中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

高氯酸辅助溶样-重铬酸钾滴定法测定含碳铁矿石中全铁

任士远, 王云凤, 高春英, 王楠, 王琳, 董再蒸. 高氯酸辅助溶样-重铬酸钾滴定法测定含碳铁矿石中全铁[J]. 岩矿测试, 2025, 44(3): 488-493. doi: 10.15898/j.ykcs.202412030250
引用本文: 任士远, 王云凤, 高春英, 王楠, 王琳, 董再蒸. 高氯酸辅助溶样-重铬酸钾滴定法测定含碳铁矿石中全铁[J]. 岩矿测试, 2025, 44(3): 488-493. doi: 10.15898/j.ykcs.202412030250
REN Shiyuan, WANG Yunfeng, GAO Chunying, WANG Nan, WANG Lin, DONG Zaizheng. Determination of Total Iron in Carbon-Containing Iron Ore by Perchloric Acid-Assisted Digestion and Potassium Dichromate Titration[J]. Rock and Mineral Analysis, 2025, 44(3): 488-493. doi: 10.15898/j.ykcs.202412030250
Citation: REN Shiyuan, WANG Yunfeng, GAO Chunying, WANG Nan, WANG Lin, DONG Zaizheng. Determination of Total Iron in Carbon-Containing Iron Ore by Perchloric Acid-Assisted Digestion and Potassium Dichromate Titration[J]. Rock and Mineral Analysis, 2025, 44(3): 488-493. doi: 10.15898/j.ykcs.202412030250

高氯酸辅助溶样-重铬酸钾滴定法测定含碳铁矿石中全铁

  • 基金项目: 辽宁省科技计划联合基金项目(2023-MSBA-118);中央高校基本科研业务费项目(N2230003)
详细信息
    作者简介: 任士远,硕士,实验师,主要从事化学分析及光谱分析工作。E-mail:83862651@qq.com
  • 中图分类号: O655.2;TF041

Determination of Total Iron in Carbon-Containing Iron Ore by Perchloric Acid-Assisted Digestion and Potassium Dichromate Titration

  • 快速、准确地测定铁矿石中的全铁含量,对于选矿研究和提升炼铁效率至关重要。铁矿石在炼铁前需经过选矿处理,采用磁选技术通常使用固态还原剂,如烟煤、褐煤等高碳物质。铁矿石试样中的高碳成分在溶解试样过程中难以完全去除,导致溶液浑浊甚至呈现深黑色,当采用SnCl2、TiCl3还原和重铬酸钾滴定法测定含固态还原剂铁矿石中的全铁时,无法直接进行测定。尽管可以通过先焙烧除碳再分析的传统方法测定全铁含量,但该方法误差大、分析周期长(2~4h)、能耗高。本文提出了在硫磷混合酸溶解试样过程中滴加高氯酸,去除试样中的碳,通过条件实验,确定了除碳最佳条件为在硫酸烟刚离开液面时滴加高氯酸。采用本方法测定由铁矿石标样和烟煤标样按不同比例配制的样品,全铁测定结果的相对标准偏差(RSD)为0.07%~0.43%,相对误差为0.10%~0.28%。对于固态还原剂为褐煤、焦炭、无烟煤、石墨分别与铁矿石标样按1∶1配制的样品,本方法有良好的除碳效果,RSD为0.25%~0.33%,相对误差为0.04%~0.19%。采用本方法和传统方法测定不同含碳量的实际样品,RSD分别为0.08%~0.40%和0.14%~0.68%,单个样品分析时间分别为30min和2~4h。与传统的焙烧法相比,本方法省去了焙烧试样除碳的步骤,降低了分析误差,并以简便的操作流程提升了工作效率,降低了能耗。

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  • 图 1  试样溶解后的溶液:(a)置于电热板后立刻滴加高氯酸;(b)加热5min后滴加高氯酸;(c) 硫酸烟即将离开液面时滴加高氯酸;(d)不滴加高氯酸

    Figure 1. 

    表 1  试样质量配比

    Table 1.  The mass ratio of samples

    样品编号 质量配比(铁矿-煤)
    试样1 1∶0
    试样2 4∶1
    试样3 1∶1
    试样4 1∶4
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    表 2  不同质量配比烟煤存在下铁矿石全铁含量测试结果

    Table 2.  Analytical results of total iron content in iron ore in the presence of bituminous coal with different mass ratios

    样品编号TFe含量计算值
    (%)
    TFe含量6次测定值
    (%)
    TFe含量平均值
    (%)
    RSD
    (%)
    相对误差
    (%)
    试样152.2052.15  52.18  52.10  52.11  52.20  52.1552.150.080.10
    试样241.8341.82  41.80  41.75  41.78  41.77  41.7541.790.070.10
    试样326.2826.20  26.22  26.18  26.24  26.28  26.1726.220.160.23
    试样410.7210.67  10.73  10.75  10.62  10.69  10.6810.690.430.28
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    表 3  不同质量配比固态碳存在下铁矿石全铁含量测试结果

    Table 3.  Analytical results of total iron content in iron ore in the presence of solid reductant with different mass ratios

    样品名称 TFe含量计算值
    (%)
    TFe含量6次测定值(%) TFe含量测定
    平均值(%)
    RSD
    (%)
    相对误差
    (%)
    铁矿石-褐煤(1∶1) 26.34 26.30  26.39  26.33  26.19  26.22  26.29 26.29 0.27 0.19
    铁矿石-焦炭(1∶1) 26.42 26.35  26.37  26.42  26.48  26.29  26.46 26.40 0.27 0.08
    铁矿石-无烟煤(1∶1) 26.31 26.42  26.16  26.33  26.46  26.28  26.18 26.26 0.33 0.19
    铁矿石-石墨(1∶1) 26.19 26.18  26.29  26.10  26.19  26.25  26.17 26.20 0.25 0.04
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    表 4  不同方法测定全铁含量结果比对

    Table 4.  Comparison of analytical results of total iron content determined by different methods

    样品编号 本方法测定TFe含量 传统焙烧法测定TFe含量
    6次测定值(%) 平均值
    (%)
    RSD
    (%)
    6次测定值(%) 平均值
    (%)
    RSD
    (%)
    S1 31.22 31.28 31.19 31.29 31.17 31.24 31.23 0.15 31.29 31.17 31.10 31.31 31.14 31.18 31.20 0.26
    S2 40.65 40.60 40.67 40.58 40.62 40.64 40.63 0.08 40.69 40.60 40.74 40.71 40.60 40.68 40.67 0.14
    S3 25.53 25.49 25.40 25.44 25.47 25.52 25.48 0.19 25.59 25.45 25.42 25.48 25.58 25.57 25.52 0.29
    S4 20.26 20.31 20.34 20.28 20.37 20.30 20.31 0.20 20.20 20.31 20.14 20.20 20.35 20.27 20.25 0.39
    S5 11.13 11.18 11.16 11.23 11.20 11.11 11.17 0.40 11.10 11.22 11.19 11.29 11.20 11.09 11.18 0.68
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出版历程
收稿日期:  2024-12-03
修回日期:  2025-01-20
录用日期:  2025-01-29
网络出版日期:  2025-03-01
刊出日期:  2025-05-30

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