淺談鐵礦石的化學(xué)分析以及減少誤差的方法

■蘇婕

（內(nèi)蒙古第九地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司　內(nèi)蒙古　錫林郭勒盟　026001）

淺談鐵礦石的化學(xué)分析以及減少誤差的方法

■蘇婕

（內(nèi)蒙古第九地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司內(nèi)蒙古錫林郭勒盟026001）

在巖礦開(kāi)采過(guò)程中，巖礦礦石中往往含有多種元素，如何對(duì)巖礦中的元素進(jìn)行測(cè)試和分析對(duì)鑒定礦石品類(lèi)、區(qū)分礦石類(lèi)別和分析礦石成分具有重要意義。這就要求我們?cè)陂_(kāi)展地質(zhì)研究工作的時(shí)候，除了要根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和流程進(jìn)行操作之外，還要減少化驗(yàn)中的誤差，提高化驗(yàn)的整體質(zhì)量。本文以鐵礦石為例，簡(jiǎn)要分析了鐵礦石的化學(xué)分析方法以及減少誤差需要注意的措施。

鐵礦石化學(xué)誤差

1　鐵礦石化學(xué)分析方法

1.1氧化還原滴定法

重鉻酸鉀容量法被公認(rèn)為是最準(zhǔn)確的鐵礦石中全鐵測(cè)定方法，由于HgCl2的毒害性，要達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)廢水處理成本太高，所以使用無(wú)汞重鉻酸鉀法已經(jīng)成為容量法分析的趨勢(shì)。即以SnCl2-TiCl3為還原劑，分別以鎢酸鈉及二苯胺磺酸鈉溶液為指示劑，以重鉻酸鉀為標(biāo)準(zhǔn)溶液，將試液滴至穩(wěn)定的紫紅色為止。但是該法所用的TiCl3溶液具有成本高、極易被氧化、穩(wěn)定性能非常差等缺點(diǎn)。章志青改進(jìn)樣品制備方式，以硫磷混酸（1+1）替代氟化鈉，既可完全快速熔樣，又可促進(jìn)顯色。

1.2絡(luò)合滴定法

在絡(luò)合滴定法中，EDTA作為滴定劑應(yīng)用最為廣泛。王瑞斌等人將鐵礦石用硫磷酸混酸溶解并消除干擾后，在pH值為1.5～2.5的熱溶液中，以N-苯甲酰羥胺為指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定鐵，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<1%，加標(biāo)回收率約為95.3%～101.5%。該方法沒(méi)有使用汞鹽和鉻鹽，簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確、無(wú)污染，適合于實(shí)際生產(chǎn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

1.3微量滴定法

張玉清等人研制成了WD-COⅡ型微量滴定管及其配套裝置，滴定管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，毫升可讀至小數(shù)點(diǎn)后第三位（1mL溶液微量滴定管可滴130～150液滴），并且微量滴定法處理樣品時(shí)，因量少，試樣溶解快，能減少酸霧污染。用于鐵礦中全鐵含量測(cè)定，以重鉻酸鉀為滴定劑，采用甲基橙指示劑代替有毒試劑HgCl2，指示預(yù)處理完全程度和除去過(guò)量的還原劑SnCl2，該方法減少了有毒試劑及濃酸的用量，但所得結(jié)果與常量法一致、兩者精密度及準(zhǔn)確度均無(wú)顯著差異。同時(shí)符合微型實(shí)驗(yàn)化、綠色化的發(fā)展趨勢(shì)。

1.4儀器分析法

容量分析鐵礦石中的全鐵，過(guò)程繁雜，流程長(zhǎng)，終點(diǎn)溶液顏色有時(shí)變化不明顯，無(wú)法及時(shí)得出分折結(jié)果，很難滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)對(duì)快速分析的要求。韓德花等人采用抗壞血酸做還原劑滴定赤鐵礦中的鐵含量，利用電位分析中酸度計(jì)的pH值大小變化替代指示劑終點(diǎn)判斷的主觀性，減少實(shí)驗(yàn)誤差。張鳳君采用鈦（Ⅲ）直接滴定鐵礦石中全鐵，用鉑電極作指示電極，甘汞電極作參比電極，該方法提高了滴定靈敏度和精密度，減少了人為的指示劑判斷終點(diǎn)的誤差。

2　鐵礦石成分化驗(yàn)檢測(cè)過(guò)氧化鈉溶樣

2.1藥品及試劑

硫磷混合酸：15%+15%+70%。將150mL濃硫酸緩緩倒入700mL水中，冷卻后加入150mL磷酸，攪勻。重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：1.00mL，此溶液相當(dāng)于0.0020g鐵。稱(chēng)取1.7559g預(yù)先在150℃烘干1h的重鉻酸鉀（基準(zhǔn)試劑）于250mL燒杯中，以少量水溶解后移入1L容量瓶中，用水定容。氯化亞錫溶液：10%，稱(chēng)取10g氯化亞錫溶于20mL鹽酸中，用水稀釋至100mL。氯化高汞飽和溶液：5%，二苯胺磺酸鈉指示劑：0.5%，過(guò)氧化鈉。

2.2分析步驟

準(zhǔn)確稱(chēng)取0.2g試樣，置于銀坩堝中，加3g過(guò)氧化鈉，混勻，再覆蓋1g過(guò)氧化鈉。放入已經(jīng)升溫至650～700℃的馬弗爐中，熔融5min，取出冷卻。將坩堝放入300mL燒杯中，加水20mL，浸取。待劇烈作用停止后，加鹽酸20mL，同時(shí)攪拌，使溶塊溶解，然后用5%鹽酸洗凈坩堝。在電爐上加熱溶解至近沸并維持約10min。取下趁熱滴加氯化亞錫溶液至鐵（Ⅲ）離子的黃色消失，并過(guò)量2滴。用水沖洗杯壁，在水槽中冷卻，加入10mL氯化高汞飽和溶液，搖動(dòng)后放置2～3min，加硫-磷混酸15mL，用水稀釋至120mL，加5滴5g/L二苯胺磺酸鈉指示劑，用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫色為終點(diǎn)。與試樣分析同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)。

3　化驗(yàn)中存在的誤差

3.1系統(tǒng)誤差

系統(tǒng)誤差是化學(xué)分析過(guò)程中某些常見(jiàn)的原因造成的對(duì)測(cè)量值的固定影響的誤差。產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因有儀器誤差、使用誤差、影響誤差、方法和理論誤差。系統(tǒng)誤差是由某種固定的原因所造成的，使測(cè)量結(jié)果系統(tǒng)偏高或偏低，當(dāng)重復(fù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，它會(huì)重復(fù)出現(xiàn)。系統(tǒng)誤差的大小、正負(fù)可以被測(cè)定的，故系統(tǒng)誤差最主要的特性就是誤差具有“單向性”。系統(tǒng)誤差主要來(lái)源于方法誤差、儀器、試劑操作誤差等，因此具有可扣除性。所以在接收礦石樣品時(shí)應(yīng)避免損失或沾污等，在樣品加工時(shí)應(yīng)保證樣品打磨到化學(xué)分析所要求的粒度，在正式檢測(cè)時(shí)應(yīng)避免錯(cuò)用樣品、選錯(cuò)方法及儀器、試劑使用錯(cuò)誤、器皿不清潔、操作不規(guī)范、忽視儀器故障、讀數(shù)錯(cuò)誤、記錄和計(jì)算錯(cuò)誤等。在處理上多用零示法、替代法等，用修正值是減小系統(tǒng)誤差的一種好方法。

3.2隨機(jī)誤差

隨機(jī)誤差是測(cè)量值受各種因素的隨機(jī)變動(dòng)而引起的誤差，也稱(chēng)為偶然誤差。隨機(jī)誤差主要由外界干擾等原因引起。隨機(jī)誤差是一種隨機(jī)現(xiàn)象，它的形成取決于測(cè)試過(guò)程中一系列隨機(jī)因素或其大量微小的因素的誤差，隨機(jī)誤差的大小和方向都不是固定的，即不可確定的。隨機(jī)誤差來(lái)源于環(huán)境、溫度、濕度、儀器性能等微小波動(dòng)。在日常工作中要注意環(huán)境出現(xiàn)異常波動(dòng)，對(duì)儀器進(jìn)行定期檢測(cè)、校準(zhǔn)來(lái)確保儀器正常運(yùn)行避免影響測(cè)試結(jié)果。也可以在檢測(cè)時(shí)可采用多次測(cè)量取算術(shù)平均值的方法、使用正負(fù)誤差抵消減少隨機(jī)誤差，但是隨機(jī)無(wú)法完全消除。

3.3粗大誤差

粗大誤差主要由測(cè)試人員操作上的錯(cuò)誤造成的。因此，在日常測(cè)試中應(yīng)要求對(duì)同一樣品不同測(cè)試人員所得的分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比、不同化驗(yàn)室所得的分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，在每批次樣品中按比例插入空白樣、監(jiān)控樣、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)也要提高測(cè)量者的責(zé)任心并定期對(duì)測(cè)試人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)不斷提高其操作能力。

4　結(jié)束語(yǔ)

總之，巖石礦物分析在地質(zhì)工作中具有非常重要的意義。在采礦行業(yè)中有著舉足輕重的地位，也是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，為了確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須具備相關(guān)的理論知識(shí)，按照方案制定的流程操作，才能最大程度的降低誤差。為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的資料。推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。

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[2]何巧玲，高氯酸代替氯化高汞重鉻酸鉀容量法測(cè)定鐵礦石中全鐵 [J].礦業(yè)快報(bào)，2014.

[3]李云巧，現(xiàn)代測(cè)量與實(shí)驗(yàn)室管理 [J]，2014.

TF521[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-162-1