摘要：世界钢铁的生产离不开铁矿石, 铁矿石对世界各国的发展有着重要的作用。如澳大利亚, 是世界上最大的铁矿石生产国和出口国, 铁矿石为其带来巨额的外贸收益。由于铁矿石与人们的生活紧密联系, 随处可见其身影, 所以, 铁矿石的质量就决定了钢铁的质量, 进而决定了建筑工程的质量。所以, 人们要注重对铁矿石进行化学分析, 以提高我国的钢铁质量、建筑工程质量。本文从铁矿石化学分析的意义出发, 介绍了几点具体的铁矿石化学分析方法, 给以后的铁矿石分析提供参照。
关键词：铁矿石,化学方法,分析
由于我国的发展, 本国铁矿石难以供应, 所以我国的铁矿石依赖于进口, 我国进口的铁矿石量占海运铁矿石总量的2/3, 外国的铁矿石漂洋过海而来, 涌入我国的各个钢厂, 铁矿石对我国的基础建设起到了决定性的作用。所以, 人们要注重铁矿石化学分析方法的研究, 不仅有利于在万千铁矿石之中检验出合格的铁矿石, 还有利于我国的基础建设质量的提高。
1 铁矿石化学分析的问题
1.1 溶样过程中的问题
当试样需要化验TFe、Fe O时, 化验人员通常称两份试样, 同时溶样, 再进行滴定。因为有的人员在化验时, 没有将锥形瓶干燥, 往往使得化验结果不准, 给相关人员的实际工作带来误导。
1.2 滴定过程中未合理使用重铬酸钾
六价铬对环境有着持久的危害, 过量的六价铬对导致水生生物的死亡, 若是皮肤接触, 可以导致皮肤过敏, 长期吸入, 会导致癌症。目前的铁矿山化验铁品位放弃了以前的有汞法采用重铬酸钾进行实验, 但是重铬酸钾中含有六价铬, 这也是有毒物质, 一旦未能合理使用, 将会带来不可挽回的危害。
2 铁矿石的化学分析方法
2.1 氧化还原滴定法
氧化还原滴定法, 是以氧化还原反应为基础, 进而来对铁矿石进行化学分析。有两种滴定方法:一是直接滴定, 二是间接滴定。直接滴定法, 就是说利用氧化剂或者还原剂, 直接将其滴定在具有还原性或者具有氧化性的物质上, 通过化学变化, 来对其加以检测。间接滴定法, 与直接滴定法相对, 当人们要检测本身不具有还原性或者氧化性的物质时, 直接滴定法就不可行, 人们转而使用间接滴定法, 被检测的物质可以与氧化剂或者还原剂发生化学反应, 人们通过这种化学变化, 就可以对该物质进行检测。常见的氧化滴定剂有:高锰酸钾、硫酸铈、碘、碘酸钾、氯胺等;常见的还原滴定剂有:亚砷酸钠、亚铁盐、氯化亚锡、亚铬盐、亚钛盐等[1]。
在利用氧化还原滴定法对铁矿石进行化学分析时, 大家认为重铬酸钾容量法是最准确的化学分析方法, 但是由于这种方法需要使用重铬酸钾, 而Hg C12有是有毒的, 不能直接排放出去, 只能对其进行化学处理, 以达到国家的要求, 这就决定了企业要花费大量的资金对其进行化学处理, 成本太高, 所以, 人们要改善分析方法, 合理地使用重铬酸钾, 如将重铬酸钾替换为无汞重铬酸钾, 这已经成为容量法分析的趋势。该方法以Sn C12-Ti C13为还原剂, 以钨酸钠、二苯胺磺酸钠溶剂为指示剂, 重铬酸钾为标准溶液, 将试液滴至稳定的紫红色为止。但是Ti C13由于本身的不稳定性、容易被氧化、成本高等缺点, 所以人们用硫磷混酸 (1+1) 代替氟化钠, 不仅加快了熔样速度, 还可以更好地显色。
2.2 络合滴定法
络合滴定法, 是通过络合反应来对物质加以化学检测、分析一种容量分析方法。主要使用氨羧络合剂, 选择其作为滴定剂是因为, 它对许多金属都有很强的络合能力, 在碱性介质中能与钙和镁化合成为易溶而又难于离解的络合物。在络合滴定中大约95%以上的滴定是用EDTA二钠盐进行的。络合滴定方法主要有以下4种: (1) 直接滴定。即用标准EDTA溶液直接滴定金属离子。 (2) 回滴法。对某些金属, 容易水解或与EDTA络合缓慢, 或者没有适于直接滴定的指示剂, 可加入过量EDTA, 然后用一适当金属回滴。 (3) 置换滴定。若待测金属MⅠ能参与置换反应且各稳定常数值符合>>108, 则MⅠ可定量地置换, 然后用EDTA滴定, 从而间接求出MⅠ。 (4) 间接滴定法。有些金属离子 (如Li、Na、K、Rb、Cs、W、Ta等) , 和一些非金属离子 (如SO4、PO4等) , 由于不能和EDTA络合或与EDTA生成的络合物不稳定, 不便于络合滴定, 这时可采用间接滴定的方法进行测定[2]。
在实际的铁矿石的化学分析中, 常常采用此种方法, 在对铁矿石进行络合滴定法分析时, 常以EDTA作为滴定剂。人们在实际操作中, 为了减少溶样过程中的失误, 可以采用硫磷混酸溶液溶解铁矿石, 并消除干扰, 在PH值为1.5-2.5的热熔液中, 以N-苯甲酰羟胺为指示剂, 用EDTA直接滴定铁矿石。由于人们没有使用贡盐和铬盐, 所以该方法没有造成污染, 凭借其简单、快速、准确的优点, 不仅仅受到企业的青睐, 更被教师所推崇。
2.3 微量滴定法
微量滴定法, 指的是人们在实际的化学检测、分析中, 才用滴定分析的原理和技术, 将要检测的物质提取微量的试样, 对试样来滴定检测, 不必对整个被检测物质都进行滴定的一种化学分析方法。在利用微量滴定法检测物质时, 微量滴定管是必不可少的, 微量滴定管盛装的溶液体积少但是滴定管刻度之间的距离大, 方便人们在滴定时读刻度。一般的滴定管可以盛装10ml、20ml的溶液。
铁矿石的分析中可以采用微量滴定法, 当人们在采用微量滴定法对铁矿石进行化学分析时, 要对原有的微量滴定管加以改善, 使其读取的刻度更为精确, 使用的滴定剂更加少。人们研制了新型的微量滴定管, 在原有的滴定管的基础上, 进一步简化结构, 精准刻度, 使其读取的毫升数可以精准到小数点后三位, 所以在进行微量滴定法分析物质的时候, 使用更少的滴定剂, 减少滴定剂的浪费以及减少空气污染;有的人在进行铁矿石的全铁含量测定实验时, 使用微量滴定法, 其选取重铬酸钾为滴定剂, 以甲基橙试剂来代替Hg C12试剂。该方法没有使用有毒试剂, 并且减少了浓酸的使用, 得到的结果却毫无偏差, 所以其更利于小型实验、绿色实验的发展。
2.4 仪器分析法
仪器分析法, 顾名思义, 就是人们利用仪器来对所要检测的物质进行分析的一种方法。人们通过探头、传感器、分析转化器等一系列仪器, 从实验现象中直观地得到所检测物质的物质成分、物质的含量、物质的结构等信息。因为人类的肉眼不能直接观察到这些信息, 所以仪器分析法就很好地弥补了人类的不足, 广泛地应用于化学分析之中, 这也是当今分析化学所要走的的发展之路。
运用仪器分析法来对铁矿石进行化学分析时, 主要用于分析铁矿石全铁容量, 分析的时间长, 分析的过程很复杂, 终点溶液的颜色变化有时候不是很明显, 这时得到的数据就不够准确, 甚至会产生误差, 对人们的实际判断差生误导, 由于现代企业的生产方向是快速、批量化的生产, 所以这就很难满足其生产要求。所以, 这就要求人们在实际的实验中, 做到精准的分析铁矿石中铁元素的含量, 为企业的生产活动提供科准确的数据, 指导企业生产。
例如:人们在实际检测时, 以抗坏血酸做还原剂, 用来检测赤铁矿石中的铁含量, 通过电位分析法中的酸度计PH值的变化来代替指示剂重点判断, 以客观的数据来代替主观的判断, 使测得的数据更加的科学、准确, 同时减少了人为判断的失误;有的人在实验中, 利用钛作为滴定剂, 来检测铁矿石中的铁元素含量, 用铂电极作为指示电极, 甘汞电极作为参照、对比电极, 使得滴定的灵敏度和准确程度得到进一步的提高, 使得判断的误差减小, 测得的数据更加的准确。
结语
综上所述, 铁矿石的化学分析方法是多种多样的, 通过实验, 人们可以分析铁矿石的化学成分、铁矿石结构等, 并将其应用于日常的化学教学之中, 做好铁矿石的化学分析, 可以提高我国进口铁矿石的质量, 为我国钢铁企业的生产提供指导, 提升我国的钢铁质量, 从而提升我国基础设施建设的质量, 推动我国的经济发展。
参考文献
[1]郑国经.铁矿石化学分析方法标准及实验室能力验证[J].冶金分析, 2015, 35 (2) :37-44.
[2]洪达峰.EDTA络合滴定法持续检测铁矿石中钙和镁研究[J].广东化工, 2017, (5) :165-166.
