也是进行地质勘探和综合利 用矿资源的主要依据。
原理 亚铁的测定一般是在二氧化碳保护气氛下， 用盐酸或氟化钠在高温电炉上分解试样。试样溶解 完全后，加硼酸除去氟的干扰，加入硫-磷混合酸和 指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定。
为了防止试样中亚铁氧化，一般试样只要求过100 目筛 ，且不烘干。
2. 可溶铁的测定 原理可溶铁是指能溶于盐酸的含铁矿物，溶样时
不能同时加入其它试剂，也不能将试样灼烧处理。 试样用盐酸分解后，按全铁测定方法进行测定。
阅读材料(铁矿石中铁的测定(无汞法) 化学基础实验
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实验原理
经典的重铬酸钾法测定铁矿石中的铁，简便、快
速，但因HgCl2 剧毒，污染环境，为了减少实验废水 对环境的污染，近年来国内外的化学工作者研究了多
种不用汞盐测定常量铁的新方法。 "
本实验采用了改进的重铬酸钾法，即保留
K解2，Cr先2O用7 作S滴nC定l2剂将，大但部不分使三用阶铁Hg还C原l2 。成矿二样价经铁盐，酸试分 液过由量红的棕Ti色Cl变3将为N黄a2色W。O再4还用原T成iC“l3将钨剩兰余”的，F指e3示+还反原应， 完“全钨。兰然”后刚用好少褪量色的。再K2以C二r2O苯7溶胺液磺将酸钠TiC为l3指"氧示化剂至，用
矿石分析往往需要进行多种项目的分析，根 据不同需要，可进行简单分析、组合分析或 全分析。本章主要介绍一些矿石主要成分分 析的有关原理和方法，其他项目的分析参见 本书有关章节。
5.2 铁矿石中铁的测定
铁是地球上分布最广的元素之一，在地壳中的平均含 量为5.8%，在丰度表中位于氧、硅和铝之后，居第四。 自然界中已知的铁矿物有300多种，但工业矿物为数不 多，主要有磁铁矿赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿、和菱铁矿 等。
2 岩石：构成地壳的矿物集合体；
3 矿石：含有有用矿物并具有开采价值的岩石 。
矿石的组成相当复杂，除被研究的矿物组分外，往往 那个同时伴生多种矿物。当伴生矿物的品位达到一定 要求时，可作为有用的伴生组分进行回收利用。
4.1.1矿物的工业分类
根据矿物成分及主要用途可分为： 1金属矿物：黑色金属矿，有色金属矿，贵重
第四章矿石分析
4.1 概述 4.2 铁矿石中铁的测定 4.3 锰矿石中锰的测定 4.4 铬铁矿中铬的测定 4.5 铜矿石中铜的测定 4.6 铅矿石中铅的测定 4.7 锌矿石中锌的测定 4.8 钛矿石中钛的测定
4.1 概述
1 矿物: 地壳中存在的具有固定化学组成和一 定物理化学性质的天然产物；
铁矿石分析一般只测定全铁（TFe）硅、硫、磷。 为了了解矿石的氧化状态和选矿的需要，需测定亚 铁；从冶炼的角度考虑，要求测定可溶铁（盐酸可 溶）和硅酸铁。
一 试样的分解
矿石通常用盐酸加热分解，如残渣为白色，表 明试样分解完全。若残渣有黑色或其他颜色，可用 氢氟酸或氟化铵处理。磁铁矿分解速度很慢，可加 几滴氯化亚锡溶液加速分解，或用硫-磷混合酸（1 ：2）分解。铁矿石的系统分析常用碱溶法分解试 样，常用的溶剂有碳酸钠、过氧化钠、氢氧化钠和 过氧钠-碳酸钠(1:2)混合溶剂。熔融通常在银坩埚、 镍坩埚或石墨坩埚中进行。也可用过氧化钠在镍坩 埚中烧结分解试样。
2Fe3+ + Sn2+ + 6Cl- = Fe2+ + SnCl62-， Sn2++ 4Cl- + 2HgCl2 = SnCl62++ Hg2Cl2↓ 6 Fe2++ Cr2O72- +14H+ = 6 Fe3+ + 2 Cr3++ 7H2O
பைடு நூலகம்
三 亚铁和可溶铁的测定
1.亚铁的测定
铁矿中的亚铁是指磁铁矿、菱铁矿及一些硅酸盐中 的亚铁，不包括硫化物矿物中的亚铁。当分析含有 硫铁矿试样中的亚铁时 ，试样的分解比较复杂，最 好能控制一定的酸量和时间，以免部分铁矿分解而 引起误差。
铁矿石中常伴生的金属元素有锰、铬、镍、钴、钒、铜、 铅、锌、钼、钨、锡等。其中锰、铬、镍、钴、钒、钼、 钨通常只有少量存在，但这些元素在冶炼过程中可以大 大提高钢铁的质量，属有益组分。而且铜、铅、锌、锡 则为有害组分。值得注意的是，有的铁矿还伴生稀有金
属或稀土金属，其工业价值甚至超过铁矿石。
工业上对铁矿石中铁的要求是：菱铁矿大于 30%~35%；褐铁矿大于45%~50%；赤铁矿大于 54%~58%；磁铁矿大于56%~60%。达不到以上品 位要求的，要进行选矿处理。